高考化学一轮复习微专题强化提升课水溶液中常见的平衡常数的综合应用学案新人教版

这是一份高考化学一轮复习微专题强化提升课水溶液中常见的平衡常数的综合应用学案新人教版，共5页。


【典例】(2020·天津等级考节选)利用太阳能光解水，制备的H2用于还原CO2合成有机物，可实现资源的再利用。
已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2，当溶液pH＝12时，c(H2CO3)∶c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )∶c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝1∶______∶______。
【解析】根据Ka1＝ eq \f(c（H＋）·c（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）,c（H2CO3）) ，则c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＝ eq \f(Ka1·c（H2CO3）,c（H＋）) ；根据Ka1＝ eq \f(c（H＋）·c（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）,c（H2CO3）) 、Ka2＝ eq \f(c（H＋）·c（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）,c（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）) ，Ka1·Ka2＝ eq \f(c2（H＋）·c（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）,c（H2CO3）) ，则c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝ eq \f(Ka1·Ka2·c（H2CO3）,c2（H＋）) ，故c(H2CO3)∶
c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )∶c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝1∶ eq \f(Ka1,c（H＋）) ∶ eq \f(Ka1·Ka2,c2（H＋）) ，pH＝12时，
c(H＋)＝10－12 ml·L－1，代入可得c(H2CO3)∶c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )∶c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。
答案：1012Ka1 1024·Ka1·Ka2
1．四大平衡常数的比较：
2．四大平衡常数的应用：
(1)判断平衡移动方向。
(2)判断粒子浓度比值的变化。如将NH3·H2O溶液加水稀释，c(OH－)减小，由于电离平衡常数表达式为Kb＝ eq \f(c（NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ）·c（OH－）,c（NH3·H2O）) 为定值，故 eq \f(c（NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ）,c（NH3·H2O）) 比值增大。
(3)利用四大平衡常数进行相关计算。
1．(水的离子积常数)60 ℃时水的离子积Kw＝3.2×10－14，则在60 ℃时，c(H＋)＝2×10－7 ml·L－1的溶液( )
A．呈酸性 B．呈碱性 C．呈中性 D．无法判断
【解析】选A。60 ℃时水的离子积Kw＝3.2×10－14，c(H＋)＝2×10－7 ml·L－1的溶液中c(OH－)＝ eq \f(Kw,c（H＋）) ＝ eq \f(3.2×10－14,2×10－7) ＝1.6×10－7 ml·L－1＜c(H＋)，则溶液呈酸性。
2．(水解常数)CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
①Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________。
②已知25 ℃时，Na2CO3溶液的水解常数为Kh＝2×10－4 ml·L－1，则当溶液中c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )∶c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝2∶1时，试求溶液的pH＝__________。
【解析】①碳酸钠溶液中碳酸根离子水解，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2OHCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋OH－，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H2OH2CO3＋OH－，溶液中离子浓度大小为c(Na＋)＞c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＞c(OH－)＞c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＞c(H＋)；
②Kh＝ eq \f(c（HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ）·c（OH－）,c（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）) ＝2×10－4，又c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )∶c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝2∶1，则c(OH－)＝10－4，结合Kw＝10－14，可得c(H＋)＝10－10，pH＝10。
答案：①c(Na＋)＞c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＞c(OH－)＞c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＞c(H＋) ②10
3．(溶度积常数)(2021·汉中模拟)已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×
10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，浓度均为
0.010 m1·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 ml·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为__________。
【解析】析出沉淀时，AgCl溶液中c(Ag＋)＝ eq \f(Ksp（AgCl）,c（Cl－）) ＝ eq \f(1.56×10－10,0.010) ＝1.56×
10－8 ml·L－1；AgBr溶液中c(Ag＋)＝ eq \f(Ksp（AgBr）,c（Br－）) ＝ eq \f(7.7×10－13,0.010) ＝7.7×
10－11 ml·L－1；Ag2CrO4溶液中c(Ag＋)＝ eq \r(\f(Ksp（Ag2CrO4）,c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）)) ＝ eq \r(\f(9.0×10－11,0.010)) ＝9.5×10－5 ml·L－1，c(Ag＋)越小，则越先生成沉淀，所以阴离子产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 。
答案：Br－、Cl－、CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
4．(平衡常数综合应用)(2021·浙江模拟)常温下，用物质的量浓度为M的NaOH稀溶液滴定0.1 ml·L－1某酸HA溶液，溶液中水电离出的c水(H＋)的负对数
[－lgc水(H＋)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.NaOH溶液中：c2(H＋)－M×c(H＋)＝Kw
B．Ka(HA)的值约为10－5
C．R、Q两点溶液对应的pH＝7
D．R→N、N→Q所加NaOH溶液体积相等
【解析】选B。根据电荷守恒：c(OH－)＝M＋c(H＋)，有 eq \f(Kw,c（H＋）) ＝M＋c(H＋)，整理得到c2(H＋)＋M·c(H＋)＝Kw，故A错误；常温下，HA溶液中－lgc水(H＋)＝11，则c水(H＋)＝c水(OH－)＝10－11 ml·L－1，所以c(H＋)＝ eq \f(10－14,10－11) ml·L－1＝
10－3 ml·L－1，c(HA)≈0.1 ml·L－1，Ka(HA)＝ eq \f(c（H＋）c（A－）,c（HA）) ＝ eq \f(10－3×10－3,0.1) ＝1×
10－5，故B正确；R点酸过量，溶液呈酸性，pH＜7，Q点NaOH过量，溶液呈碱性，pH＞7，故C错误；R→N加NaOH消耗HA，促进水的电离，N→Q加NaOH溶液，碱过量，抑制水的电离，虽然c水(H＋)变化程度相等，但随着溶液体积增大，所加NaOH溶液的体积也增大，即R→N、N→Q所需NaOH体积不相等，故D错误。
5.(双选)(综合应用)常温下,BaCO3的溶度积常数为Ksp,碳酸的电离常数为Ka1、Ka2。关于0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液的下列说法错误的是( )
A.溶液中的c(HC)一定小于0.1 ml·L-1
B.将少量该溶液滴入BaCl2溶液中,反应HC(aq)+Ba2+(aq)BaCO3(s)+H+(aq)平衡常数K=
C.升高温度或加入NaOH固体,均减小
D.c(Na+)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3)
【解析】选B、C。A.NaHCO3溶液中存在部分HC的水解和电离,则0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液中的c(HC)一定小于0.1 ml·L-1,故A正确;反应HC(aq)+Ba2+(aq)BaCO3(s)+H+(aq)平衡常数K===,故B错误;升高温度促进HC的水解,加入NaOH固体,HC反应生成C,则溶液中c(HC)减小,增大,故C错误;NaHCO3溶液存在物料守恒,为c(Na+)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3),故D正确。Qc与K的关系
平衡移动方向
Qc＞K
逆向
Qc＝K
不移动
Qc＜K
正向