1、考点2电离平衡常数1表达式(1)对于一元弱酸HAHAHA,平衡常数Ka。(2)对于一元弱碱BOHBOHBOH,平衡常数Kb。2特点(1)电离平衡常数(2)多元弱酸是分步电离的,各级电离平衡常数的大小关系式是K1K2K3,所以多元弱酸的酸性决定于其第一步电离。3意义相同条件下,K值越大,表示该弱电解质越易电离,所对应的酸性或碱性相对越强。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱:H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO。4实例(1)下表是几种弱酸的电离平衡常数(25 )。酸电离方程式电离平衡常数KCH3COOHCH3COOHHCH3COO1.75105H2CO3H2CO3HHCOHC
2、OHCOK14.4107K24.71011H2SH2SHHSHSHS2K11.3107K27.11015H3PO4H3PO4HH2POH2POHHPOHPOHPOK17.1103K26.3108K34.21013(2)若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS、H3PO4、H2PO、HPO都看成酸,其中酸性最强的是H3PO4,酸性最弱的是HS,判断的依据是相同条件下,电离常数越大,电离程度越大,c(H)越大,酸性越强。(3)K只与温度有关,当温度升高时,K值变大(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3,总有K1K2K3,产生此现象的原因是上一级电离
3、出的H对下一级电离有抑制作用。判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)电离平衡常数(K)越小,表示该弱电解质电离能力越弱。()(2)不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数(K)不同。()(3)电离平衡右移,电离平衡常数一定增大。()(4)温度不变,向NH3H2O溶液中加入NH4Cl,平衡左移,电离平衡常数减小。()(5)电离常数大的酸溶液中的c(H)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H)大。()(6)H2CO3的电离常数表达式:Ka。()题组一电离平衡常数的影响因素及应用1相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是()酸HXHYHZ电离常数K910791061102A三种酸的强弱关系
4、:HXHYHZB反应HZY=HYZ能够发生C相同温度下,0.1 mol/L的NaX、NaY、NaZ溶液,NaZ溶液pH最大D相同温度下,1 mol/L HX溶液的电离常数大于0.1 mol/L HX溶液的电离常数答案B解析表中电离常数大小关系:110291069107,所以酸性排序为HZHYHX,可知A、C两项不正确;电离常数只与温度有关,与浓度无关,D项不正确。225 时,部分物质的电离平衡常数如表所示:化学式电离平衡常数(Ka或Kb)CH3COOH1.8105HNO24.9104HCN51010HClO3108H2CO3K14.3107K25.61011NH3H2O1.8105(1)上述五
5、种酸的酸性由强到弱的顺序是_。(2)该温度下,0.10 molL1 HNO2溶液中的c(H)_ molL1。(3)25 时,向NaClO溶液中通入少量的CO2,发生反应的离子方程式为_。(4)下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是_(填序号)。A升高温度 B加水稀释C加少量CH3COONa固体 D加入少量冰醋酸E加入少量NaOH固体(温度不变)(5)体积为10 mL pH2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000 mL,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_。答案(1)HNO2CH3
6、COOHH2CO3HClOHCN(2)7103(3)CO2H2OClO=HClOHCO(4)BE(5)大于稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大,酸性强,电离平衡常数大解析(1)电离平衡常数的大小反应了酸的强弱,数值越大,酸性越强。(2)由HNO2HNO,K4.9104,c(H)7103 molL1。(3)碳酸酸性强于次氯酸,向NaClO溶液中通入少量的二氧化碳,可以制取次氯酸,但是次氯酸的电离平衡常数大于碳酸二级电离的电离平衡常数,故酸性HClOHCO,离子方程式为CO2ClOH2O=HClOHCO。(4)电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数就不变。醋酸的电离是
7、吸热的,升高温度,电离平衡常数增大,A项不符合题意;加水稀释,电离程度增大,电离常数不变,B项符合题意;加少量CH3COONa固体,其电离出的CH3COO抑制CH3COOH的电离,C项不符合题意;加入少量冰醋酸,醋酸浓度增大,电离程度减小,D项不符合题意;加入NaOH固体,c(H)减小,醋酸电离平衡正向移动,电离程度增大,E项符合题意。总结提升电离常数的4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。(4)判断微粒
8、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 molL1 CH3COOH溶液中加水稀释,加水稀释时,c(H)减小,Ka值不变,则增大。题组二有关电离平衡常数的定量计算3(1)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_(填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb_。(2)已知常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH5.60,c(H2CO
9、3)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)(3)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_。答案(1)中 molL1(2)4.2107(3)解析(1)氨水与盐酸等体积混合后的溶液中的电荷守恒关系式为c(NH)c(H)c(Cl)c(OH),因c(NH)c(Cl),故有c(H)c(OH),溶液显中性。Kbc(NH)c(OH)/c(NH3H2O)(0.005 molL1
10、107 molL1)/(a/2 molL10.005 molL1) molL1。(2)K14.2107。(3)根据电荷守恒:c(CH3COO)c(Cl)c(OH)c(Na)c(H),溶液呈中性时,c(H)c(OH)107 molL1,则c(CH3COO)c(Na)c(Cl) molL1 molL1 molL1,根据物料守恒:c(CH3COOH)c(CH3COO) molL1,则c(CH3COOH) molL1 molL1,Ka。4已知25 时弱电解质电离平衡常数:Ka(CH3COOH)1.8105,Ka(HSCN)0.13。(1)将20 mL 0.10 molL1 CH3COOH溶液和20 m
11、L、0.10 molL1的HSCN溶液分别与0.10 molL1的NaHCO3溶液反应,实验测得产生CO2气体体积V与时间t的关系如图。反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是_;反应结束后所得溶液中c(SCN)_c(CH3COO)(填“”“”或“Ka(CH3COOH),溶液中c(H):HSCNCH3COOH,c(H)大反应速率快(2)Ka(HF)4104解析(1)电离平衡常数大的电离出的离子浓度大,故反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是因为Ka(HSCN)Ka(CH3COOH),溶液中c(H):HSCNCH3COOH,c(H)大反应速率快。反应结束后,溶质为CH3
12、COONa和NaSCN,因CH3COOH酸性弱于HSCN,故CH3COONa水解程度大,c(CH3COO)c(SCN)。(2)电离平衡常数等于电离出的离子浓度的幂之积除以电解质的浓度,故Ka(HF)4104。总结提升有关电离常数计算的两种类型(以弱酸HX为例)1已知c(HX)始和c(H),求电离常数 HXH X起始/(molL1): c(HX)始 0 0平衡/(molL1): c(HX)始c(H) c(H) c(H)则:Ka。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)始c(H)c(HX)始,则Ka,代入数值求解即可。2已知c(HX)始和电离常数,求c(H)同理可得Ka,则:c(H),代入数值求解即可。