2020高考化学冲刺核心素养专题 四大平衡常数(Ka、Kh、Kw、Ksp)的综合应用含解析

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核心素养微专题四大平衡常数(K a、K h、K w、K sp)的综合应用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常数K w任意水溶液温度升高,K w增大K w=c(OH-)·c(H+)电离常数酸K a弱酸溶液升温,K值增大HA H++A-,电离常数K a=碱K b弱碱溶液BOH B++OH-,电离常数K b=盐的水解常数K h盐溶液升温,K h值增大A-+H2OOH-+HA,水解常数K h=溶度积常数K sp难溶电解质溶液升温,大多数K spM m A n的饱和溶液:K sp=c m(M n+)·值增大c n(A m-)2.四大平衡常数的应用(1)判断平衡移动的方向Q c与K的关系平衡移动方向溶解平衡Q c>K逆向沉淀生成Q c=K不移动饱和溶液Q c<K正向不饱和溶液(2)常数间的关系。

①K h=②K h=(3)判断离子浓度比值的大小变化。

如将NH3·H2O溶液加水稀释,c(OH-)减小,由于电离平衡常数为,此值不变,故的值增大。

(4)利用四大平衡常数进行有关计算。

【典例】(2019·武汉模拟)(1)用0.1 mol·L-1NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。

①滴定醋酸的曲线是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②V1和V2的关系:V1________V2(填“>”“=”或“<”)。

(2)25 ℃时,a mol·L-1的醋酸与0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后呈中性,则醋酸的电离常数为________。

(用含a的代数式表示)。

05 平衡常数、转化率、产率的相关计算[内容框架][增分攻略]1．理解并掌握转化率、产率的意义 (1)转化率＝n (转化)n (起始)×100%＝c (转化)c (起始)×100%。

(2)生成物的产率：产率＝产物实际产量理论产量×100%。

其中理论产量是根据方程式计算出的数值。

(3)混合物中某组分的百分含量＝组分平衡量平衡混合物总量×100%。

可以是物质的量、物质的量浓度、气体体积等。

2．K 、K a 、K b 、K w 、K h 、K sp 的相似性(1)K 、K a 、K b 、K w 、K h 、K sp 分别表示化学平衡常数、弱酸电离平衡常数、弱碱电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶物的溶度积常数。

表达该平衡过程进行的程度。

(2)其表达式的意义相同：K ＝生成物浓度的系数次方的乘积反应物浓度的系数次方的乘积，其中K sp 中难溶物无浓度，只有分子项。

(3)K p 仅适用于气相发生的反应。

当把化学平衡常数K 表达式中各物质的浓度用该物质的分压来表示时，就得到该反应的平衡常数K p 。

(4)K p 也同K 相似可以利用“三段式法”进行计算，往往可以使得问题简化。

3．用好“三段式法”解答平衡题依据方程式列出反应物、生成物各物质的初始量、变化量、平衡量，结合问题代入公式运算。

如m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量浓度分别为a mol·L －1、b mol·L －1，达到平衡后A 的物质的量浓度变化为mx mol·L －1。

m A(g) ＋ n B(g)p C(g)＋q D(g)起始浓度/(mol·L －1) a b 0 0变化浓度/(mol·L －1) mx nx px qx平衡浓度/(mol·L －1) a -mx b -nx px qxK ＝(px )p ·(qx )q(a －mx )m ·(b －nx )n4．平衡常数的相关计算，通常需要通过图像、表格找出平衡体系中相关成分的浓度，或利用“三段式法”求出相关成分的浓度。

化学五大平衡常数
1.酸碱平衡常数（Ka和Kb）：酸和碱的强度可以通过它们的酸碱平衡常数来度量。

Ka是酸的离解常数，而Kb是碱的离解常数。

这些常数用于确定酸或碱的强度以及它们在反应中的位置。

2. 水解平衡常数（Kw）：水可以发生自身的水解反应，产生氢离子和氢氧根离子。

水的水解平衡常数Kw描述了这种水解反应的程度。

Kw的值决定了水的酸碱性质。

3. 溶解度平衡常数（Ksp）：当一个固体物质在溶液中溶解时，会达到一定的平衡状态。

这个平衡状态可以用溶解度平衡常数Ksp来描述。

Ksp的值越大，说明溶解度越大。

4. 配位化合物形成常数（Kf）：当金属离子与配体结合形成配位化合物时，会达到一定的平衡状态。

这个平衡状态可以用配位化合物形成常数Kf来描述。

Kf的值越大，说明配体与金属离子结合的能力越强。

5. 氧化还原电位（E0）：氧化还原反应是指物质中的电子转移。

氧化还原电位E0可以用来表示电子转移的能力。

E0的值越大，说明物质具有更强的氧化能力。

这些平衡常数在化学反应中起着重要的作用，可以帮助我们理解反应的位置和程度，从而更好地控制和利用化学反应。

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专题专项训练(七) 四大平衡常数的重要应用1．化学平衡常数(K )、弱酸的电离平衡常数(K a )、难溶物的溶度积常数(K sp )是判断物质性质或变化的重要的平衡常数。

下列关于这些常数的说法中，正确的是( )A ．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等有关B ．当温度升高时，弱酸的电离平衡常数K a 变小C ．K sp (AgCl)>K sp (AgI) ，由此可以判断AgCl(s) ＋ I －(aq)===AgI(s)＋ Cl －(aq)能够发生 D ．K a (HCN)<K a (CH 3COOH) ，说明物质的量浓度相同时，氢氰酸的酸性比醋酸强解析：选C 平衡常数的大小与温度有关，与浓度、压强、催化剂无关，A 不正确；电离是吸热的，加热促进电离，电离常数增大，B 不正确；酸的电离常数越大，酸性越强，D 不正确。

2．(2016·绵阳模拟)一定温度下，在密闭容器中X 、Y 、Z 、W 四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法不正确的是( )物质X Y Z W 初始浓度/(mol·L －1) 0 0 平衡浓度/(mol·L －1)A ．反应达到平衡时，X 的体积分数为10%B ．该温度下反应的平衡常数K ＝16C ．保持温度不变增大压强，反应速率加快，平衡向正反应方向移动D ．若X 、Y 的初始浓度均为0.8 mol·L －1，则相同条件下达到平衡，W 的浓度为0.64 mol·L －1解析：选C 根据表中所给数据，可得反应方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(g)，反应达到平衡时，X的体积分数为0.10.1＋0.1＋0.4＋0.4×100%＝10%，A 选项正确；K ＝0.4×0.40.1×0.1＝16，B 选项正确；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，增大压强正、逆反应速率都增大，但平衡不移动，C 选项错误；设达平衡时W 的浓度为c mol·L －1(0＜c ＜0.8)，则16＝c 20.8－c ×0.8－c，解得c ＝0.64，D 选项正确。

2020届高考化学总复习提升方案——四大平衡常数1.四大平衡常数对比电离常数(K a、K b)水的离子积常数(K w) 难溶电解质的溶度积常数(K sp)盐类的水解常数(K h)概念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的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离常数一定温度下，水或稀的水溶液中c(OH－)与c(H＋)的乘积在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一个常数在一定温度下，当盐类水解反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的盐类水解平衡常数表达式(1)对于一元弱酸HA：HA H＋＋A－，电离常数K a＝c（H＋）·c（A－）c（HA）(2)对于一元弱碱BOH：BOH B＋＋OH－，电离常数K b＝c（B＋）·c（OH－）c（BOH）K w＝c(OH－)·c(H＋)M m A n的饱和溶液：K sp＝c m(M n＋)·c n(A m－)以NH＋4＋H2O NH3·H2O＋H＋为例影响因素只与温度有关，升高温度，K值增大只与温度有关，升高温度，K w增大只与难溶电解质的性质和温度有关盐的水解程度随温度的升高而增大，K h随温度的升高而增大2.“四大常数”间的两大等式关系(1)K W、K a(K b)、K sp、K h之间的关系①一元弱酸强碱盐：K h＝K W/K a；②一元弱碱强酸盐：K h＝K W/K b；③多元弱碱强酸盐，如氯化铁：Fe3＋(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)K h＝c3(H＋)/c(Fe3＋)。

将(K W)3＝c3(H＋)×c3(OH－)与K sp＝c(Fe3＋)×c3(OH－)两式相除，消去c3(OH－)可得K h＝(K W)3/K sp。

(2)M(OH)n悬浊液中K sp、K w、pH间关系，M(OH)n(s)M n＋(aq)＋n OH－(aq)K sp＝c(M n＋)·c n(OH－)＝c（OH－）n·cn(OH－)＝c n＋1（OH－）n＝1n(K w10－pH)n＋1。

高考化学-水溶液四大平衡常数及应用-考点解析类型1 电离常数概念：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的浓度的幂乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数4．常考题(1)由电离常数判断酸、碱的强弱、判断某些反应能否发生。

(2)有关计算(计算电离常数、弱酸或弱碱的浓度、pH)。

[对点训练]硼酸(H3BO3)溶液中存在如下反应：H3BO3(aq)＋H2O(l)==[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)。

下列说法正确的是( )A．溶液pH的大小关系为K3PO4>K2HPO4>KH2PO4B．草酸溶液中存在：c(HC2Oeq \o\al(－,4))>c(H＋)>c(C2Oeq \o\al(2－,4))>c(OH－)C．等浓度的NaHCO3、NaHC2O4溶液中前者pH较大D．H3C6H5O7与Na2CO3溶液反应的产物为Na3C6H5O7、CO2、H2OC [A项，未说明溶液的浓度，无法比较，错误；B项，H2C2O4H＋＋HC2Oeq \o\al(－,4)，HC2Oeq \o\al(－,4)H＋＋C2Oeq \o\al(2－,4)，离子浓度大小关系为c(H＋)>c(HC2Oeq \o\al(－,4))>c(C2Oeq \o\al(2－,4))>c(OH－)，错误；C项，由电离常数知，H2CO3的酸性比H2C2O4的弱，故NaHCO3的水解程度比NaHC2O4的大，则NaHCO3溶液的pH较大，正确；D项，由电离常数知，酸性H3C6H5O7>H2C6H5Oeq\o\al(－,7)>H2CO3>HC6H5Oeq \o\al(2－,7)>HCOeq \o\al(－,3)，故H3C6H5O7与Na2CO3溶液反应的产物中没有Na3C6H5O7，错误。

] 3．(1)常温下，将a mol·L－1的醋酸与b mol·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，则该混合溶液中醋酸的电离常数K a＝______________(用含a和b的代数式表示)。

四大高考化学平衡常数的相互关系与运算电解质溶液中的电离常数、水的离子积常数、水解常数及溶度积常数是在化学平衡常数基础上的延深和拓展,它是定量研究平衡移动的重要手段。

在复习时就要以化学平衡原理为指导,以判断平衡移动的方向为线索,以勒夏特列原理和相关守恒定律为计算依据,以各平衡常数之间的联系为突破口,联系元素及化合物知识,串点成线,结线成网,形成完整的认识结构体系.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常数K W任意水溶液温度升高,K W增大K W＝c(OH－)·c(H＋)电离常数酸K a弱酸溶液升温,K值增大HA H＋＋A－,电离常数K a＝c(H＋)·c(A－)c(HA)碱K b弱碱溶液BOH B＋＋OH－,电离常数K b＝c(B＋)·c(OH－)c(BOH)盐的水解常数K h盐溶液升温,K h值增大A－＋H2O OH－＋HA,水解常数K h＝c(OH－)·c(HA)c(A－)溶度积常数K sp 难溶电解质溶液升温,大多数K sp值增大M m A n的饱和溶液：K sp＝c m(M n＋)·c n(A m－)2.四大平衡常数间的关系(1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,K a、K h、K W的关系是K W＝K a·K h。

(2)NH4Cl、NH3·H2O溶液中,K b、K h、K W的关系是K W＝K b·K h。

(3)M(OH)n悬浊液中K sp、K W、pH间的关系是K sp＝c(M n＋)·c n(OH－)＝c(OH－)n·cn(OH－)＝c n＋1(OH－)n＝1n⎝⎛⎭⎫K W10－pHn＋1。

3.四大平衡常数的应用(1)判断平衡移动方向Q c与K的关系平衡移动方向溶解平衡Q c＞K逆向沉淀生成Q c＝K不移动饱和溶液Q c＜K正向不饱和溶液(2)判断离子浓度比值的大小变化如将NH3·H2O溶液加水稀释,c(OH－)减小,由于电离常数为c(NH＋4)·c(OH－)c(NH3·H2O),此值不变,故c(NH＋4)c(NH3·H2O)的值增大。

“四大平衡常数”综合问题1．(2018·漳州八校联考)已知 298 K 时，HNO 2 的电离常数K a ＝5×10－4。

硝酸盐和亚硝酸盐有广泛应用。

(1)298 K 时，亚硝酸钠溶液中存在：NO 2－＋H 2OHNO 2＋OH －K h 。

K h ＝________。

(2)常温下，弱酸的电离常数小于弱酸根离子的水解常数，则以水解为主。

0.1 mol·L －1NaOH 溶液和 0.2mol·L －1 HNO2 溶液等体积混合，在混合溶液中c (H ＋)________(填“>”“<”或“＝”)c (OH －)。

(3)检验工业盐和食盐的方法之一：取少量样品溶于水，滴加稀硫酸酸化，再滴加 KI 淀粉溶液，若溶液变蓝 色，产生无色气体，且气体遇空气变红棕色，则该样品是工业盐。

写出碘离子被氧化的离子方程式： _________________________________________。

(4) 在酸性高锰酸钾溶液中滴加适量亚硝酸钠溶液，溶液褪色，写出离子方程式： ________________________________________________________________________。

(5)硝酸银溶液盛装在棕色试剂瓶中，其原因是硝酸银不稳定，见光分解生成银、一种红棕色气体和一种无 色气体。

写出硝酸银见光分解的化学方程式：_______________________________________。

(6)已知：298 K 时，K sp (AgCl)＝2.0×10－10，K sp (Ag 2CrO 4)＝1.0×10－12。

用标准 AgNO 3 溶液滴定氯化钠溶液中的 Cl －，用 K 2CrO 4 作指示剂。

假设起始浓度c (CrO 24－)＝1.0×10－2mol·L －1，当 Ag 2CrO 4 开始沉淀时，c (Cl －)＝________。

(五) 水溶液中的四大常数及其应用1．“四大常数”比较2.(1)K a (或K b )与K w 、K h 的关系①一元弱酸或弱碱的K a 或K b 与弱酸根或弱碱离子的K h 关系K a ＝K wK h或K b＝K w K h。

②二元弱酸的K a1、K a2与相应酸根的水解常数K h1、K h2的关系K a1＝K wK h2，K a2＝K wK h1。

(2)多元弱碱一元强酸盐，如氯化铁：Fe3＋(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)水是纯液体，Fe(OH)3是固体物质不列入平衡常数。

K h＝c3(H＋)c(Fe3＋)。

将K3w＝c3(H＋)·c3(OH－)与K sp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)两式相比消去c3(OH－)，所以，K h＝K3wK sp。

(3)M(OH)n悬浊液中K sp、K w、pH间关系，M(OH)n(s)M n＋(aq)＋n OH －(aq)K sp＝c(M n＋)·c n(OH－)＝c(OH－)n·cn(OH－)＝c n＋1(OH－)n＝1n⎝⎛⎭⎪⎫K w10－pHn＋1。

(4)沉淀转化常数K与K sp的关系，如3Mg(OH)2(s)＋2Fe3＋(aq)2Fe(OH)3(s)＋3Mg2＋的K＝K3sp[Mg(OH)2] K2sp[Fe(OH)3]。

1．求算K a(或K b)，K h，K w。

2．利用K a(或K b)，K h计算离子浓度和pH。

3．利用K a和K h的大小判断溶液的酸碱性。

[对点训练]1．T℃下的溶液中，c(H＋)＝10－x mol·L－1，c(OH－)＝10－y mol·L－1，x与y 的关系如图所示。

(1)T℃时，水的离子积K w＝________。

(2)T℃时，将a mol·L－1的醋酸与b mol·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，则该混合溶液中醋酸的电离常数K a＝______________(用含a和b的代数式表示下同)。