高中化学水溶液中的三大平衡及其常数计算

水溶液中的三大平衡及其常数的有关计算

1.理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数(K a、K b、K h)进行相关计算。

2.了解盐类水解的原理，影响盐类水解程度的主要因素，盐类水解的应用。

3.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(K sp)的含义，能进行相关的计算。

4.以上各部分知识的综合运用。

命题热

点提炼

三年考情汇总核心素养链接

3.溶液中的“四大平衡常数”的计算及应用2016·Ⅰ卷T12，T27

2018·Ⅲ卷T12

2017·Ⅰ卷T13(A)、

T27，Ⅱ卷T12(B)，Ⅲ

卷T13(A)

2016·Ⅰ卷T27，Ⅱ

卷T28

1.平衡思想——能用动态平衡的观点考察，分析

水溶液中的电离、水解、溶解三大平衡。

2.证据推理——根据溶液中离子浓度的大小变

化，推断反应的原理和变化的强弱。

3.实验探究——通过实验事实，探究水溶液中酸

碱性的实质。

4.模型认知——运用平衡模型解释化学现象，揭

示现象本质和规律。

水溶液中的三大平衡及其常数的有关计算

1．电离平衡与水解平衡的比较

电离平衡(如CH3COOH溶液) 水解平衡(如CH3COONa溶液)实质弱电解质的电离盐促进水的电离

升高温度促进电离，离子浓度增大，K a

增大

促进水解，水解常数K h增大

加水稀释促进电离，离子浓度(除OH－外)

减小，K a不变

促进水解，离子浓度(除H＋外)减小，水

解常数K h不变

加入相应离子加入CH3COONa固体或盐酸，

抑制电离，K a不变

加入CH3COOH或NaOH，抑制水解，

水解常数K h不变

加入反应离子加入NaOH，促进电离，K a不变加入盐酸，促进水解，水解常数K h不变

(1)升高温度，沉淀、溶解平衡大部分右移，少部分左移。

(2)加少量水，溶解平衡右移，但离子浓度一般不变。

(3)加沉淀本身，溶解平衡不移动。

(4)加同离子可溶物，抑制溶解，溶解度减小，但K sp不变。

(5)加反应离子，促进溶解，溶解度增大，但K sp不变。

3．沉淀、溶解平衡的三种应用

(1)沉淀生成：除去CuCl2溶液中的FeCl3，可调节pH＝3～4，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。

(2)沉淀溶解：向浓的NH4Cl溶液中加入Mg(OH)2，现象为Mg(OH)2逐渐溶解，其反应方程式为2NH4Cl＋Mg(OH)2===MgCl2＋2NH3·H2O。

(3)沉淀转化：向MgCl2溶液中加入少量NaOH溶液，然后再加入FeCl3溶液，现象为先生成白色沉淀，然后灰绿色沉淀又转化为红褐色沉淀。有关离子方程式为Mg 2＋＋2OH－

===Mg(OH)2↓，3Mg(OH)2(s)＋2Fe3＋2Fe(OH)3(s)＋3Mg2＋。

4．水溶液中的三大平衡常数

（1）“四大常数”比较

表达式影响因素

电离常数(K a

或K b) (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)

只与温度有关，升高温度，K

值增大

水的离子积

(K w) K w＝c(OH－)·c(H＋)

只与温度有关，升高温度，

K w增大

溶度积(K sp) M m A n的饱和溶液：

K sp＝c m(M n＋)·c n(A m－)

只与难溶电解质的性质和温

度有关

水解常数(K h) 以NH＋4＋H2O NH3·H2O＋H＋为例K h＝

c(H＋)·c(NH3·H2O)

c(NH＋4)

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

a b W h

均增大。

(3)K a 、K h 、K W 三者的关系式为K h ＝

K W K a ；K b 、K h 、K W 三者的关系式为K h ＝K W

K b

。 (4)对二元酸的K a1、K a2与相应酸根离子的K h1、K h2的关系式为K a1·K h2＝K W ，K a2·K h1

＝K W 。

(5)反应CdS(s)＋2H ＋

(aq)

Cd 2＋

(aq)＋H 2S(aq)的平衡常数K ，则K ＝

K sp

K a1·K a2

。

(6)反应3Mg(OH)2(s)＋2Fe 3＋

(aq)2Fe(OH)3(s)＋3Mg 2＋

(aq)的平衡常数K ＝

c 3（Mg 2＋

）c 2（Fe 3＋）＝K 3sp [Mg （OH ）2]

K 2sp [Fe （OH ）3

]。 5．根据图像曲线确定电离常数

根据上图可知H 3PO 4的三步电离常数分别为K a1

＝10

－2.1

，K a2＝10

－7.2

，K a3＝10

－12.4

。

【考点题组突破】

水溶液中的三大平衡及影响因素

【典例导航1】下列有关电解质溶液的说法正确的是( )

A ．向0.1 mol·L －1

CH 3COOH 溶液中加入少量水，溶液中c （H ＋

）

c （CH 3COOH ）

减小

B ．将CH 3COONa 溶液从20 ℃升温至30 ℃，溶液中c （CH 3COO －

）

c （CH 3COOH ）·c （OH －

）增大 C ．向盐酸中加入氨水至中性，溶液中c （NH ＋

4）

c （Cl －

）

＞1 D ．向AgCl 、AgBr 的饱和溶液中加入少量AgNO 3，溶液中c （Cl －

）

c （Br －

）不变 【对点练习1】人体血液里存在重要的酸碱平衡：

CO 2＋H 2O

H 2CO 3

OH －

H

＋HCO －

3，使人体血液pH 保持在7.35～7.45，否则就会

发生酸中毒或碱中毒。其pH 随c (HCO －

3)∶c (H 2CO 3)变化关系如下表：

c (HCO －

3)∶c (H 2CO 3)

1.0 17.8 20.0 2

2.4 pH

6.10

7.35

7.40

7.45

下列说法不正确的是 ( )

A ．正常人体血液中，HCO －

3的水解程度大于电离程度 B ．人体血液酸中毒时，可注射NaHCO 3溶液缓解 C ．pH ＝7.00的血液中，c (H 2CO 3)

3)

D ．pH ＝7.40的血液中，HCO －

3的水解程度一定大于H 2CO 3的电离程度

题组二电离常数(K a 、K b )的计算与应用