考点强化电离平衡常数及相关计算
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考点强化电离平衡常数及相关计算电离平衡常数是指在一定温度下,气相或溶液中,反应中生成的离子浓度的乘积与反应物浓度的乘积的比值。
它描述了酸碱性质和溶解度等重要的化学行为。
掌握电离平衡常数的相关计算方法对于理解和预测化学反应具有重要意义。
电离平衡常数的计算方法取决于反应的类型。
我们可以将反应分为酸碱反应、溶解度反应和气相反应。
在酸碱反应中,电离平衡常数通常使用酸度计算,即酸解离常数。
以酸HA为例,它在溶液中可解离为H+和A-,其反应方程为HA ⇌ H+ + A-。
酸度常数Ka定义为[H+][A-]/[HA],其中[H+]表示氢离子浓度,[A-]为阴离子浓度,[HA]为酸浓度。
酸度常数的对数值称为pKa,pKa = -logKa。
可以通过实验手段来测定酸的酸度常数或pKa值,也可以通过计算方法来预测。
在溶解度反应中,电离平衡常数又被称为溶解度常数。
以固体AgCl的溶解度反应为例,AgCl在水中溶解为Ag+和Cl-,其反应方程为AgCl(s) ⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq)。
溶解度常数Ksp定义为[Ag+][Cl-]/[AgCl],其中[Ag+]表示Ag离子浓度,[Cl-]为Cl离子浓度,[AgCl]为AgCl浓度。
Ksp的值可以通过实验手段来测定。
溶解度常数越大,说明该物质越容易溶解。
在气相反应中,电离平衡常数通常使用平衡常数来表示。
以气体反应A(g) ⇌ B(g)为例,反应方程可以表示为A ⇌ B。
平衡常数Keq定义为[B]/[A],其中[B]表示B的浓度,[A]为A的浓度。
当A和B分别为气体时,Keq可以通过实验手段来测定。
平衡常数越大,说明B的生成倾向性越大。
计算电离平衡常数时,需要注意反应的浓度或分压。
在溶液中,浓度可以通过化学计量关系和溶解度等计算得到。
在气相反应中,可以使用理想气体状态方程来计算分压。
此外,还需要考虑反应的温度因素。
电离平衡常数随着温度的变化而改变,通常可以通过Van 't Hoff方程来预测。
高考化学一轮总复习提升训练:微考点3 电离平衡常数的相关计算1.(2023·河北衡水中学模拟)25 ℃时,用0.1 mol·L -1CH 3COOH 溶液滴定20 mL 0.1mol·L -1NaOH 溶液,当滴加V mL CH 3COOH 溶液时,混合溶液的pH =7。
已知CH 3COOH 的电离平衡常数为K a ,忽略混合时溶液体积的变化。
下列关系式正确的是( A )A .K a =2×10-70.1V -2B.V =2×10-70.1K a -2C .K a =2×10-7V +20D.K a =2×10-8V[解析] 当pH =7时,溶液中c (CH 3COO -)=c (Na +)=2V +20mol·L -1,由物料守恒知c (CH 3COOH)=0.1V V +20 mol·L -1-2V +20 mol·L -1=0.1V -2V +20mol·L -1,再根据K a =c H +·c CH 3COO -c CH 3COOH ,代入相关数据可得K a =2×10-70.1V -2。
2.(2023·湖南邵阳模拟)常温下,联氨(N 2H 4)在水溶液中分步发生电离:①N 2H 4+H 2O N 2H +5+OH -K a1;②N 2H +5+H 2ON 2H 2+6+OH -K a2。
该溶液中的微粒的物质的量分数δ(X)随pOH[pOH =-lg c (OH -)]变化的关系如图所示。
下列叙述错误的是( B )A .给N 2H 4的水溶液中加水稀释,电离程度逐渐增大B .电离常数K a1:A<B =D<C C .据图中A 点可求:K a1=10-6D .图D 点溶液的c (OH -)=10-10.5 mol·L -1[解析] 给N 2H 4的水溶液中加水稀释,电离平衡正向移动,故电离程度逐渐增大,A 正确;电离常数只与温度有关,与溶液的酸碱性无关,故电离常数K a1:A =B =D =C ,B 错误;题图中A 点δ(N 2H 4)=δ(N 2H +5),pOH =6,此时c (N 2H 4)=c (N 2H +5)、c (OH -)=10-6mol·L -1,则N 2H 4的电离常数K a1=c N 2H +5·c OH -c N 2H 4=c (OH -)=10-6,C 正确;同理,据题图中C点计算电离常数K a2=c OH -·c N 2H 2+6c N 2H +5=c (OH -)=10-15,题图中D 点溶液中δ(N 2H 4)=δ(N 2H 2+6),则有K a1·K a2=10-6×10-15=c 2(OH -),解得c (OH -)=10-10.5 mol·L -1,D 正确。
2021届高三化学一轮复习——电离度 电离平衡常数(知识梳理及训练)核心知识梳理1.电离度(1)电离度概念与表达式一定条件下,当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的弱电解质分子数占弱电解质分子总数的百分数。
(常用符号α表示) 可用数学式表示为α=已电离弱电解质分子数弱电解质分子初始总数×100%或α=已电离弱电解质物质的量(mol )弱电解质初始总物质的量(mol )×100%或α=已电离弱电解质浓度(mol·L -1)弱电解质初始浓度(mol·L -1)×100% 即α=Δcc×100%(c :弱电解质初始浓度,Δc :已电离弱电解质浓度)(2)意义:衡量弱电解质的电离程度,在相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越大,弱电解质的电离程度越大。
(3)影响因素问题思考20 ℃时,在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA 溶液中,有0.01 mol·L-1的HA 电离成离子,求该温度下的电离度。
答案 α=0.01 mol·L -10.2 mol·L -1×100%=5%。
2.电离平衡常数 (1)①填写下表(25 ℃)弱电解质 电离方程式 电离常数 NH 3·H 2O NH 3·H 2O NH +4+OH -K b =1.8×10-5 CH 3COOH CH 3COOHCH 3COO -+H +K a =1.8×10-5 HClOHClOH ++ClO -K a =3.0×10-8②CH 3COOH 酸性大于(填“大于”“小于”或“等于”)HClO 酸性,判断的依据: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电离平衡常数的意义:弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。
电离平衡常数越大,电离程度越大。
电离平衡常数计算题型分析与解题归纳电离平衡常数(IE)是衡量一种物质可以电离的程度表示出来的,是一个很重要的知识点。
其计算公式为:IE=K=a/b,其中a是物质A+离子的浓度,b是物质B-离子的浓度。
在计算IE时,可以按照一下题型来设计:(1)给出电离平衡常数K值,求电离平衡状态下物质A+离子和物质B-离子的浓度;(2)给出电离平衡常数K值,求添加某物质后物质A+离子和物质B-离子的浓度;(3)给出电离平衡状态下物质A+离子和物质B-离子的浓度,求IE值;(4)给出添加某物质后物质A+离子和物质B-离子的浓度,求IE值。
第二部分算电离平衡常数的解题步骤归纳1.先,要搞清楚题目中给出的元素是什么,物质A+离子和物质B-离子代表什么。
2.据IE计算公式:IE=K=a/b,其中a是物质A+离子的浓度,b是物质B-离子的浓度,确定求IE的公式。
3.据不同的题型,把题目中的信息代入公式,得出结果。
第三部分离平衡常数计算题型练习(1)已知K=0.0000579M,电离平衡状态下A+离子的浓度和B-离子的浓度?解:根据IE=K=a/b,有a=Kb,b=Ka,由K=0.0000579M,得a=0.0000579Mb,b=0.0000579Ma,即A+离子的浓度和B-离子的浓度分别为0.0000579Mb和0.0000579Ma 。
(2)已知a=0.000147M,b=0.0000836M,求IE值?解:根据IE=K=a/b,有IE=K=0.000147M/0.0000836M=1.76M,即IE值为1.76M。
结论电离平衡常数是一个重要的知识点,计算IE可以按照给出的不同题型来完成,其解题步骤有:搞清楚题目中给出的元素是什么,根据IE计算公式确定求IE的公式,把题目中的信息代入公式,得出结果。
通过练习,可以更好地掌握计算IE的方法,掌握电离平衡常数的知识点。
课时1弱电解质的电离最新考纲1.了解电解质的概念;了解强电解质和弱电解质的概念。
2.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
了解电离平衡常数。
考点一弱电解质的电离1.强、弱电解质(1)概念(2)与化合物类型的关系强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物。
弱电解质主要是某些共价化合物。
2.弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,就达到了电离平衡状态。
(2)电离平衡的特征(3)外界条件对电离平衡的影响①内因:弱电解质本身的性质。
②外因:a.温度:升高温度,电离平衡向电离方向移动,电离程度增大,原因是电离过程吸热。
b.浓度:加水稀释,使弱电解质的浓度减小,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大。
c.同离子效应:例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)增大,CH3COOH的电离平衡向左(填“左”或“右”)移动,电离程度减小,c(H+)减小,pH增大。
探究思考1.判断下列电离方程式的书写是否正确,如有错误请改正。
(1)熔融状态下NaHSO4的电离:NaHSO4===Na++H++SO42-()__________________________________________________________________ (2)H2CO3的电离:H2CO32H++CO32-()__________________________________________________________________ (3)Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3Fe3++3OH-()_________________________________________________________________ (4)水溶液中NaHSO4的电离:NaHSO4===Na++HSO4-()_________________________________________________________________答案(1)×改正:NaHSO4===Na++HSO4-(2)×改正:H2CO3H++HCO3-、HCO3-H++CO32-(3)√(4)×改正:NaHSO4===Na++H++SO42-2.以0.1 mol·L -1CH 3COOH 溶液为例:探究外界条件对电离平衡的影响,请完成表格: CH 3COOHH ++CH 3COO - ΔH >0【示例1】 (2013·福建,8)室温下,对于0.10 mol·L -1的氨水,下列判断正确的是( )。
电离常数的相关计算1.依据电离平衡常数计算c (H +)的答题模板(以弱酸HX 为例)HXH + + 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 =c 2(H +)c (HX )-c (H +)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 =c 2(H +)c (HX )或c (H +)=K ·c (HX )。
2.计算电离常数的思维方法(1)根据电离方程式,写出电离平衡常数表达式。
(2)根据题干信息,结合电荷守恒、物料守恒,找出各微粒的浓度,代入表达式即可。
(3)若有图像信息,可选择曲线上特殊点(能准确读出纵、横坐标的数值),确定各微粒的浓度,最后代入平衡常数表达式计算。
1.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L -1的BOH 溶液中,c (OH -)=1×10-3mol·L -1。
(1)写出BOH 的电离方程式:________________________________________________。
(2)BOH 的电离度α=________。
(3)BOH 的电离平衡常数K b =________。
答案 (1)BOHB ++OH - (2)1% (3)1×10-5解析 因c (BOH)初始=0.1 mol·L -1,c (BOH)电离=c (B +)=c (OH -)=1×10-3mol·L -1,则电离度α=1×10-3mol·L -10.1 mol·L -1×100%=1%;BOH 不完全电离,故电离方程式为BOH B ++OH -;电离平衡时,c (BOH)平衡=0.1 mol·L-1-1×10-3mol·L -1≈0.1 mol·L -1,则电离常数K b =c (B +)·c (OH -)c (BOH )=1×10-3×1×10-30.1=1×10-5。
专题43电离平衡常数及相关计算1.表达式(1)对于一元弱酸HA :HAH ++A −,电离常数K =。
H A HA c c c +-⋅()()()(2)对于一元弱碱BOH :BOHB ++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 3H ++,K 1=;H ++3HCO -323H HCO H CO c c c +-⋅()()()3HCO -,K 2=;且K 1>K 2。
23CO -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 +-⋅()()()2H 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 =,2H 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 ==。
电离平衡常数的求算方法1.离子浓度法离子浓度法是最常用的求算电离平衡常数的方法。
根据反应物的浓度和产物的浓度之间的关系,可以得到电离平衡常数的表达式。
例如对于弱酸HA的电离反应HA⇌H++A-,假设HA的初始浓度是c,H+和A-的初始浓度都是0。
在反应达到平衡时,HA的浓度变为c-x,H+和A-的浓度都变为x。
根据守恒定律,可得[H+]=x,[A-]=x,[HA]=c-x。
根据电离反应的物质平衡常数表达式[K]=([H+][A-])/[HA],将浓度代入可得[K]=(x*x)/(c-x)。
2.电导法对于任意电解质溶液的电离反应,其电离度可以表示为α=(λ溶液-λ纯溶剂)/λ纯溶剂,其中λ溶液表示电解质溶液的电导率,λ纯溶剂表示纯溶剂的电导率。
电离平衡常数可以通过电离度和初始浓度之间的关系来求算。
3.pH法pH法是通过测量溶液的pH值来求算电离平衡常数。
对于酸碱反应HA ⇌ A- + H+,当HA完全电离时,[H+] = c,pH = -log[H+]= -logc。
根据电离平衡常数的定义,可以将其表示为pK = -logK。
在酸碱反应达到平衡时,pH = pKa,其中pKa是相应的酸的酸解离常数的负对数。
通过测量酸溶液在不同浓度下的pH值,可以得到酸解离常数的pK值,从而求算电离平衡常数。
4.光度法光度法是一种通过测量溶液中物质的吸光度来求算电离平衡常数的方法。
对于有色物质,其吸收光谱可以表示为 A = εlc,其中A是吸光度,ε是物质的摩尔吸光系数,l是光程,c是溶液中物质的浓度。
根据饱和溶液的光度学定律可得Amax = εlC,其中Amax是物质在最大吸收波长处的吸光度,C是物质的摩尔吸光系数。
通过测量不同浓度下物质的吸光度,可以得到摩尔吸光系数,从而求算电离平衡常数。
综上所述,电离平衡常数可以通过离子浓度法、电导法、pH法和光度法等多种方法来求算。
根据具体的实验条件和需求,选择合适的方法可以更准确地求算电离平衡常数。