1、第8课时四大常数的相互关系及应用课型标签:题型课提能课考点四大常数的相互关系及应用1.四大平衡常数的比较常数符号适用体系影响因素表达式水的离子积KW任何水溶液只与温度有关,升高温度,KW增大KW=OH-H+电离常数Ka或Kb弱酸或弱碱溶液只与温度有关,升高温度,Ka或Kb增大(1)对于一元弱酸HA:HAH+A-,电离常数Ka=(2)对于一元弱碱BOH:BOHB+OH-,电离常数Kb=盐的水解常数Kh盐溶液只与温度有关,升高温度,Kh增大M+H2OMOH+H+,水解常数Kh=溶度积常数Ksp难溶电解质溶液升温,大多数Ksp增大MmAn的饱和溶液:Ksp=Mn+mAm-n2.四大平衡常数间的关系(
2、1)Ka、KW、Kh的关系式一元弱酸或弱碱离子的Kh=或。二元弱酸根离子的Kh1=,Kh2=。(2)Ksp、KW、Kh的关系氯化铁溶液中存在Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+Kh=,故Ksp=。(3)M(OH)n悬浊液中Ksp、KW、pH间关系M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq)Ksp=Mn+OH-n=OH-n=()n+1。3.四大平衡常数的应用(1)判断平衡移动方向Q与K的关系两者表达式相同,若QK,平衡逆向移动。Q与Ksp的关系当QKsp时,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡;当Q=Ksp时,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;当QKsp时,溶液未饱和,无沉
3、淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。(2)溶液中离子浓度比值大小的判断如将醋酸溶液加水稀释,在稀释过程中,c(H+)减小,由于电离平衡常数为,此值不变,故的值增大。(3)利用Ksp计算沉淀转化时的平衡常数AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)反应的平衡常数K=。(4)利用四大平衡常数进行有关的计算题型一Ka(或Kb)、KW、Kh的关系及应用典例1 (1)(2016全国卷节选)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为(已知:N2H4+H+的K=8.7107;KW=1.010-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。(
4、2)(2019山东临沂模拟节选)25 时,H2SO3HS+H+的电离常数Ka=110-2 molL-1,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将(填“增大”“减小”或“不变”)。解析:(1)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,则联氨第一步电离的方程式为N2H4+H2O+OH-,再根据已知:N2H4+H+的K=8.7107及KW=1.010-14,故联氨第一步电离的平衡常数为=KKW=8.71071.010-14=8.710-7;联氨为二元弱碱,酸碱发生中和反应生成盐,则联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。解析:(
5、2)Ka=,Kh=110-12 molL-1。HS+H2OH2SO3+OH-,当加入少量I2时,发生反应:I2+HS+H2O2I-+3H+。根据Kh=可知,由于c(OH-)减小,而Kh不变,所以增大。答案:(1)8.710-7N2H6(HSO4)2(2)110-12 molL-1增大对点精练1 (1)在25 下,将a molL-1的氨水与0.01 molL-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c()=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:0.10 molL-1的Na2CO3溶液的pH为11.6,H2CO3的电离平衡常数K
6、a1远远大于Ka2,则Ka2约为。解析:(1)根据c()+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)和c()=c(Cl-)推知c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。NH3H2O+OH- Kb= molL-1= molL-1。(2)解法一:因为H2CO3的电离平衡常数Ka1远远大于Ka2,Na2CO3的水溶液中以的第一步水解为主,第二步忽略不计, +H2OHC+OH-,c(HC)c(OH-),0.1 molL-1的Na2CO3溶液中pH=11.6,c(H+)=10-11.6 molL-1,c(OH-)=10-2.4 molL-1,c()=0.1 molL-1-10-2.4 molL-10.1 mol
7、L-1,则Ka2= molL-1=1.010-10.2 molL-1。解法二:Kh1=molL-1=10-3.8 molL-1Ka2Kh1=KW,Ka2=molL-1=10-10.2 molL-1。答案:(1)中 molL-1(2)1.010-10.2 molL-1题型二Ka、Kh、KW、Ksp的关系及应用典例2 将CuCl先水解再加热分解可得到纳米Cu2O。CuCl水解的反应为CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq),该反应的平衡常数K与此温度下KW、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K=。解析:CuCl水解的反应为CuCl(s)+H2O(l)Cu
8、OH(s)+Cl-(aq)+H+(aq),该反应的平衡常数K=H+Cl-=。答案:对点精练2 (1)常温下,测得CaSO3悬浊液的pH=9,已知Ka1(H2SO3)=1.310-2 molL-1,Ka2(H2SO3)=6.310-8 molL-1,忽略第二步水解,则CaSO3的第一步水解常数Kh约为,Ksp(CaSO3)约为。(2)反应H2S(aq)+(aq)CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为。已知Ksp(CuS)=1.2510-36 mol2L-2,H2S的Ka1=110-7 molL-1,Ka2=110-13 molL-1解析:(1)Kh=molL-11.610-7 molL-1;+H2OHS+OH-Kh= molL-1=1.610-7 molL-1,所以c()=6.25 molL-1,所以Ksp=4.010-7 mol2L-2。(2)H2S(aq)+(aq)CuS(s)+2H+(aq)K=CuS(s)(aq)+(aq)Ksp(CuS)=H2S(aq)H+(aq)+HS-(aq)Ka1=HS-(aq)H+(aq)+(aq)Ka2=K=81015。答案:(1)1.610-7 molL-14.010-7 mol2L-2(2)81015
