2019-2020年电离平衡常数的五大应用

2019-2020年高三一轮复习电离平衡常数的应用
高考考试大纲中要求理解弱电解质在水中的电离常数，能应用电离平衡常数进行有关计算，下面就考纲中要求简单加以总结：
一、判断电解质溶液中导电性强弱
例：（2019年全国卷1）NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾（邻苯二甲酸氢钾H2A 的K a1=1.1×10−3 ，K a2=3.9×10−6）溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示，其中b点为反应终点。

下列叙述错误的是
A. 混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B. Na+与A2−的导电能力之和大于HA−的
C. b点的混合溶液pH=7
D. c点的混合溶液中，c(Na+)>c(K+)>c(OH−)
【答案】C
A项、向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液，两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠，溶液中Na+和A2—的浓度增大。

由图像可知，溶液导电性增强，说明导电能力与离子浓度和种类有关，故A正确；
B项、a点和b点K+的物质的量相同，K+的物质的量浓度变化不明显，HA—转化为A2—，b点导电性强于a点，说明Na+和A2—的导电能力强于HA—，故B正确；
C项、b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠，邻苯二甲酸钾为强碱弱酸盐，A2—在溶液中水解使溶液呈碱性，溶液pH＞7，故C错误；
D项、b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成等物质的量的邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠，溶液中c（Na+）和c（K+）相等，c点是继续加入氢氧化钠溶液后，得到邻苯二甲酸钾、邻苯二甲酸钠、氢氧化钠的混合溶液，则溶液中c（Na+）＞c（K+），由图可知，a点到b点加入氢氧化钠溶液的体积大
于b点到c点加入氢氧化钠溶液的体积，则溶液中c（K+）＞c（OH—），溶液中三者大小顺序为c（Na+）＞c（K+）＞c（OH—），故D正确。

故选C。

练习1：在醋酸溶液中滴入稀氨水，其电流I随加入氨水的体积V的变化曲线是（）
答案：B
2．电导率用于衡量电解质溶液导电能力的大小，与离子浓度和离子迁移速率有关。

图1 为相同电导率盐酸和醋酸溶液升温过程中电导率变化曲线，图2 为相同电导率氯化钠和醋酸钠溶液升温过程中电导率变化曲线，温度均由22℃上升
到70℃。

下列判断不正确
．．．的是
A．由曲线1可以推测：温度升高可以提高离子的迁移速率
B．由曲线4可以推测：温度升高，醋酸钠电导率变化与醋酸根的水解平衡移动有关
C．由图1和图2可以判定：相同条件下，盐酸的电导率大于醋酸的电导率，可能的原因是Cl−的迁移速率大于CH3COO−的迁移速率
D．由图1和图2可以判定：两图中电导率的差值不同，与溶液中H+、OH−的浓度和迁移速率无关
答案：D
二、判断酸及碱的结构和性质
例1、根据H 3BO3的解离反应：H3BO3+H2O H++B(OH)−4，K a=5.81×10−10，可判断H3BO3是_______酸
解析：由硼酸的离解方程式知，硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子，而三价硼原子最多只能再形成一个配位键，且硼酸不能完全解离，所以硼酸为一元弱酸
练习：（2016全国卷2）联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨第一步电离反应的平衡常数值为_______(已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107；K W=1.0×10-14)。

联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为______________。

解析：联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，则联氨第一步电离的方程式为N 2H4+H2O N2H5++OH-,已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107；
K W=1.0×10-14，
联氨第一步电离的平衡常数
K=[c(N2H5+)×c(OH-)]÷c(N2H4)=[c(N2H5+)×c(OH-)×c(H+)]÷[c(N2H4)×c(H+)]=K×Kw= 8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7 ；联氨为二元弱碱，酸碱发生中和反应生成盐，则联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2 。

三：有关离子方程式的判断与书写
例:已知部分弱酸的电离平衡常数如下表：
下列离子方程式正确的是
A．少量CO
2通入NaClO溶液中：CO
2
＋H
2
O＋2ClO－＝CO＋2HClO
B．少量的SO
2通入Ca(ClO)
2
溶液中：SO
2
＋H
2
O＋Ca2＋＋2ClO－＝CaSO
3
↓＋2HClO
C．少量的SO
2通入Na
2
CO
3
溶液中：SO
2
＋H
2
O＋2 CO＝SO＋2HCO
3
－
D．相同浓度NaHCO
3溶液与NaHSO
3
溶液等体积混合：H+＋HCO
3
－＝CO
2
↑＋H
2
O
答案：C
练习1、.部分弱酸的电离平衡常数如下表：
下列选项错误的是
A.2CN -+H 2O+CO 2→2HCN+CO 32-
B.2HCOOH+CO 32-→2HCOO -+H 2O+CO 2↑
C.中和等体积、等pH 的HCOOH 和HCN 消耗NaOH 的量前者小于后者
D.等体积、等浓度的HCOONa 和NaCN 溶液中所含离子总数前者小于后者 【答案】AD
2、已知H 2CO 3的第二级电离常数K 2=5.6×10-11，HClO 的电离常数K=3.0×10-8，写出下列条件下所发生反应的离子方程式： （1）、少量Cl 2通人到过量的Na 2CO 3溶液中： （2）、Cl 2与Na 2CO 3按物质的量之比1：1恰好反应： （3）、少量CO 2通人到过量的NaClO 溶液中： 答案：（1）、Cl 2+H 2O+2CO 32-=2HCO 3-+Cl -+ClO - （2）、Cl 2+H 2O+CO 32-=HCO 3-+Cl -+HClO （3）、ClO -+CO 2+H 2O═HClO+HCO 3-． 四、图像分析
例：【2015新课标Ⅰ卷理综化学】浓度均为0.10mol/L 、体积均为V 0的MOH 和
ROH 溶液，分别加水稀释至体积V ，pH 随0
lg V V
的变化如图所示，下列叙述错误．．
的是（ ）
A ．MOH 的碱性强于ROH 的碱性
B ．ROH 的电离程度：b 点大于a 点
C ．若两溶液无限稀释，则它们的c(OH －)相等
D ．当0lg V V
=2时，若两溶液同时升高温度，则
)()(++R c M c 增大 【答案】D
解： A ．相同浓度的一元碱，碱的pH 越大其碱性越强，根据图知，未加水时，相同浓度条件下，MOH 的pH 大于ROH 的pH ，说明MOH 的电离程度大于ROH ，
则MOH 的碱性强于ROH 的碱性，故A 正确；
B ．由图示可以看出ROH 为弱碱，弱电解质在水溶液中随着浓度的减小其电离程度增大，b 点溶液体积大于a 点，所以b 点浓度小于a 点，则ROH 电离程度：b ＞a ，故B 正确；
C ．若两种溶液无限稀释，最终其溶液中c （OH -）接近于纯水中c （OH -），所以它们的c （OH -）相等，故C 正确；
D ．根据A 知，碱性MOH ＞ROH ，当lg VV0VV0=2时，由于ROH 是弱电解质，升高温度能促进ROH 的电离，所以c （M +）/c （R +）减小，故D 错误； 故选D ．
练习：（2017全国卷2）改变0.11mol L -⋅二元弱酸2H A 溶液的pH ，溶液中的2H A 、
HA -、2A -的物质的量分数(X)δ随pH 的变化如图所示已知
22(X)
(X)(H A)(HA )(A )
c c c c δ--=
++]。

下列叙述错误的是
A ．pH=1.2时，2(H A)(HA )c c -=
B ．22lg[(H A)] 4.2K =-
C ．Ph=2.7时，22(HA )(H A)(A )c c c -->=
D ．pH=4.2时，2(HA )(A )(H )c c c --+== 【答案】D
五．计算（课后P44）
已知25℃下，醋酸溶液中存在下述关系：
=1.75×10-5
其中的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数． 试回答下述问题：
（1）当向该溶液中加入一定量的盐酸时，上式中的数值______（填增大、减小、不变），理由是______．
（2）若醋酸的起始浓度为0.010mol/L ，平衡时氢离子浓度c （H +
）是______（提
示：醋酸的电离常数很小，平衡时的c （CH 3
COOH ）可近似视为仍等于0.010mol/L ．）
答案：（1）不变；温度不变，弱电解质的电离平衡常数不变 (2) 4.18×10-4mol/L ．
c(H +)•c(CH 3COO −) c(CH 3COOH)。