专题复习 高考化学 考点43 电离平衡常数及相关计算 讲义

这是一份专题复习 高考化学 考点43 电离平衡常数及相关计算 讲义，共13页。试卷主要包含了表达式，意义，特点，影响因素，电离常数的三大应用，电离平衡常数相关计算等内容，欢迎下载使用。
1．表达式
（1）对于一元弱酸HA：HAH++A−，电离常数K=。
（2）对于一元弱碱BOH：BOHB++OH−，电离常数K=。
（3）对于二元弱酸，如H2CO3：H2CO3H++，K1=；H++，K2=；且K1>K2。
2．意义：相同条件下，K越大→越易电离→酸(或碱)性越强
3．特点：多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K1≫K2……，所以其酸性主要决定于第一步电离。
4．影响因素
5．电离常数的三大应用
（1）判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。
（2）判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性(或酸性)越弱。
（3）判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。
6．电离平衡常数相关计算(以弱酸HX为例)
（1）已知c(HX)和c(H+)，求电离常数
HX H+ + X−
起始(ml·L−1)：c(HX) 0 0
平衡(ml·L−1)：c(HX)−c(H+) c(H+) c(H+)
则：K==。
由于弱酸只有极少一部分电离，c(H+)的数值很小，可做近似处理：c(HX)−c(H+)≈c(HX)，则K=，代入数值求解即可。
（2）已知c(HX)和电离常数，求c(H+)
HX H+ + X−
起始：c(HX) 0 0
平衡：c(HX)−c(H+) c(H+) c(H+)
则：K==。
由于K值很小，c(H+)的数值很小，可做近似处理：c(HX)−c(H+) ≈c(HX)，则：c(H+)=，代入数值求解即可。
考向一 电离平衡常数的影响因素及应用
典例1 已知25℃时，K==1.75×10-5，其中K是该温度下CH3COOH的电离平衡常数。下列说法正确的是（ ）
A．向该溶液中加入一定量的硫酸，K增大
B．升高温度，K增大
C．向CH3COOH溶液中加入少量水，K增大
D．向CH3COOH溶液中加入少量氢氧化钠溶液，K增大
【答案】B
【解析】A. 向该溶液中加入一定量的硫酸时，若加入浓硫酸，浓硫酸溶于水放热，K增大，若为稀硫酸，K不变，硫酸浓度未知，故A错误；
B. 醋酸的电离是吸热过程，温度升高，K增大，故B正确
C. 向醋酸溶液中加水，温度不变，K不变，故C错误；
D. 向醋酸溶液中加氢氧化钠，温度不变，K不变，故D错误。
答案选B。
1．（河南南阳中学高三月考）已知部分弱酸的电离平衡常数如下表所示:
下列实验的反应原理用离子方程式表示不正确的是( )
A．少量的SO2通入Na2CO3溶液中:SO2+H2O+2==+2
B．用碳酸氢钠溶液检验水杨酸中的羧基：+→+H2O+CO2↑
C．少量的SO2通入Ca(ClO)2溶液中:SO2+H2O+Ca2++2ClO-==CaSO3↓+2HClO
D．少量的SO2通入苯酚钠溶液中：SO2+H2O+2 →2+ SO32-
【答案】C
【解析】由题干中电离平衡常数的信息可知，酸性强弱为：H2SO3>H2CO3>>HClO>苯酚>，再根据强酸制弱酸的规律进行解题。
A．由于酸性H2SO3>H2CO3，故少量的SO2通入Na2CO3溶液中:SO2+H2O+2==+2，A正确；
B．由于酸性H2CO3>苯酚>，故酚羟基不与反应，故用碳酸氢钠溶液检验水杨酸中的羧基：+→+H2O+CO2↑，B正确；
C．HClO具有强氧化性，能把二氧化硫氧化为硫酸，所以少量的SO2通入Ca（ClO）2溶液中不生成CaSO3而是生成CaSO4，C错误；
D．少量SO2通入苯酚钠溶液中，反应生成苯酚和亚硫酸钠：SO2+H2O+2 →2+，D正确；
故答案为：C。
电离平衡常数的应用
（1）判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。
（2）判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离平衡常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性(或酸性)越弱。
（3）判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。
（4）判断微粒浓度比值的变化
弱电解质加水稀释时，能促进弱电解质的电离，溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化，但电离平衡常数不变，题中经常利用电离平衡常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如：0.1 ml/L CH3COOH溶液中加水稀释， QUOTE = QUOTE = QUOTE ，酸溶液加水稀释，c(H+)减小，K值不变，则 QUOTE 增大。
考向二 电离平衡常数的有关计算
典例2 （1）已知25 ℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0 ml·L－1，溶液中的c(OH－)＝_____________ml·L－1。将SO2通入该氨水中，当c(OH－)降至 1.0×10－7 ml·L－1时，溶液中的c(SOeq \\al(2－,3))/c(HSOeq \\al(－,3))＝______________。
（2）H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsOeq \\al(－,4)＋H＋的电离常数为Ka1，则pKa1＝___________(pKa1＝－lg Ka1)。
【答案】（1）6.0×10－3 0.62
（2）2.2
【解析】（1）设氨水中c(OH－)＝x ml·L－1，根据NH3·H2O的Kb＝，则eq \f(x·x,2)＝1.8×10－5，解得x＝6.0×10－3。根据H2SO3的Ka2＝，则＝，当c(OH－)降至 1.0×10－7ml·L－1时，c(H＋)为1.0×10－7 ml·L－1，则＝eq \f(6.2×10－8,1.0×10－7)＝0.62。
（2）Ka1＝，K仅与温度有关，为方便计算，在图中取pH＝2.2时计算，此时c(H2AsOeq \\al(－,4))＝c(H3AsO4)，则Ka1＝c(H＋)＝10－2.2，pKa1＝2.2。
2．（沙坪坝·重庆一中高三月考）常温时，向某浓度H2A溶液中逐滴加入1ml/LNaOH溶液，混合溶液中H2A、HA-和A2-的物质的量分数（δ）随pH变化的关系如图所示。（碳酸：Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.61×10-11）下列叙述错误的是（ ）
A．NaHA溶液与碳酸氢钠反应生成CO2
B．常温下H2A的Ka2的数量级为10-5
C．向pH=4.2溶液中加水稀释，减小
D．当溶液中水的电离程度最大时，c（Na+）=2c（A2-）+2c（HA-）+2c（H2A）
【答案】C
【解析】A.图中点(1.2，0.5)，c(HA-)=c(H2A)，溶液的pH=1.2，则溶液中c（H+）=10-1.2，，点(4.2，0.5)，c（A2-）=c（HA-），溶液的pH=4.2，，均大于碳酸的Ka1=4.3×10-7，由强酸制取弱酸的原理可知，H2A或HA-可以与盐溶液反应生成CO2和H2O(即H2CO3)，所以NaHA溶液与碳酸氢钠反应生成CO2，A项正确；
B.当c（A2-）=c（HA-）时溶液的pH=4.2，Ka2（H2A）=10-4.2，数量级为10-5，B项正确；
C.向pH=4.2溶液中加水稀释，c（H+）减小，因为温度不变，所以不变，则增大，C项错误；
D.恰好生成Na2A时，水的电离程度最大，由物料守恒可知 ，c（Na+）=2c（A2-）+2c（HA-）+2c（H2A），D项正确；
答案选C。
1．下列关于弱电解质的电离平衡常数的叙述中，正确的是
A．因为电离过程是吸热过程，所以温度越高，同一弱电解质的电离平衡常数越小
B．弱电解质的电离平衡常数是用各微粒的平衡浓度表示的，所以弱电解质的电离平衡常数只与浓度有关
C．对于不同的弱酸，电离平衡常数越大，酸性一定越强，可以通过电离平衡常数的大小判断弱酸的相对强弱
D．弱电解质的电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度大小的一种方法
【答案】D
【解析】A、电离过程是吸热过程，升高温度，促进弱电解质的电离，电离平衡常数增大，故A错误；B、电离平衡常数是用各微粒的平衡浓度表示的，电离平衡常数与化学平衡常数类似，弱电解质的电离平衡常数只与温度有关，故B错误；C、电离平衡常数只受温度的影响，应是同一温度下，电离平衡常数越大，酸性越强，因此可以通过同温下的电离平衡常数的大小判断弱酸的相对强弱，故C错误；D、弱电解质的电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度大小的一种方法，同温下，电离平衡常数越大，弱电解质电离程度越大，故D正确。
2．根据下表提供的数据，判断下列离子方程式或化学方程式正确的是
A．向Na2CO3溶液中滴加少量氯水：COeq \\al(2－,3)＋2Cl2＋H2O===2Cl－＋2HClO＋CO2↑
B．向NaHCO3溶液中滴加少量氯水：2HCOeq \\al(－,3)＋Cl2===Cl－＋ClO－＋2CO2↑＋H2O
C．向NaClO溶液中通少量CO2：CO2＋NaClO＋H2O===NaHCO3＋HClO
D．向NaClO溶液中通过量CO2：CO2＋2NaClO＋H2O===Na2CO3＋2HClO
【答案】B
【解析】根据电离常数数值可知，酸性H2CO3＞HClO＞HCOeq \\al(－,3)。向Na2CO3溶液中加少量氯水，不能生成CO2，而是生成HCOeq \\al(－,3)。
3．已知室温时，0.1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述正确的是（ ）
A．该溶液的pH=3
B．升高温度，溶液的 pH 增大
C．此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D．由 HA 电离出的约为水电离出的 的105倍
【答案】C
【解析】A．HA电离出的H+：c(H+)=0.1ml/L×0.1%=10-4 ml/L，水的电离此时受到HA电离出H+的抑制，故水产生的H+：c(H+)