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有关Ka和Kb的求解方法小结

来源:未知作者:刘艳香 点击:所属专题: 电离平衡常数

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纵观近几年的高考,有三年涉及平衡常数 K a 或 K b 的计算,现将此类题的解题方法总结,以供大家参考。 一、守恒法: 例题1、(山东09.28).(14分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。 (4)在25℃下,将amol·L -1 的氨水与0.01mol·L -1 的盐

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纵观近几年的高考,有三年涉及平衡常数KaKb的计算,现将此类题的解题方法总结,以供大家参考。

一、守恒法:

例题1、(山东09.28).(14分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。

(4)在25℃下,将amol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4)=c(Cl-)。则溶液显_____________性(填“酸”“碱”或“中”);用含a 的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=__________。

解析:根据电荷守恒:c(NH4)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),由c(NH4)=c(Cl-),可知c(H+)=c(OH-),则溶液呈中性。

由物料守恒:溶液中含氮的微粒为NH3·H2O和NH4,全部来源于氨水,而等体积混合,体积加倍,浓度减半,因此,c(NH4)+c(NH3·H2O)=a/2 mol/L,则c(NH3·H2O)= a /2 mol/L─ c(NH4)= a /2 mol/L ─c(Cl-)=(a/2 -0.01)/mol/L,所以Kb=(0.01×10-7)/(a/2 -0.01/2)mol/L=10-9/(a-0.01)mol/L。

例题2、(山东12.29)(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25℃时,将amol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是_____(用离子方程式表示)。向该溶液滴加BL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______(填”正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为_______mol·L-1。(NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5mol·L-1)

解析:混合溶液为NH3·H2O和NH4NO3的混合物。设所加氨水中NH3·H2O的物质的量为xmol,

混合后溶液的体积为V L,由电荷守恒可知:c(NH4)+c(H+)=c(NO3)+c(OH-),由物料守恒:c(NH4)+c(NH3·H2O)=(x+a)/V mol·L-1,因为溶液呈中性,所以c(NH4)=c(NO3)=a/V mol·L-1c(NH3·H2O)=(x+a)/V mol·L-1c(NH4)=(x+a)/V mol·L-1 -a/V mol·L-1= x/V mol·L-1

根据Kb=(a×10-7/V)/(x/V)/mol/L=2×10-5mol·L-1。所以x =a/200 mol·L-1.

练习1、常温下,0.1 mol/L的HCOONa溶液的pH=10,求HCOOH的Ka

解析:电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HOO-)+c(OH-),因此c(HOO-) =c(Na+)+c(H+)-c(OH-)=(0.1+10-10-10-4) mol/L =0.1 mol/L;物料守恒:c(HOO-)+ c(HCOOH)=c(Na+),所以c(HCOOH)= c(Na+)-c(HCOO-)= c(Na+)-(c(Na+)+c(H+)- c(OH-))= c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10)mol·L-1=10-4mol·L-1,所以Ka=(c(H+c(HOO-))/c(HCOOH)=( 10-10× 0.1)/ 10-4mol·L-1= 10-7 mol·L-1.

练习2、(济南三月模考)室温下,a mol·L-1的(NH4)2SO4水溶液的pH=5,存在的平衡有:NH4+ H2O = NH3·H2O+H+,则该平衡常熟的表达式为:(用含a 较为准确的数学表达式,不必化简,近似计算)

二、从水解和电离方程度分析:

例题1、(山东09.28).(14分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。

(4)在25℃下,将a  mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4)=c(Cl-)。则溶液显_____________性(填“酸”“碱”或“中”);用含a 的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=__________。

解析:a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合发生反应:NH3·H2O+HCl==NH4Cl+H2O,因为溶液呈中性,则NH3·H2O过量,溶质为NH3·H2O和NH4Cl,c(NH4)=c(Cl-)=0.01/2 mol·L-1

溶液存在的平衡:NH3·H2O ==NH4+ OH-NH4+H2O ==NH3·H2O+H+。由于溶液呈中性,可知NH3·H2O电离程度和NH4的水解程度相等,即混合后溶液中c(NH3·H2O)与混合后反应余下的c(NH3·H2O)相等,c(NH3·H2O)=(a -0.01)/2mol/L;而混合后溶液中c(NH4)与混合后生成的c(NH4Cl)相等,c(NH4)= 0.01/2 mol/L;所以

Kb=(0.01×10-7)/(a/2 -0.01/2)mol/L=10-9/(a-0.01)mol/L。


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