李玲
高中化學(xué)選修四《化學(xué)反應(yīng)原理》課本中的“化學(xué)平衡常數(shù)”、“電離平衡常數(shù)”和“沉淀溶解平衡常數(shù)”,屬于新課標(biāo)的新增內(nèi)容。從近幾年的高考中我們可以看出,化學(xué)平衡常數(shù)早已成為高考命題的熱點(diǎn)內(nèi)容,電離平衡常數(shù)和沉淀溶解平衡常數(shù)也漸有“升溫”的表現(xiàn),因此,可以預(yù)測這“三大平衡常數(shù)”在今后的高考中,將繼續(xù)成為今后高考的重點(diǎn)及熱點(diǎn)。
弱電解質(zhì)的電離是可逆反應(yīng),所以電離平衡常數(shù)實(shí)際上是針對弱酸和弱堿的化學(xué)平衡常數(shù)。在一定溫度下,弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí),電離產(chǎn)生的各離子濃度冪之積與溶液中未電離的分子濃度之比是一個(gè)常數(shù),該常數(shù)就叫電離平衡常數(shù)。如CH3COOH CH3COO- + H+的電離平衡常數(shù)可以表示為Ka=【c(CH3COO–)×c(H+)】/c(CH3COOH)。弱酸的電離平衡常數(shù)用Ka表示,弱堿的電離平衡常數(shù)用Kb表示。
電離平衡常數(shù)是描述弱電解質(zhì)電離平衡的主要參數(shù),也是弱酸、弱堿是否達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)尺。K值越大,電離趨勢越大,對應(yīng)弱電解質(zhì)的酸性(或堿性)越強(qiáng)。K只受溫度的影響,因大多數(shù)電離過程是吸熱過程,故K值隨溫度的升高而增大。
對于多元弱酸來說,由于上一級電離產(chǎn)生的H+對下一級電離起到抑制作用,一般是Ka1﹥Ka2﹥Ka3,即第二步電離通常比第一步電離難得多,第三步電離又比第二步電離難得多,因此在計(jì)算多元弱酸溶液的c(H+)或比較弱酸酸性相對強(qiáng)弱時(shí),通常只考慮第一步電離。
下面我們用一些實(shí)際考查的例題來說明電離平衡常數(shù)的應(yīng)用:
以上的例題提醒我們在電離平衡常數(shù)的教學(xué)中,可以設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)、電離平衡常數(shù)、沉淀溶解平衡常數(shù)的專題,有比較、有觸類旁通地、系統(tǒng)地研究和學(xué)習(xí)平衡常數(shù)問題。平衡常數(shù)的難點(diǎn)突破在高考復(fù)習(xí)中意義重大,電離平衡常數(shù)將抽象的“部分電離”概念轉(zhuǎn)化為可實(shí)際計(jì)算的電離百分比,便于學(xué)生理解抽象概念和進(jìn)行性質(zhì)強(qiáng)弱的比較。