2022高考化学第8章水溶液中的离子平衡第1节弱电解质的电离平衡考点2电离平衡常数讲与练含解析.docx

1、水溶液中的离子平衡李仕才考点二电离平衡常数 1电离平衡常数(1)表示方法：对于弱电质AmBnmAnnBm，K。一元弱酸HA的电离平衡常数：根据HAHA可表示为Ka。一元弱碱BOH的电离平衡常数：根据BOHBOH可表示为Kb。(2)意义：根据电离平衡常数值的大小，可以初步估算弱电解质的电离程度，K值越大，电离程度越大，弱酸的酸性越强，弱碱的碱性越强。相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO。(3)特点：电离平衡常数只与温度有关，与电解质的浓度无关，由于电离过程是吸热的，故温度升高，K增大；多元弱酸是分步电离的，各级电离平衡常数的大小关系是K1K

2、2，所以其酸性主要决定于第一步电离。(4)影响因素：内因：物质的结构。外因：温度。同一反应，温度一定，K一定，升高温度，K值增大，原因是电离是吸热过程。2有关电离平衡常数的计算(以弱酸HX为例)(1)已知c(HX)和c(H)，求电离平衡常数。HXHX起始： c(HX) 0 0平衡： c(HX)c(H) c(H) c(X)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)和电离平衡常数，求c(H)。HXHX起始： c(HX) 0 0平衡： c(HX)c(H) c(H) c(X)则：K由于c(H)的数值很小

3、，可做近似处理：c(HX)c(H)c(HX)，则：c(H)，代入数值求解即可。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)1H2CO3的电离平衡常数表达式：Ka。()2电离平衡常数可以表示弱电解质电离能力的相对强弱。()3弱电解质电离平衡右移，电离平衡常数一定增大。()4对于0.1 mol/L的氨水，加水稀释后，溶液中c(NH)c(OH)变小。()5向CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，先增大再减小。()6室温下，向10 mL pH3的醋酸溶液中加水稀释后，溶液中不变。()7CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中的值减小。()1对于多元弱酸的电离，由于Ka1Ka2Ka3，所以在利用电离平衡常数比较

4、酸性强弱时，只比较第一步电离的平衡常数即可。2电离平衡常数只与温度有关，与弱电解质浓度无关。3电离平衡常数的计算式中各微粒浓度都是达到电离平衡时的平衡浓度。一、电离平衡常数及影响因素1下列关于电离常数的说法中正确的是()A电离常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱B电离常数与温度无关C不同浓度的同一弱电解质，其电离常数不同D多元弱酸各步电离常数相互关系为K1K2c(B)CAB的电离程度：(25 )(35 )DAB的电离是吸热过程解析：由于K(25 )K(35 )，故c(A)随温度的升高而增大，A错；由电离方程式可知，在任何温度下，都存在c(A)c(B)，B错；由25 和35 时的平衡常数可知，温

5、度越高，电离程度越大，C错；由于K(25 )HYHZB反应HZY=HYZ能够发生C相同温度下，0.1 molL1的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大D相同温度下，1 molL1 HX溶液的电离常数大于0.1 molL1 HX解析：表中电离常数大小关系：10291069107，所以酸性排序为HZHYHX，可见A、C不正确。电离常数只与温度有关，与浓度无关，D不正确。答案：B二、电离平衡常数的简单计算525 时，0.1 molL1的某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列说法不正确的是()A该溶液pH4B由HA电离出的c(H)约为水电离出的c(H)的106倍C此酸的电离平衡常数约为1

6、107D升高温度，溶液的pH增大解析：c(H)(0.10.1%) molL1104 molL1，故该溶液的pH4，A正确；溶液中由HA电离出的c(H)104 molL1，由水电离出的c(H)水c(OH)1010 molL1，故溶液中由HA电离出的c(H)约为水电离出的c(H)的106倍，B正确；溶液中的c(H)c(CH3COO)104 molL1，c(CH3COOH)0.1 molL1104 molL1，近似等于0.1 molL1，故此酸的电离平衡常数约为104104/0.11107，C正确；升高温度，醋酸的电离程度增大，c(H)增大，溶液的pH减小，D错误。答案：D6碳氢化合物完全燃烧生成C

7、O2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH5.60，c(H2CO3)1.5105 molL1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCOH的平衡常数K1_。(已知：105.602.5106)解析：H2CO3HHCOK14.2107。答案：4.2107三、电离平衡常数的综合计算7常温下，0.1 molL1的HCOONa溶液的pH10，则HCOOH的电离常数Ka_。解析：电荷守恒：c(Na)c(H)c(HCOO)c(OH)，因此c(HCOO)c(Na)c(H)c(OH)(0.11010104) molL10.1 molL1；物料守恒：c(HCOO)c(H

8、COOH)c(Na)，所以c(HCOOH)c(Na)c(HCOO)c(Na)c(Na)c(H)c(OH)c(OH)c(H)(1041010) molL1104 molL1，所以Ka molL1107 molL1。答案：107 molL18在25 下，将a molL1的氨水与0.01 molL1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH)c(Cl)。则溶液显_性(填“酸”“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb_。解析：解法1：电荷守恒法：根据电荷守恒：c(NH)c(H)c(Cl)c(OH)，由c(NH)c(Cl)，可知c(H)c(OH)，则溶液呈中性。由物料守恒：溶液中含

9、氮的微粒为NH3H2O和NH，全部来源于氨水，而等体积混合，体积加倍，浓度减半，因此，c(NH)c(NH3H2O) molL1，则c(NH3H2O) molL1c(NH) molL1c(Cl)() molL1，所以Kb molL1 molL1。解法2：综合分析法：a molL1的氨水与0.01 molL1的盐酸等体积混合发生反应：NH3H2OHCl=NH4ClH2O，因为溶液呈中性，则NH3H2O过量，溶质为NH3H2O和NH4Cl，c(NH)c(Cl) molL1。溶液存在平衡：NH3H2ONHOH和NHH2ONH3H2OH。由于溶液呈中性，可知NH3H2O电离程度和NH的水解程度相等，即混

10、合后溶液中c(NH3H2O)与混合后反应余下的c(NH3H2O)相等，c(NH3H2O) molL1；而混合后溶液中c(NH)与混合后生成的c(NH4Cl)相等；c(NH) molL1；所以Kb molL1 molL1。答案：中 molL19常温下，将a molL1 CH3COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等体积的b molL1的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发)，用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数Ka_。解析：由电荷守恒和物料守恒可得所以c(CH3COOH)c(Cl)CH3COOHCH3COO H molL1 () molL1 107 molL1Ka。答案：10在一定条件下可用甲

11、醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下，将a molL1的醋酸与b molL1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2)c(CH3COO)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka_(用含a和b的代数式表示)。解析：根据2c(Ba2)c(H)c(OH)c(CH3COO)由于c(CH3COO)2c(Ba2)b molL1所以c(H)c(OH)溶液呈中性CH3COOHCH3COOH b b 107Ka。答案：电离平衡常数的应用根据酸碱的电离常数大小可进行以下判断(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。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3H3P

12、O4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO。(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。(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，但电离常数不变，考题中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如：0.1 mol/L CH3COOH溶液中加水稀释，加水稀释时，c(H)减小，K值不变，则增大。1运用电离常数判断可以发生的反应是()酸电离常数(25 )碳酸Ki14.3107Ki25.61011次溴酸Ki2.4

13、109HBrONa2CO3=NaBrONaHCO32HBrONa2CO3=2NaBrOH2OCO2HBrONaHCO3=NaBrOH2OCO2NaBrOCO2H2O=NaHCO3HBrOABCD解析：根据复分解反应中较强酸制备较弱酸的原理，中次溴酸Ki2.4109碳酸Ki25.61011，能发生；次溴酸Ki2.4109Ki(HCN)Ki2(H2CO3)，故HCN可与CO发生反应生成CN和HCO，因此向含CN的溶液中通入CO2发生的反应为CNH2OCO2=HCNHCO，A项错误；利用甲酸与碳酸的电离平衡常数可知酸性：HCOOHH2CO3，则HCOOH可与碳酸盐反应生成甲酸盐、CO2和H2O，B项

14、正确；酸性：HCOOHHCN，故等pH的HCOOH和HCN相比，HCN的物质的量浓度大，所以中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者，C项正确；在等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中，均存在：c(Na)c(H)c(R)c(OH)(RHCOO或CN)，因CN水解程度大，则在NaCN溶液中c(H)较小，而两溶液中c(Na)相等，故两溶液中所含离子数目前者大于后者，D项正确。答案：A325 时，部分物质的电离平衡常数如表所示：化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.7105K14.3107K25.610113.0108请回答下列问题：(1)CH3COO

15、H、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为_。(2)同浓度的CH3COO、HCO、CO、ClO结合H的能力由强到弱的顺序为_ _。(3)将少量CO2气体通入NaClO溶液中，写出反应的离子方程式：_。(4)物质的量浓度均为0.1 molL1的下列四种物质的浓液：a.Na2CO3、b.NaClO、c.CH3COONa、d.NaHCO3，pH由大到小的顺序是_(填字母)。(5)常温下0.1 molL1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式中的数据变化情况为(填“变大”“变小”或“不变”)：_；_；_；_。(6)体积为10 mL pH2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 m

16、L，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离平衡常数_(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数；理由是_ _。解析：电离平衡常数越大，酸性越强，电离平衡常数越小，其对应酸根离子结合H能力越强。(3)根据电离平衡常数可以判断：H2CO3HClOHCO，CO可以和HClO反应生成HCO和ClO，所以少量CO2与NaClO溶液反应生成HCO。(4)电离常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性(或酸性)越弱。(5)加水稀释，n(CH3COOH)减小，n(H)增多，所以变小；Ka只与温度有关，加水稀释，Ka不变；，加水稀释，n(CH3COO)增大，n(CH3COOH)减小，故增大；，Ka、Kw只与温度有关，所以加水稀释不变。(6)根据图象分析知，起始时两种溶液中c(H)相同，故c(较弱酸)c(较强酸)，稀释过程中较弱酸的电离程度增大的多，故在整个稀释过程中较弱酸的c(H)一直大于较强酸的c(H)，稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的大，故HX酸性强，电离平衡常数大。答案：(1)CH3COOHH2CO3HClO(2)COClOHCOCH3COO(3)ClOCO2H2O=HClOHCO(4)abdc(5)变小不变变大不变(6)大于稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大，酸性强，电离平衡常数大