(新課改省份專版)2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 7.8 系統(tǒng)歸納 四大平衡常數(shù)的相互關(guān)系及應(yīng)用學(xué)案(含解析).doc
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第8課時系統(tǒng)歸納四大平衡常數(shù)的相互關(guān)系及應(yīng)用電解質(zhì)溶液中的電離常數(shù)、水的離子積常數(shù)、水解常數(shù)及溶度積常數(shù)是在化學(xué)平衡常數(shù)基礎(chǔ)上的延深和拓展,它是定量研究平衡移動的重要手段。各平衡常數(shù)的應(yīng)用和計算是高考的熱點和難點。要想掌握此點,在復(fù)習(xí)時就要以化學(xué)平衡原理為指導(dǎo),以判斷平衡移動的方向為線索,以勒夏特列原理和相關(guān)守恒定律為計算依據(jù),以各平衡常數(shù)之間的聯(lián)系為突破口,聯(lián)系元素及化合物知識,串點成線,結(jié)線成網(wǎng),形成完整的認識結(jié)構(gòu)體系,就能勢如破竹,水到渠成。重難點撥1四大平衡常數(shù)的比較常數(shù)符號適用體系影響因素表達式水的離子積常數(shù)KW任意水溶液溫度升高,KW增大KWc(OH)c(H)電離常數(shù)酸Ka弱酸溶液升溫,K值增大HAHA,電離常數(shù)Ka堿Kb弱堿溶液BOHBOH,電離常數(shù)Kb鹽的水解常數(shù)Kh鹽溶液升溫,Kh值增大AH2OOHHA,水解常數(shù)Kh溶度積常數(shù)Ksp難溶電解質(zhì)溶液升溫,大多數(shù)Ksp值增大MmAn的飽和溶液:Kspcm(Mn)cn(Am)2四大平衡常數(shù)間的關(guān)系(1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,Ka、Kh、KW的關(guān)系是KWKaKh。 (2)NH4Cl、NH3H2O溶液中,Kb、Kh、KW的關(guān)系是KWKbKh。(3)M(OH)n懸濁液中Ksp、KW、pH間的關(guān)系是Kspc(Mn)cn(OH)cn(OH)n1。3四大平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷平衡移動方向Qc與K的關(guān)系平衡移動方向溶解平衡QcK逆向沉淀生成QcK不移動飽和溶液QcK正向不飽和溶液(2)判斷離子濃度比值的大小變化如將NH3H2O溶液加水稀釋,c(OH)減小,由于電離常數(shù)為,此值不變,故的值增大。(3)利用Ksp計算沉淀轉(zhuǎn)化時的平衡常數(shù)如:AgClIAgICl已知:Ksp(AgCl)1.81010、Ksp(AgI)8.51017反應(yīng)的平衡常數(shù)K2.12106。(4)利用四大平衡常數(shù)進行有關(guān)計算考法精析考法一電離平衡常數(shù)的應(yīng)用與計算1(1)(2016全國卷)聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方程式與氨相似,聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為_(已知:N2H4HN2H的K8.7107;KW1.01014)。(2)(2016海南高考)已知:KW1.01014,Al(OH)3AlOHH2OK2.01013。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于_。解析:(1)已知:N2H4HN2H的K8.7107;KW1.01014;聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方程式為N2H4H2ON2HOH,則平衡常數(shù)為KKW8.71071.010148.7107。(2)Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3OH=AlO2H2O,則Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)為20。答案:(1)8.7107(2)202下表是25 時某些弱酸的電離常數(shù)?;瘜W(xué)式CH3COOHHClOH2CO3H2C2O4KaKa1.8105Ka3.0108Ka14.1107Ka25.61011Ka15.9102Ka26.4105(1)H2C2O4與含等物質(zhì)的量的KOH的溶液反應(yīng)后所得溶液呈酸性,該溶液中各離子濃度由大到小的順序為_。(2)pH相同的NaClO和CH3COOK溶液,其溶液的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系是:CH3COOK_NaClO,兩溶液中:c(Na)c(ClO)_c(K)c(CH3COO)。(填“”“”或“”)(3)向0.1 molL1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH)c(CH3COO)59,此時溶液pH_。(4)碳酸鈉溶液中滴加少量氯水的離子方程式為_。解析:(1)H2C2O4KOH=KHC2O4H2O,所得溶液呈酸性,說明HC2O以電離為主,水解為次。故c(K)c(HC2O)c(H)c(C2O)c(OH)。(2)CH3COOH的電離常數(shù)大于HClO,故NaClO和CH3COOK溶液濃度相同時NaClO溶液的堿性較強,pH較大,則pH相同時,NaClO溶液的濃度較小。根據(jù)電荷守恒可知,NaClO溶液中存在c(Na)c(H)c(OH)c(ClO),即c(Na)c(ClO)c(OH)c(H),同理CH3COOK溶液中c(K)c(CH3COO)c(OH)c(H),因為兩溶液的pH相同,所以兩溶液中c(OH)c(H)相等,即c(Na)c(ClO)c(K)c(CH3COO)。(3)CH3COOHCH3COOH,電離常數(shù)只與溫度有關(guān)。K1.8105,故c(H)1105 molL1,pH5。(4)加入少量氯水時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2COCl2H2O=ClClO2HCO。答案:(1)c(K)c(HC2O)c(H)c(C2O)c(OH)(2)(3)5(4)2COCl2H2O=ClClO2HCO考法二水的離子積常數(shù)的應(yīng)用與計算3右圖表示水中c(H)和c(OH)的關(guān)系,下列判斷錯誤的是()A兩條曲線間任意點均有c(H)c(OH)KWBM區(qū)域內(nèi)任意點均有c(H)c(OH)C圖中T1T2DXZ線上任意點均有pH7解析:選D根據(jù)水的離子積定義可知A項正確;XZ線上任意點都存在c(H)c(OH),所以M區(qū)域內(nèi)任意點均有c(H)c(OH),B項正確;因為圖像顯示T1時水的離子積小于T2時水的離子積,而水的電離程度隨溫度升高而增大,則T1T2,C項正確;XZ線上只有X點的pH7,D項錯誤。4水的電離平衡曲線如右圖所示。(1)若以A點表示25 時水在電離平衡時的離子濃度,當(dāng)溫度升到100 時,水的電離平衡狀態(tài)到B點,則此時水的離子積從_增加到_。(2)25 時,在等體積的pH0的H2SO4溶液,0.05 molL1的Ba(OH)2溶液,pH10的Na2S溶液,pH5的NH4NO3溶液中,發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是_。解析:(1)A點,c(H)c(OH)107 molL1,則此時水的離子積為1014;B點,c(H)c(OH)106 molL1,則此時水的離子積為1012,這說明水的離子積從1014增加到1012。(2)25 時,在等體積的pH0的H2SO4溶液中水電離出的c(H)是1014 molL1;0.05 molL1的Ba(OH)2溶液中水電離出的c(H)是1013 molL1;pH10的Na2S溶液中水電離出的c(H)是104 molL1;pH5的NH4NO3溶液中水電離出的c(H)是105 molL1,所以發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是1101010109。答案:(1)10141012(2)1101010109考法三水解常數(shù)、電離常數(shù)和離子積常數(shù)的綜合應(yīng)用5已知:25 ,Ka(CH3COOH)1.75105,Kb(NH3H2O)1.75105,1.3,lg 1.30.1(1)25 ,0.1 molL1 CH3COOH溶液的pH_;將0.1 molL1 CH3COOH溶液與0.1 molL1的氨水等體積混合,所得溶液中離子濃度大小關(guān)系為_。(2)25 ,0.2 molL1 NH4Cl溶液中NH水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh_(保留2位有效數(shù)字)。(3)25 ,向0.1 molL1氨水中加入少量NH4Cl固體,NH3H2ONHOH的電離平衡_(填“正”“逆”或者“不”)移;請用氨水和某種銨鹽(其他試劑與用品自選),設(shè)計一個實驗證明NH3H2O是弱電解質(zhì)_。解析:(1)已知CH3COOHCH3COOH,25 ,0.1 molL1CH3COOH溶液中Ka(CH3COOH)1.75105,則c(H)21.75105c(CH3COOH)1.751050.1 molL11.75106,c(H)103 molL11.3103 molL1,此時溶液的pH3lg 1.32.9;CH3COOH的電離能力和NH3H2O相同,則CH3COO和NH水解能力也相同,則CH3COONH4溶液顯中性,等濃度等體積的CH3COOH溶液和氨水混合恰好生成CH3COONH4,結(jié)合電荷守恒式c(CH3COO)c(OH)c(NH)c(H),所得溶液中離子濃度大小關(guān)系為c(CH3COO)c(NH)c(H)c(OH)。(2)已知NHH2ONH3H2OH,此時Kh11014(1.75105)5.71010。(3)25 ,向0.1 molL1氨水中加入少量NH4Cl固體,溶液中NH濃度增大,NH3H2ONHOH的電離平衡逆向移動;欲證明NH3H2O是弱電解質(zhì),可取少量氨水于試管中,滴加23滴酚酞溶液,再加入少量醋酸銨固體,充分振蕩后溶液紅色變淺,即可證明NH3H2O是弱電解質(zhì)。答案:(1)2.9c(CH3COO)c(NH)c(H)c(OH)(2)5.71010(3)逆取少量氨水于試管中,滴加23滴酚酞溶液,再加入少量醋酸銨固體,充分振蕩后溶液紅色變淺。證明NH3H2O是弱電解質(zhì)(其他合理答案均可)6(1)已知25 時,NH3H2O的電離常數(shù)Kb1.8105,該溫度下1 molL1的NH4Cl溶液中c(H)_ molL1。(已知2.36)(2)常溫下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH9的Na2SO3溶液,吸收過程中水的電離平衡_(填“向左”“向右”或“不”)移動。試計算所得溶液中_。(常溫下H2SO3的電離常數(shù)Ka11.0102,Ka26.0108)(3)25 時,亞碲酸(H2TeO3)的Ka11103,Ka22108。該溫度下,0.1 molL1 H2TeO3的電離度約為_;NaHTeO3溶液的pH_(填“”“”或“”)7。解析:(1)Khc(H)c(NH3H2O),而c(NH)1 molL1,所以c(H) 2.36105 molL1。(2)NaOH電離出的OH抑制水的電離平衡,Na2SO3電離出的SO水解促進水的電離平衡。SOH2OHSOOHKh所以60。(3)亞碲酸(H2TeO3)為二元弱酸,以一級電離為主,H2TeO3的電離度為, H2TeO3HTeOH起始/(molL1) 0.1 00電離/(molL1) 0.1 0.10.1平衡/(molL1)0.1(1) 0.10.1Ka11103,解得:10%;已知Ka22108,則HTeO的水解常數(shù)Kh(11014)(1103)11011Ka2,故HTeO的電離大于其水解,NaHTeO3溶液顯酸性,pH7。答案:(1)2.36105(2)向右60(3)10%易錯警示Ka、Kb、Kh、KW數(shù)值不隨其離子濃度的變化而變化,只與溫度有關(guān),隨溫度的升高而增大。在溫度一定時,平衡常數(shù)不變,與化學(xué)平衡是否移動無關(guān)。誤認為KW是水電離出的c(H)與c(OH)的乘積。在常溫下水的離子積常數(shù)KW1.01014??挤ㄋ娜芏确e常數(shù)的應(yīng)用與計算7(1)25 ,某溶液含0.020 molL1 Mn2、0.10 molL1 H2S,當(dāng)溶液pH_時,Mn2開始沉淀。已知:Ksp(MnS)2.81013(2)某濃縮液中含有I、Cl等離子,取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當(dāng)AgCl開始沉淀時,溶液中為_,已知Ksp(AgCl)1.81010,Ksp(AgI)8.51017。解析:(1)由于Ksp(MnS)2.81013,某溶液含0.020 molL1 Mn2,則開始形成沉淀時的c(S2)1.41011 molL1。結(jié)合圖像得出pH5,所以pH5時,Mn2開始沉淀。(2)體系中既有AgCl沉淀又有AgI沉淀時,4.7107。答案:(1)5(2)4.71078(2016全國卷)室溫下,初始濃度為1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)隨c(H)的變化如圖所示。(1)由圖可知,溶液酸性增大,CrO的平衡轉(zhuǎn)化率_(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點數(shù)據(jù),計算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_。(2)在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑,以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Cl,利用Ag與CrO生成磚紅色沉淀,指示到達滴定終點。當(dāng)溶液中Cl恰好完全沉淀(濃度等于1.0105 molL1)時,溶液中c(Ag)為_ molL1,此時溶液中c(CrO)等于_molL1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.01012和2.01010)解析:(1)溶液酸性增大,平衡2CrO2HCr2OH2O正向進行,CrO的平衡轉(zhuǎn)化率增大;A點Cr2O的濃度為0.25 molL1,根據(jù)Cr原子守恒可知CrO的濃度為0.5 molL1;H濃度為1107 molL1;此時該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K1014。(2)當(dāng)溶液中Cl完全沉淀時,即c(Cl)1.0105 molL1,根據(jù)Ksp(AgCl)2.01010,得c(Ag)2.0105 molL1。此時溶液中c(CrO)5103 molL1。答案:(1)增大1.01014(2)2.01055.0103易錯警示誤認為只要Ksp越大,其溶解度就會越大。其實溶解度不只與Ksp有關(guān),還與難溶物化學(xué)式中的各離子配比有關(guān)。只有同類型的難溶物的Ksp大小才可用于比較其溶解度大小。一定溫度下,誤認為溶解度受溶解中相同離子濃度的影響而導(dǎo)致Ksp改變。實際上Ksp只受溫度影響,溫度不變則Ksp不變,如Mg(OH)2在MgCl2溶液中的溶解度要小于在純水中的溶解度,而KspMg(OH)2不變。誤認為Ksp小的不能轉(zhuǎn)化為Ksp大的,只能實現(xiàn)Ksp大的向Ksp小的轉(zhuǎn)化。實際上,當(dāng)兩種難溶電解質(zhì)的Ksp相差不是很大時,通過調(diào)節(jié)某種離子的濃度,可實現(xiàn)難溶電解質(zhì)由Ksp小的向Ksp大的轉(zhuǎn)化。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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