聚焦化學平衡常數

◇ 甘肅 孫國永

在《化學反應原理》中，我們學習了化學平衡常數(K)、水的離子積常數(Kw)、電離平衡常數(Ka或Kb)和溶度積常數(Ksp)，許多學生在實際應用時常常將它們弄混，導致不能有效解決問題.鑒于此，我們從平衡常數的概念和特點出發，一起進行分析，以幫助學生更好地理解化學平衡常數.

1 不同的概念

1.1 化學平衡常數(K)

化學平衡常數一般用于可逆反應中，具體指在一定溫度下，不考慮開始時的反應物濃度大小，當這個可逆反應最終達到平衡狀態時，各生成物的濃度冪(以其化學計量數為指數)之積與各反應物濃度冪之積的比是一個常數，一般用K 表示.因此，K 值的大小直觀地反映了可逆反應轉化率的大小，K 越大，生成物的濃度越大，轉化率也越大.我們可以利用K 值來判斷反應是否平衡以及反應進行的方向.例如，可逆反應：I2(g)＋H2(g)?2HI(g)，在一定條件下達到平衡時，

1.2 水的離子積常數(Kw)

水的離子積常數是水電離平衡時所特有的性質，它在純水中適用，同時在任何酸性或堿性稀溶液中也適用.例如，室溫下H2O?H＋＋OH－，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－14mol2·L－2.

1.3 電離平衡常數(Ka 或Kb)

電離平衡常數主要是指弱電解質溶液在一定條件下達到電離平衡，其溶液中各種離子濃度的乘積和溶液中未電離的分子濃度的比值，這個比值是一個常數，用K 表示，其中，Ka表示弱酸的電離平衡常數，Kb表示弱堿的電離平衡常數.電離平衡常數是弱電解質的性質，也是弱電解質電離程度的直觀體現，弱電解質電離程度越大，其K 值也越大，因此這個常數指標也常常用來估算弱電解質電離的趨勢.

1.4 溶度積常數(Ksp)

溶度積常數主要是表現難溶電解質溶解能力的指標.當難溶物質在水中溶解達到平衡時，其水溶液中的離子濃度冪的乘積是一個常數，即溶度積常數(Ksp).當物質化學式中陰、陽離子的個數比相同時，物質的Ksp數值越大，其水中的溶解能力越強.

2 相同的特點

1)4個常數都與物質的性質和溫度有關，溫度改變，數值改變.濃度或壓強的改變對它們無影響.

2)常數表達式中的濃度都是平衡濃度，固體或純液體不列入表達式.

3 應用示例

A.將等體積的a mol·L－1一元酸HA 與b mol·L－1一元堿BOH 混合，混合后二者完全反應，溶液呈中性，則a＝b

B.化學平衡常數的大小與溫度、濃度、壓強、催化劑有關

C.已知25℃時，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，該溫度下反應Fe(OH)3＋3H＋?Fe3＋＋3H2O 的平衡常數K＝2.79×103

D.某溫度下4種酸在冰醋酸中的電離常數如表1所示.那么，硫酸在冰醋酸中電離方程式為

表1

本題考查化學平衡常數、電離平衡等知識，意在考查考生分析問題和解決問題的能力.混合后的溶液完全反應，溶液呈中性，則c(H＋)＝c(OH－)＝，但題目中的一元酸的酸性強弱和一元堿的堿性強弱沒有給出，故無法判斷兩者的濃度，選項A 錯誤；根據化學平衡常數的概念可知，其僅與溫度有關，因此選項B錯誤；Fe(OH)3中存在如下沉淀溶解平衡：

選項C正確；根據表中的數據可以得出，4 種酸在冰醋酸中電離不完全，而硫酸屬于多元酸，在冰醋酸中是分步電離的，選項D 錯誤.答案為C.