2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新高考版）大單元4 第12章　熱點(diǎn)強(qiáng)化21　電離常數(shù)的相關(guān)計(jì)算

熱點(diǎn)強(qiáng)化21電離常數(shù)的相關(guān)計(jì)算1．電離度(1)概念在一定條件下的弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí)，已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原電解質(zhì)分子總數(shù)的百分比。(2)表示方法α＝eq\f(已電離的弱電解質(zhì)分子數(shù),溶液中原有弱電解質(zhì)的分子總數(shù))×100%，也可表示為α＝eq\f(弱電解質(zhì)的某離子濃度,弱電解質(zhì)的初始濃度)×100%。(3)影響因素①相同溫度下，同一弱電解質(zhì)，濃度越大，其電離度(α)越小。②相同濃度下，同一弱電解質(zhì)，溫度越高，其電離度(α)越大。2．電離度與電離常數(shù)的關(guān)系已知25℃時(shí)，某濃度為c的一元弱酸HA的電離度為α，求該溫度下HA的電離常數(shù)(Ka)。答案HAH＋＋A－起始c00轉(zhuǎn)化c·αc·αc·α平衡c·(1－α)c·αc·αKa＝eq\f(c·α2,c·1－α)＝eq\f(c·α2,1－α)，α很小，可認(rèn)為1－α≈1，則Ka＝c·α2。3．計(jì)算電離常數(shù)的思維方法(1)根據(jù)電離方程式，寫(xiě)出電離平衡常數(shù)表達(dá)式。(2)根據(jù)題干信息，結(jié)合電荷守恒、元素守恒，找出各微粒的濃度，代入表達(dá)式即可。(3)若有圖像信息，可選擇曲線上特殊點(diǎn)(能準(zhǔn)確讀出縱、橫坐標(biāo)的數(shù)值)，確定各微粒的濃度，最后代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算。一、電離度與電離常數(shù)的相互計(jì)算1．已知室溫時(shí)，0.1mol·L－1某一元酸HA在水中有0.1%發(fā)生電離，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．該溶液的pH＝4B．升高溫度，溶液的pH增大C．此酸的電離平衡常數(shù)為1×10－7D．HA電離出的c(H＋)約為水電離出的c(H＋)的106倍答案B解析HA電離出的c(H＋)為0.1mol·L－1×0.1%＝10－4mol·L－1，則pH＝4，故A正確；溫度升高促進(jìn)弱酸的電離，氫離子濃度變大，則pH變小，故B錯(cuò)誤；由HAH＋＋A－，c(H＋)＝c(A－)＝0.1mol·L－1×0.1%＝10－4mol·L－1，則電離平衡常數(shù)為eq\f(10－4×10－4,0.1－10－4)≈10－7，故C正確；HA電離出的c(H＋)為10－4mol·L－1，水電離產(chǎn)生的氫離子濃度為eq\f(10－14,10－4)mol·L－1＝10－10mol·L－1，則由HA電離出的c(H＋)約為水電離出的c(H＋)的106倍，故D正確。二、依據(jù)公式計(jì)算電離常數(shù)2．碳?xì)浠衔锿耆紵蒀O2和H2O。常溫常壓下，空氣中的CO2溶于水，達(dá)到平衡時(shí)，溶液的pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10－5mol·L－1。若忽略水的電離及H2CO3的第二步電離，則H2CO3HCOeq\o\al(－,3)＋H＋的平衡常數(shù)Ka1＝________(已知：10－5.60＝2.5×10－6)。答案4.2×10－7解析Ka1＝eq\f(cH＋·cHCO\o\al(－,3),cH2CO3)＝eq\f(2.5×10－6×2.5×10－6,1.5×10－5)≈4.2×10－7。3．25℃時(shí)，用0.1mol·L－1的CH3COOH溶液滴定20mL0.1mol·L－1的NaOH溶液，當(dāng)?shù)渭覸mLCH3COOH溶液時(shí)，混合溶液的pH＝7。已知CH3COOH的電離常數(shù)為Ka，忽略混合時(shí)溶液體積的變化，Ka＝______。答案eq\f(2×10－7,0.1V－2)解析混合溶液的pH＝7，說(shuō)明醋酸過(guò)量，c(CH3COOH)≈eq\f(0.1V－20,20＋V)mol·L－1，根據(jù)電荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)及c(H＋)＝c(OH－)可得，c(Na＋)＝c(CH3COO－)＝eq\f(0.1×20,20＋V)mol·L－1，則Ka＝eq\f(cH＋·cCH3COO－,cCH3COOH)＝eq\f(2×10－7,0.1V－2)。三、理清圖像中特殊點(diǎn)的含義計(jì)算電離常數(shù)4．常溫下，向20mL0.010mol·L－1的HA溶液中逐滴加入0.010mol·L－1的NaOH溶液，溶液中l(wèi)gc(OH－)與所加NaOH溶液的體積(V)的關(guān)系如圖。(1)判斷HA為強(qiáng)酸還是弱酸。(2)若HA為弱酸，請(qǐng)計(jì)算在P點(diǎn)的電離平衡常數(shù)。答案(1)在M點(diǎn)時(shí)，溶液中c(OH－)＝10－10mol·L－1，則常溫時(shí)0.010mol·L－1的HA溶液中c(H＋)＝10－4mol·L－1，HA為一元弱酸。(2)在相同溫度下，M、P點(diǎn)的電離常數(shù)相同，用M點(diǎn)計(jì)算電離常數(shù)。HAH＋＋A－，c(H＋)≈c(A－)，常溫下，Ka(HA)＝eq\f(cH＋·cA－,cHA)≈eq\f(10－4×10－4,0.010)＝1.0×10－6。5．已知草酸為二元弱酸：H2C2O4HC2Oeq\o\al(－,4)＋H＋Ka1，HC2Oeq\o\al(－,4)C2Oeq\o\al(2－,4)＋H＋Ka2，常溫下，向某濃度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定濃度的KOH溶液，所得溶液中H2C2O4、HC2Oeq\o\al(－,4)、C2Oeq\o\al(2－,4)三種微粒的分布系數(shù)(δ)與溶液pH的關(guān)系如圖所示。(1)計(jì)算常溫下草酸的電離常數(shù)Ka1、Ka2。(2)pH＝2.7時(shí)，溶液中eq\f(c2HC2O\o\al(－,4),cH2C2O4·cC2O\o\al(2－,4))＝____________________。答案(1)由圖像可知：pH＝1.2時(shí)，c(HC2Oeq\o\al(－,4))＝c(H2C2O4)，Ka1(H2C2O4)＝eq\f(cHC2O\o\al(－,4)·cH＋,cH2C2O4)＝10－1.2。pH＝4.2時(shí)，c(HC2Oeq\o\al(－,4))＝c(C2Oeq\o\al(2－,4))，Ka2(H2C2O4)＝eq\f(cC2O\o\al(2－,4)·cH＋,cHC2O\o\al(－,4))＝10－4.2。(2)1000解析(2)由電離常數(shù)表達(dá)式可知eq\f(c2HC2O\o\al(－,4),cH2C2O4·cC2O\o\al(2－,4))＝eq\f(Ka1,Ka2)＝eq\f(10－1.2,10－4.2)＝1000。根據(jù)圖像計(jì)算弱酸或弱堿的電離常數(shù)，常選用電離常數(shù)表達(dá)式中除H＋或OH－外的兩種粒子濃度相等的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)該點(diǎn)的pH，可迅速確定電離常數(shù)，如上題中選分布系數(shù)為0.5的點(diǎn)。6．已知亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸，常溫下，向某濃度的亞磷酸溶液中逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的KOH溶液，混合溶液的pH與離子濃度的關(guān)系如圖所示。(1)寫(xiě)出亞磷酸的電離方程式：_____________________________________________________________、____________________。(2)圖中表示pH與lgeq\f(cHPO\o\al(2－,3),cH2PO\o\al(－,3))的變化關(guān)系的是____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(3)根據(jù)圖像計(jì)算亞磷酸的Ka1＝________。答案(1)H3PO3H2POeq\o\al(－,3)＋H＋H2POeq\o\al(－,3)HPOeq\o\al(2－,3)＋H＋(2)Ⅰ(3)10－1.4解析Ka1＝eq\f(cH2PO\o\al(－,3)·cH＋,cH3PO3)，Ka2＝eq\f(cHPO\o\al(2－,3)·cH＋,cH2PO\o\al(－,3))，且Ka1>Ka2，由圖像可知，在相同eq\f(cH2PO\o