专题43
1.表达式
(1)对于一元弱酸HA :HA
H ++A −,电离常数
K =。
H A HA c c c +-⋅()()()
(2)对于一元弱碱
BOH :BOH
B ++OH −,电离常数K =。
B OH BOH c c c +-⋅()()
()
(3)对于二元弱酸,如H 2CO 3:H 2CO 3
H ++,K 1=;H ++
3
HCO -
3
23H HCO H CO c c c +-
⋅()()()
3
HCO -,K 2=;且K 1>K 2。23
CO -
233H CO HCO c c c +-
-
⋅()()
()
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K 1≫K 2……,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(mol·L −1):c (HX) 0 0平衡(mol·L −1):c (HX)−c (H +) c (H +) c (H +)
则:K ==。H X HX c c c +-⋅()()()2
H HX H c c c ++
()
()-()
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 =,2
H HX c c +()()
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 ==。H X HX c c c +-⋅()()()2
H HX H c c c ++
()
()-()
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 +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 相同温度下,根据三种酸的电离平衡常数,下列判断正确的是
酸HX HY HZ 电离平衡常数
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A .从电离平衡常数可以判断,HX 和 HY 属于弱酸,HZ 属于强酸
B .三种酸的强弱关系:HX> HY > HZ
C .反应X - + HZ=== Z -+ HX 能够发生
D .相同温度下,0.1 mol/L HY 溶液的电离平衡常数大于 0.01 mol/L HY 溶液的电离平衡常数【解析】相同温度下,电离平衡常数可衡量酸的强弱,电离平衡常数越小酸越弱,强酸完全电离,结合强酸能制取弱酸原理分析解答。
A . 由表中数据可知,HZ 不能完全电离,HZ 也是弱酸,A 项错误;
B .相同温度下,电离平衡常数越小酸越弱,由表中数据可知,三种酸的强弱关系是:HZ >HY>HX ,B 项错误;
C .由表中数据知酸的强弱关系:HZ>HX ,根据“较强酸制较弱酸”规律,HZ 能制取HX ,该反应能够发生,C 项正确;
D .电离平衡常数只与温度有关,与浓度无关,所以相同温度下,0.1 mol/L HY 溶液的电离平衡常数与 0.01 mol/L HY 溶液的电离平衡常数相同,D 项错误;答案选C 。
【答案】
C
1.已知下面三个数据:7.2×10−4、4.6×10−4、4.9×10−10分别是三种酸的电离平衡常数,若已知这些酸可发生如下反应:①NaCN+HNO 2HCN+NaNO 2,②
NaCN+HF HCN+NaF ,③NaNO 2
+HF
HNO 2+NaF 。
由此可判断下列叙述中,不正确的是A .HF 的电离平衡常数为7.2×10−4B .HNO 2的电离平衡常数为4.9×10−10
C .根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D .HNO 2的电离平衡常数比HCN 大,比HF 小
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 mol/L CH 3COOH 溶液中加水稀释,
=
=,酸溶液加水稀释,c (H +)减小,K 值不变,()()
33CH COO CH COOH -c c ()()
()()
33CH COO H CH COOH H -++⋅⋅c c c c ()
H +K
c
则
增大。
()()
33CH COO CH COOH -c
c 考向二 电离平衡常数的有关计算
典例1 (1)已知25 ℃,NH 3·H 2O 的K b =1.8×10-5,H 2SO 3的K a1=1.3×10-2,K a2=6.2×10-8。若氨水的
浓度为2.0 mol·L -1,溶液中的c (OH -)=_____________mol·L -1。将SO 2通入该氨水中,当c (OH -)降
至 1.0×10-7 mol·L -1时,溶液中的c (SO )/c (HSO )=______________。2-
3-3(2)H 3AsO 4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。
H 3AsO 4第一步电离方程式H 3AsO 4H 2AsO +H +的电离常数为K a1,则p K a1=___________(p K a1=-
-4lg K a1)。
【解析】(1)设氨水中
c (OH -)=x mol·L -1,根据
NH 3·H 2O 的K b =,则=1.8×10-5,
+4
32NH ()(OH )(NH H O)c c c -⋅⋅x ·x 2
解得x =6.0×10-3。根据H 2SO 3的K a2=,则=,当c (OH -)降至 1.0×10-7mol·L -233+SO SO (H )()(H )c c c --⋅233SO SO ()
(H )
c c -
-
a 2+(H )K c 1时,c (H +)为1.0×10-7 mol·L -1,则==0.62。233SO SO ()(H )c c -
-
6.2×10-8
1.0×10-7
(2)K a1=,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 (H 2AsO
4
+234AsO AsO (H )(H )(H )
c c c -⋅)=c (H 3AsO 4
),则K a1=c (H +)=10-2.2,p K a1=2.2。
-4【答案】(1)6.0×10-3 0.62
(2)2.2
2.已知25 ℃时弱电解质电离平衡常数:K a(CH3COOH)=1.8×10−5,K a(HSCN)=0.13。
备战高考(1)将20 mL、0.10 mol·L−1CH3COOH溶液和20 mL、0.10 mol·L−1的HSCN溶液分别与0.10 mol·L−1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;反应结束后所得溶液中c(SCN−) c(CH3COO−)(填“>”“=”或“<”)。
(2)2.0×10−3 mol·L−1的水溶液中,调节溶液pH(忽略调节时体积变化),测得平衡体系中c(F−)、c(HF)与溶液pH的关系如图。
则25 ℃时,HF电离平衡常数为K a(HF)= (列式求值)。
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
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