2023届新高考化学选考一轮总复习学案-专题突破5　四大平衡常数的相互关系及应用

专题突破5四大平衡常数的相互关系及应用一、四大平衡常数的比较概念表达式影响因素水的离子积常数(Kw)一定温度下,水或稀溶液中H+和OH-的浓度积是一个常数Kw=c(OH-)·c(H+)只与温度有关,温度升高,Kw增大电离常数(Ka、Kb)在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子浓度(幂)的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数(1)对于一元弱酸HA:HAH++A-,电离常数Ka=c(2)对于一元弱碱BOH:BOHB++OH-,电离常数Kb=c只与温度有关,温度升高,K增大盐的水解常数(Kh)—对于一般的可逆反应:A-+H2OHA+OH-,在一定温度下达到平衡时:Kh=c只与温度有关,温度升高,Kh增大溶度积常数(Ksp)在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度(幂)之积为一常数MmAn的饱和溶液:Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-)只与难溶电解质的性质和温度有关二、四大平衡常数的应用1.判断平衡移动方向(1)Q与K的关系两者表达式相同,若Q<K,平衡正向移动;若Q=K,平衡不移动;若Q>K,平衡逆向移动。(2)Q与Ksp的关系当Q>Ksp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Q<Ksp时,溶液未饱和,无沉淀析出,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c(H+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=c(Cl4.利用四大平衡常数进行有关的计算类型一Ka(或Kb)、Kw、Kh的关系及应用[典例1](2021·学军中学月考)25℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol/L,lgc(CH3COOH)、lgc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)随pH变化的关系如图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是()A.O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)B.N点时,pOH=14-lgKaC.该体系中,c(CH3COOH)=0.D.pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大解析:根据图像分析可知,随着pH的增大,氢氧根离子和醋酸根离子的浓度增大,氢离子和醋酸分子的浓度减小,又因pH=7时,氢氧根离子浓度等于氢离子浓度,故可推知,图中曲线1为lgc(CH3COO-)随pH的变化曲线,曲线2为lgc(H+)随pH的变化曲线,曲线3为lgc(OH-)随pH的变化曲线,曲线4为lgc(CH3COOH)随pH的变化曲线。A.根据上述分析可知,O点为曲线2和曲线3的交点,对应的pH=7,得出结论为c(H+)=c(OH-),错误;B.N点为曲线1和曲线4的交点,lgc(CH3COO-)=lgc(CH3COOH),即c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因Ka=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH),代入等量关系并变形可知pH=-lgKa,可得pOH=14-(-lgKa)=14+lgKa,错误;C.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L,则c(CH3COO-)=0.1mol/L-c(CH答案:CKa(或Kb)、Kw、Kh的关系式1.一元弱酸酸根离子或弱碱阳离子的Kh=KwKa2.二元弱酸酸根离子的Kh1=KwKa2,Kh2[对点精练1]25℃时,向NaHCO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是(B)A.25℃时,H2CO3的一级电离常数Ka1(H2CO3)=1×10-6.4B.图中M点时,2.6c(H2CO3)=c(HCO3C.25℃时,HCO3-+H2OH2CO3+OH-的水解常数Kh=1×10D.25℃时,当c(H2CO3)=c(解析:A.H2CO3的一级电离常数Ka1=c(HCO3-)c(H+)c(H2CO3),据题图可知当lgc(HCO3-)c(H2CO3)=1时,pH=7.4,即c(HCO3-)c(H2CO3)=10时c(H+)=10-7.4mol/L,所以Ka1=1KwKa1=1×10-141×10-6.4=1×10-7.6,正确;D.当c(H2CO3)=c(HCO3类型二Ka、Kh、Kw、Ksp的关系及应用[典例2](2021·全国乙卷)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化,M+不发生水解。实验发现,298K时c2(M+)～c(H+)为线性关系,如图中实线所示。下列叙述错误的是()A.溶液pH=4时,c(M+)<3.0×10-4mol·L-1B.MA的溶度积Ksp(MA)=5.0×10-8C.溶液pH=7时,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)D.HA的电离常数Ka(HA)≈2.0×10-4解析:HA为弱酸,电离方程式为HAH++A-,电离常数Ka=c(H+)·c(A-)cc(M+)·c(A-);A-在溶液中发生水解,水解反应的离子方程式为A-+H2OHA+OH-;在MA的饱和溶液中,存在物料守恒c(M+)=c(A-)+c(HA);Ka(HA)=c(H+)·c(A-)c(HA)=c(H+)·c(A-)c(M+)-c5.0×10-8,c(H+)=10×10-5mol·L-1时,c2(M+)=7.5×10-8(mol·L-1)2,则Ksp(MA)Ka(HA)=cKsp(MA)2.5×10-4=5.0×10-82.5×10-4=2.0×10-4。当溶液pH=4时,c(H+)=10×10-57.5×10-8mol·L-1<3.0×10-4mol·L-1,A叙述正确;由上述计算可得Ksp(MA)=5.0×10-8,Ka(HA)=2.0×10-4,B、D叙述正确;c2(M+)～c(H+)为线性关系,即加入的酸不是HA,应为另外一种强酸,则pH=7时的电荷守恒式c(M+)+c(H+答案:CKa、Kh、Kw、Ksp的关系换算方法1.Ksp、Kw、Kh的关系氯化铁溶液中存在:Fe3+(aq)+3H2O(l)Fe(OH)3(s)+3H+(aq)Kh=c3(H+)c(Fe2.M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH之间的关系M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq)Ksp=c(Mn+)·cn(OH-)=c(OH-)n·cn(OH-)=cn3.Ka、Ksp、K的关系反应CdS(s)+2H+(aq)Cd2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数为K,则K=KspK[对点精练2]关于沉淀溶解平衡和溶度积常数,下列说法错误的是(A)A.将饱和Na2SO4溶液加入饱和澄清石灰水中,有白色沉淀产生,说明Ksp[Ca(OH)2]>Ksp(CaSO4)B.已知25℃时,Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-15,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,则该温度下Co(OH)2和Fe(OH)2的混合悬浊液中,c(Fe2+)C.已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K=2.8×103D.已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,在MgCl2溶液中加入氨水,有白色沉淀生成,测得混合液的pH=11,则溶液中c(Mg+)=5.6×10-6mol·L-1解析:A.将饱和Na2SO4溶液加入饱和澄清石灰水中,有白色沉淀产生,说明