奥林匹克化学竞赛研究奥林匹克化学竞赛研究第第八八章章 溶液中的化学平衡溶液中的化学平衡1初赛要求：初赛要求： 平衡常数与转化率。弱酸、弱碱的电离常数。溶度平衡常数与转化率。弱酸、弱碱的电离常数。溶度积。利用平衡常数的计算。积。利用平衡常数的计算。决赛要求：决赛要求： 缓冲溶液的基本概念。典型缓冲体系的配制和缓冲溶液的基本概念。典型缓冲体系的配制和pH值计算。利用酸碱平衡常数的计算。溶度积原理及有值计算。利用酸碱平衡常数的计算。溶度积原理及有关计算。关计算。 全国高中化学竞赛基本要求全国高中化学竞赛基本要求2主要内容主要内容电解质溶液中的三大平衡电解质溶液中的三大平衡1水溶液化学平衡的计算水溶液化学平衡的计算23一、电解质溶液中三大平衡一、电解质溶液中三大平衡电荷平衡电荷平衡物料平衡物料平衡质子平衡质子平衡 随堂讨论：随堂讨论：1.你能否结合以上三个平衡关系说明你能否结合以上三个平衡关系说明Na2S溶液中溶液中存在的微粒及浓度的相互关系？存在的微粒及浓度的相互关系？4一、电解质溶液中三大平衡一、电解质溶液中三大平衡重要概念：重要概念：分析浓度分析浓度平衡浓度平衡浓度用以进行分析的溶液中某物质的总浓用以进行分析的溶液中某物质的总浓度，用符号度，用符号c表示。表示。达到化学平衡状态时各型体的浓度，用达到化学平衡状态时各型体的浓度，用A表示。表示。5第第5题题 （6分）配制分）配制KI(0.100molL-1)I2的水溶液，用的水溶液，用0.100molL-1 Na2S2O3标准溶液测得标准溶液测得c(I2)4.8510-3 molL-1。量取量取50.0mL KI-I2溶液和溶液和50.0mL CCl4置于分液漏斗中振荡达置于分液漏斗中振荡达平衡，分液后测知平衡，分液后测知CCl4相中相中c(I2)2.6010-3 molL-1。已知实。已知实验温度下验温度下CCl4从水溶液中萃取从水溶液中萃取I2的分配比为的分配比为85 : 1。求水溶液。求水溶液中中I2II3的平衡常数。的平衡常数。设萃取平衡时，水溶液中设萃取平衡时，水溶液中c(I2)为为x c(I2,CCl4)c(I2,H2O)2.60x10-3 molL-1x85 x3.0610-5 molL-1 水溶液中水溶液中 I2 I I3平衡浓度（平衡浓度（molL-1）: I2：3.0610-5 ； I3: (4.852.60)10-33.0610-52.2210-3 （物料平衡）（物料平衡） I : 0.1002.2210-30. 0978K2.2210-3 molL-10. 0978 molL-13.0610-5 molL-17.42102 Lmol-1全国初全国初赛20066第第6题题 (12分分) 在给定实验条件下，一元弱酸在给定实验条件下，一元弱酸HA在苯（在苯（B）和）和水（水（W）中的分配系数）中的分配系数KD=HAB/HAw=1.00。已知水相和。已知水相和苯相中苯相中HA的分析浓度分别为的分析浓度分别为3.0510-3和和3.9610-3molL-1。在。在水中，水中，HA按按HA=H+A-解离，解离，Ka=1.0010-4；在苯中，；在苯中，HA发生二聚：发生二聚：2HA=(HA)2。6-1 计算水相中各物种的浓度及计算水相中各物种的浓度及pH。6-2 计算化合物计算化合物HA在苯相中的二聚平衡常数。在苯相中的二聚平衡常数。全国初全国初赛20097 HA + H2O H3O+ + A起始浓度起始浓度 c 0 0平衡浓度平衡浓度 c H3O+ H3O+ A 平衡时，平衡时，Ka = H3O+ 2 /(c H3O+ )c / Ka 500, 可以用最简式可以用最简式 H3O+ = (c Ka)1/2二、二、 水溶液化学平衡的计算水溶液化学平衡的计算8全国初全国初赛20098-3 氨基磺酸是一种重要的无机酸，用途广泛，全球年产氨基磺酸是一种重要的无机酸，用途广泛，全球年产量逾量逾40万吨，分子量为万吨，分子量为97.09。晶体结构测定证实分子中。晶体结构测定证实分子中有三种化学键，键长分别为有三种化学键，键长分别为102、144和和176 pm。氨基磺。氨基磺酸易溶于水，在水中的酸常数酸易溶于水，在水中的酸常数Ka = 1.01 x 101，其酸根离其酸根离子中也有三种键长，分别为子中也有三种键长，分别为100、146和和167 pm。(1) 计算计算0.10 mol L-1 氨基磺酸水溶液的氨基磺酸水溶液的pH值值；c / Ka = 0.10/0.101 500, 不能用最简式不能用最简式 H3O+ = (c Ka)1/2H+ = 0.062 mol L-1pH = 1.21代入解一元二次方程代入解一元二次方程 Ka = H3O+ 2 /(c H3O+ )9全国初全国初赛20098-2 顺反丁反丁烯二酸的四个酸常数二酸的四个酸常数为1.17 x 10- -2，9.3 x 10- -4，2.9 x 10- -5和和2.60 x 10- -7。指出。指出这些常数分些常数分别是哪个酸的几是哪个酸的几级酸常数，并从酸常数，并从结构与性构与性质的角度的角度简述你做出判断的理由。述你做出判断的理由。1011