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) HX
-
+
H + X
+-
起始/mol·L1:c(HX) 0 0 平衡/mol·L1:c(HX)-c(H) c(H) c(H) c2?H?则K=+
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)。 c2?H?+
则K=或c(H)=K·c?HX?。
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)=1×103mol·L1。
---
(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Kb=________。 答案 (1)BOH(2)1% (3)1×105
解析 因c(BOH)初始=0.1 mol·L1,c(BOH)电离=c(B)=c(OH)=1×103mol·L1,则电离度α1×103mol·L1=×100%=1%;BOH不完全电离,故电离方程式为BOH-
0.1 mol·L1离平衡时,c(BOH)平衡=0.1 mol·L
+
-
-
-
-1
-
-
-
+
-
-
-
-
B+OH
+-
B+OH;电
+-
-1×10
-3
mol·L1≈0.1 mol·L
-
-1
,则电离常数Kb=
c?B?·c?OH?1×103×1×103-
==1×105。
0.1c?BOH?
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2.碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×105 mol·L1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3
HCO3+H的电离常数K1=________(已知:10
-
-
+
-5.60
-
-
=2.5×106)。
-
答案 4.2×107 解析 由H2CO3
+
-
H+HCO3得
-
-
+-
c?H?·c?HCO3?105.60×105.60-K1==≈4.2×107。 -5
c?H2CO3?1.5×10
3.(1)常温下,向a mol·L1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b mol·L
-
-1
盐酸使溶液呈中性(不
考虑盐酸和醋酸的挥发),则醋酸的电离常数Ka=__________________(用含a和b的代数式表示)。
(2)常温下,将a mol·L
+
-1
的醋酸与b mol·L1 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Ka=________________(用含a和b的代数式表示)。 107?a-b?
答案 (1)
b2b·107(2) a-2b
解析 (1)由电荷守恒有c(Na)+c(H)=c(Cl)+c(OH)+c(CH3COO),物料守恒有c(Na)=c(CH3COOH)+c(CH3COO),溶液呈中性,所以c(CH3COOH)=c(Cl)。 CH3COOH
CH3COO+H
-
+
-
-
+
+
-
-
-
+
-
-
bab- - 107 222ab-
107×?-?
2210-7?a-b?
Ka==。
bb2
(2)根据2c(Ba2)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO),由于c(CH3COO)=2c(Ba2)=b mol·L1,所以c(H)=c(OH),溶液呈中性。 CH3COOH
CH3COO+H
-
+
+
-
+
+
-
-
-
+
-
a--b b 107 2
107·b2b·107Ka==。
aa-2b-b2
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-
-
4.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4
HC2O4+H Ka1,HC2O4
-
+
-
C2O24+H Ka2,常温
-
-+
下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O4、C2O24三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
-
则常温下: (1)Ka1=________。 (2)Ka2=________。
c2?HC2O4?
(3)pH=2.7时,溶液中-=__________________。
c?H2C2O4?·c?C2O24?答案 (1)10
-1.2
-
(2)10
-4.2
(3)1 000
-
+
-1.2
解析 (1)由图像可以知道pH=1.2时,c(HC2O4)=c(H2C2O4),则Ka1=c(H)=10=4.2时,c(HC2O4)=c(C2O24),则Ka2=c(H)=10c2?HC2O4?Ka1101.2
=-4.2=103=1 000。 -=2Kc?H2C2O4?·c?C2O4?a210
-
-
-
-
+
-4.2
。(2)pH
。(3)由电离常数表达式可以知道
5.已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,常温下,向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。
(1)写出亚磷酸电离的方程式:______________________________________________、 ________________________________________________________________________。 c?HPO23?
(2)表示pH与lg -的变化关系的曲线是____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
c?H2PO3?(3)根据图像计算亚磷酸的Ka1=________。
-
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答案 (1)H3PO3(2)Ⅰ (3)10
-1.4
H2PO3+H H2PO3
-+-
HPO23+H
-+
+
-
-
c?H?·c?H2PO3?c?H2PO3?+
解析 pKa1=-lg =-lg c(H)-lg ,显然A对应的数值较大,故
c?H3PO3?c?H3PO3?c?HPO2c?H2PO3?·c?H?3?
表示pH与lg ,Ka2=-的变化关系的曲线为Ⅰ。由于Ka1=
c?H2PO3?c?H3PO3?c?HPO2c?H?c?H2PO3?c?HPO23?·3?,且Ka1>Ka2,由图像可知,在相同或--时,“曲线Ⅱ”对应
c?H2PO3?c?H3PO3?c?H2PO3?的c(H)较大,为一级电离(Ka1),“曲线Ⅰ”对应的c(H)较小,为二级电离(Ka2),显然选用c?H2PO3?·c?H?--“曲线Ⅱ”中的特殊点B计算Ka1,Ka1==101×102.4=101.4。
c?H3PO3?
-
+
+
+
-
+
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-
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-
+
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