3.1 电离平衡 课时作业
一、单选题
1.某化学兴趣小组在实验室中进行化学实验,按下图甲连接好线路发现灯泡不亮,按下图乙连接好线路发现灯泡亮,下列结论一定正确的是( )
A.NaCl固体是非电解质而NaCl溶液是电解质
B.在通电的条件下,NaCl在水中电离出大量的离子而导电
C.甲的NaCl固体中无自由移动的阴阳离子,因此不能导电
D.相同条件下,向乙的NaCl溶液中逐滴滴加硝酸银溶液,溶液导电性先减弱后增强
2.下表中对于相关物质的分类全部正确的是( )
选项 纯净物 混合物 非电解质 弱电解质 碱性氧化物
A. 液氨 氢氧化铁胶体 CO 氢硫酸 Al2O3
B. 明矾 漂白粉 乙醇 硫酸钡 Na2O
C. 碱石灰 碘酒 Cl2 HClO K2O
D. 磁性氧化铁 水玻璃 SO2 冰醋酸 CaO
A.A B.B C.C D.D
3.下列物质中为强电解质的是( )
A.SO2 B.盐酸 C.HCOONH4 D.HClO
4.下列叙述中,能证明某物质是弱电解质的是( )
A.熔化时不导电
B.水溶液的导电能力很差
C.属于共价化合物
D.溶液中已电离的离子和未电离的分子共存
5.下列属于酸,又是强电解质的是( )
A.蔗糖 B.醋酸 C.硫酸 D.稀盐酸
6.下列有关叙述中正确的是( )
A.碳酸氢钠的电离方程式为NaHCO3=Na++
B.1 L 1mol/L NaCl溶液与0.5 L 2mol/L NaCl溶液的导电能力相同
C.单质硅是半导体芯片、光导纤维、太阳能电池的重要成分
D.铝容易被空气中的氧气氧化不能用作导线
7.下列物质属于弱电解质的是( )
A. B. C. D.
8.常温下,将pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合,充分反应后溶液的pH( )
A.小于7 B.等于7 C.大于7 D.无法判断
9.25℃时,向10mL0.1mol·L-1一元弱碱ⅩOH溶液中逐滴滴加0.1mol·L-1的HCl溶液,溶液的AG[AG=lg ]变化如图所示(溶液混合时体积变化忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.若a=-8,则Kb(XOH)≈10-5
B.M点表示盐酸和XOH恰好完全反应
C.R点溶液中可能存在c(X+)+c(XOH)=c(Cl-)
D.M点到N点,水的电离程度先增大后减小
10.归纳法是高中化学学习常用的方法之一,某化学研究性学习小组在学习了《化学反应原理》后作出了如下的归纳总结:归纳正确的是( )
①向0.1mol L﹣1 CH3COOH溶液中加入少量冰醋酸,平衡向正反应方向移动,电离程度增大;②常温下,pH=3的醋酸溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,则有c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)
③常温下,AgCl在同物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同;④常温下,已知醋酸电离平衡常数为Ka;醋酸根水解平衡常数为Kh;水的离子积为Kw;则有:Ka Kh=Kw.
A.①②④ B.②④ C.②③ D.①②③④
11.H2S水溶液中存在电离平衡:H2S H++HS-和HS- H++S2-,若向H2S溶液中( )
A.加入硫酸,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,溶液酸性减弱
C.通入氯气,平衡向左移动,溶液酸性增强
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
12.相同温度下,关于盐酸和醋酸溶液的说法正确的是( )
A.pH相等的两溶液:c(CH3COO-)=c(Cl-)
B.pH=3盐酸和醋酸溶液,等体积混合后溶液的pH>3
C.浓度均为0.1mol·L 1盐酸和醋酸溶液,导电能力相同
D.相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化)c(CH3COO-)=c(Cl-)
13.下列物质的水溶液中所含溶质种类最多的是( )
A. B. C. D.
14.一定条件下,体积为2L的密闭容器中,1molX和3molY进行反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g),经12s达到平衡,生成0.6mol Z.下列说法正确的是( )
A.若该反应的△H<0,升高温度,平衡常数K减小
B.若增大X的浓度,则物质Y的转化率减小
C.以X浓度变化表示的反应速率为 mol(L s)
D.12s后将容器体积扩大为10L,Z的平衡浓度变为原来的
15.常温下,向等物质的量浓度的两种一元酸的钠盐溶液中,分别通入少量的二氧化碳气体,发生如下反应:NaA+CO2+H2O═NaHCO3+HA;2NaB+CO2+H2O═Na2CO3+2HB;则等物质的量浓度的HA和HB在水中电离出H+的能力大小关系是( )
A.HA较强 B.HB较强 C.两者一样 D.无法比较
16.下列物质中,属于弱电解质的是( )
A.CaCO3 B.HCl C.H2O D.Ba(OH)2
二、综合题
17.25℃时,三种酸的电离平衡常数如下:
化学式 HClO
电离平衡常数 ,
回答下列问题:
(1)一般情况下,当温度升高时,Ka 填“增大”、“减小”或“不变”。
(2)下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是 填序号;
a.CO b.ClO- c.CH3COO- d.HCO
(3)下列反应不能发生的是 填序号
a.CO +2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑+H2O
b.ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO
c.CO +2HClO=2ClO-+CO2↑+H2O
d.2ClO-+CO2+H2O=CO +2HClO
(4)用蒸馏水稀释0.10mol/L的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是 填序号;
a. b. c.
18.
(1)下列物质中,属于电解质的是 ,属于强电解质的是 ,属于弱电解质的是 (填序号)。
①H2SO4②盐酸 ③硫酸钡 ④乙醇 ⑤铜 ⑥H2S ⑦蔗糖 ⑧氨气 ⑨NH4HSO3
(2)甲醇是重要的化工原料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,相关反应的热化学方程式及平衡常数如下所示:
ⅰ. K1
ⅱ. K2
ⅲ. K3
回答下列问题:
①a= (用b、c表示),则K1= (用K2、K3表示)。
②在一定温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2,在催化剂的作用下仅发生反应ⅲ.下列叙述能表示该反应达到平衡状态的是 (填标号)。
a.容器中混合气体的压强不再改变
b.容器中CO、CO2的物质的量相等
c.容器中气体的密度不再改变
d.相同时间内,断裂H-O的数目是断裂H-H的2倍
(3)在密闭容器中充入一定量的CO和NO气体,发生反应2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)ΔH<0 ,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系:
①温度:T1 T2 (填“>”、“<”或“=”)。
②若在D点对应容器升温,同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的 点(填字母)。
19.醋酸和盐酸是日常生活中常见的酸。
(1)用化学用语表示醋酸显酸性的原因 ,该过程的 0(填“>”“<”或“=”)
(2)25℃、常压下,在的稀醋酸溶液中,由水电离出的 mol/L。下列方法中,可以使上述醋酸溶液的电离程度增大的是 (填字母)。
A.加入少量0.10mol/L的稀盐酸 B.加入少量氯化钠晶体
C.加入少量纯 D.加入少量0.10mol/L的NaOH溶液
(3)将等质量的锌粉投入等体积且pH均等于3的醋酸和盐酸溶液中,经过充分反应后,发现只在一种溶液中有锌粉剩余,则生成氢气的体积:V(盐酸) V(醋酸)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)25℃向体积为的醋酸溶液中滴加的NaOH溶液,溶液恰好呈中性,则与的关系是: (填“>”、“<”或“=”)。
(5)25℃将的盐酸和的氢氧化钠溶液混合,若混合后溶液呈中性,则盐酸与氢氧化钠溶液的体积比为 。
(6)向aL溶液中加入bmol,恢复至25℃,混合液呈中性,该溶液中离子浓度的大小排序为 ,混合溶液中 mol/L(忽略溶液体积变化)。
(7)铜和盐酸的反应在通常状况下不能自发进行,可以利用电化学手段使其发生,在下面方框中画出装置示意图,标出电极材料和电解质溶液名称 。
20.
(1)高温下,C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0,反应的化学平衡常数表达式K= ,该反应随温度升高,K值 (填增大、减小或不变),该反应在高温下自发进行的原因是 。
(2)向重铬酸钾溶液中加入氢氧化钠固体,溶液的颜色变化为 ,原因是(请从平衡的角度用化学用语及必要的文字说明) 。
(3)密闭容器中充入N2O4达化学平衡,压缩体积达新平衡,整个过程的现象为 。
(4)多元弱酸的逐级电离平衡常数为K1、K2、K3……,则K1、K2、K3的大小关系为 。
(5)1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中的能量变化如图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式 ,向上述可逆反应中加入催化剂,则E1 (填增大、减小或不变,下同);此反应的ΔH 。
21.
(1)下列物质中,属于强电解质的是 ,属于弱电解质的是 ,属于非电解质的是 。(填序号)
①氨气 ②醋酸钠 ③盐酸 ④醋酸 ⑤硫酸钡 ⑥氢氟酸 ⑦乙醇
(2)一定条件下,醋酸溶液存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+ΔH>0
①下列方法中,可使0.10mol·L-1醋酸溶液中CH3COOH电离平衡向左移的是 。
a.加入少量0.10mol·L-1的稀盐酸 b.加热
c.加水稀释至0.010mol·L-1 d.加入少量冰醋酸
②已知在25℃时,醋酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为:醋酸:K=1.75×10-5,亚硫酸:K1=1.54×10-2 K2=1.02×10-7,则25℃时,相同浓度醋酸和亚硫酸溶液的酸性强弱:CH3COOH H2SO3(填“>”、“<”或“=”)。
③25℃时,向0.10mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量盐酸,使溶液中[OH-]=5.0×10-13mol·L-1,则该溶液的pH= 。(已知:lg2=0.3)
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A、电解质是指水溶液中或者融化状态下能够导电的化合物,所以NaCl属于电解质而NaCl溶液不是电解质(也不是非电解质),A不符合题意。
B、NaCl的电离过程不需要通电,B不符合题意。
C、固态NaCl中存在的Na+和Cl-不能够自由移动(溶液中或者融化状态下能够自由移动),所以甲中的NaCl固体不能导电,C符合题意。
D、乙中的NaCl溶液中滴加AgNO3溶液后,反应生成NaNO3后溶液中离子总物质的量保持不变,但是随着溶液体积增大离子浓度减少,因此混合溶液导电性逐渐减弱,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】该题考查溶液的导电性和影响溶液导电性的原因及电解质和非电解质知识点;NaCl固体没有可自由移动的离子,是不能导电的,答案较明显
2.【答案】D
【解析】【解答】A、氧化铝是两性氧化物,A不符合题意;
B、硫酸钡是强电解质,B不符合题意;
C、碱石灰是混合物,氯气是单质,不是电解质,也不是非电解质,C不符合题意;
D、分类均符合题意,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】纯净物:由同种物质组成,可以分为单质和化合物;
混合物:由不同物质组成的物质;
非电解质:在水溶液和熔融状态下都不导电的化合物;
弱电解质:在水溶液中部分电离的化合物;
碱性氧化物:能够和酸反应生成盐和水的氧化物。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸能电离出自由移动的阴阳离子,所以二氧化硫的水溶液导电,但电离出离子的物质是碳酸不是二氧化硫,所以二氧化硫是非电解质,A不符合题意;
B.盐酸是氯化氢的水溶液,为混合物,既不是电解质,也不是非电解质,B不符合题意;
C.HCOONH4是在水溶液和熔融状态下都能能完全电离的化合物,为强电解质,C符合题意;
D.HClO ClO-+H+,次氯酸在水溶液中不能完全电离,HClO为弱电解质,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】电解质:在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,在水溶液中完全电离的是强电解质,部分电离的是弱电解质,强电解质是电解质的范畴;
A.根据定义判断;
B.混合物既不是电解质也不是非电解质;
C.CH3COONH4属于盐,为强电解质;
D.HClO是弱酸,水溶液中部分电离,是弱电解质。
4.【答案】D
【解析】【解答】弱电解质是指在水溶液中部分电离的电解质,所以在溶液中既存在未电离的电解质分子,也有电离出来的离子,两者共存。
A、HCl熔化时不导电,但HCl溶于水能完全电离,是强电解质,A 不符合题意。
B、如果强电解质的水溶液浓度小,其导电能力也很差,B不符合题意。
C、有些共价化合物如HCl属于强电解质,有些如CO2属于非电解质,有些如CH3COOH属于弱电解质,C不符合题意。
D、弱电解质在水溶液中部分电离,溶液中已电离出的离子和未电离的分子共存,D符合题意。
故答案为:D
【分析】弱电解质指的是在水溶液或熔融状态下部分电离的电解质。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.蔗糖水溶液中不导电,是化合物,属于非电解质,A不符合题意;
B.醋酸水溶液中能导电,是化合物,为电解质,水溶液中只能部分电离,属于弱电解质,B不符合题意;
C.硫酸水溶液中完全电离,是化合物,为强电解质,电离产生阳离子都是氢离子,为酸,C符合题意;
D.稀盐酸为混合物,不是电解质,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】电离产生的阳离子都是氢离子的化合物为酸;水溶液中能完全电离的电解质为强电解质,只能部分电离的电解质为弱电解质,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质,据此判断。
6.【答案】A
【解析】【解答】A.碳酸氢钠为强电解质,在水中完全电离生成钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为NaHCO3=Na++ ,A叙述符合题意;
B.溶液的导电能力取决于离子浓度,则2mol/L NaCl溶液的导电能力强,B叙述不符合题意;
C.单质硅不是光导纤维的成分,C叙述不符合题意;
D.铝在空气中被氧气氧化,表面形成致密的氧化膜,从而具有强的抗腐蚀性,且电力工业上常用铝作导线,D叙述不符合题意;
答案为A。
【分析】A.碳酸氢钠为强电解质;
B.液的导电能力取决于离子浓度和带的电荷数;
C.光导纤维是由二氧化硅制成的;
D.铝在空气中被氧气氧化,表面形成致密的氧化膜,从而具有强的抗腐蚀性。
7.【答案】A
【解析】【解答】A.弱碱,是弱电解质,A项符合题意;
B.强碱,是强电解质,B项不符合题意;
C.金属单质,既不是电解质也不是非电解质,C项不符合题意;
D.盐,是强电解质,D项不符合题意;
故答案为:A
【分析】弱电解质一般是弱酸、弱碱、水、和难溶性盐,结合选项即可判断
8.【答案】B
【解析】【解答】解:pH=3的盐酸中c(H+)=10﹣3mol/L,pH=11的氨水中c(OH﹣)=10﹣3mol/L,两种溶液H+与OH﹣离子浓度相等,但由于氨水为弱电解质,不能完全电离,则氨水浓度大于10﹣3mol/L,即氨水的浓度大于盐酸浓度,反应后氨水过量,溶液呈碱性,则所得溶液的pH>7,
故选B.
【分析】根据两种溶液中H+和OH﹣的关系以及氨水为弱电解质的性质,判断反应后酸碱的过量,进而判断反应后溶液的酸碱性.
9.【答案】B
【解析】【解答】A. a点表示0.1mol·L-1一元弱碱XOH,若a=-8,则c(OH-)=10-3mol/L,所以Kb(XOH)≈ = =10-5,故A不符合题意;
B. 两者恰好反应时,生成强酸弱碱盐,溶液显酸性。M点AG=0,则溶液中c(H+)= c(OH-),溶液呈中性,所以溶质为XOH和XCl,两者不是恰好完全反应,故B符合题意;
C. 若R点恰好为XCl溶液时,根据物料守恒可得c(X+)+c(XOH)=c(Cl-),故C不符合题意;
D. M点的溶质为XOH和XCl,继续加入盐酸,直至溶质全部为XCl时,该过程水的电离程度先增大,然后XCl溶液中再加入盐酸,水的电离程度减小,所以从M点到N点,水的电离程度先增大后减小,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】 A.若a=-8,则Kb (XOH) ≈10-5,即可得出本题答案
B. M点表示盐酸和XOH恰好完全反应,即可得出本题答案
C. R点溶液中可能存在c (X+) +c (XOH) =c(Cl-),即可得出本题答案
D. M点到N点,水的电离程度先增大后减小,即可得出本题答案
10.【答案】B
【解析】【解答】解:①向0.1mol L﹣1 CH3COOH溶液中加入少量冰醋酸,平衡向正反应方向移动,CH3COOH浓度越大,电离程度越小,所以醋酸电离程度减小,故错误;②常温下,pH=3的醋酸溶液醋酸的浓度大于0.001mol/L,pH=11的NaOH溶液浓度为0.001mol/L,混合后醋酸过量,则溶液为醋酸和醋酸钠的混合物,溶液显酸性,溶液中电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣),故正确;③常温下,溶液中氯离子浓度越大,AgCl的溶解度越小,同物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中,CaCl2溶液的氯离子浓度大,所以CaCl2溶液中AgCl的溶解度小,故错误;④已知Ka= 、Kh= ,则Ka Kh= × =c(OH﹣)×c(H+)=Kw,故正确;
故选B.
【分析】①CH3COOH浓度越大,电离程度越小;②常温下,pH=3的醋酸溶液醋酸的浓度大于0.001mol/L,pH=11的NaOH溶液浓度为0.001mol/L,混合后醋酸过量,根据电荷守恒分析;③常温下,溶液中氯离子浓度越大,AgCl的溶解度越小;④根据Ka= 、Kh= 计算出Ka Kh即可.
11.【答案】C
【解析】【解答】A.加入硫酸,硫酸会电离出氢离子,溶液中氢离子浓度增大,会使平衡左移,故A不符合题意;
B.二氧化硫和硫化氢反应方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O,通入过量二氧化硫平衡向左移动,二氧化硫和水反应方程式为H2O+SO2=H2SO3,亚硫酸酸性大于氢硫酸,所以溶液的酸性增强,故B不符合题意;
C.氯气和硫化氢反应方程式为Cl2+H2S=S↓+2HCl,通入氯气平衡向左移动,盐酸的酸性大于氢硫酸,所以溶液的酸性增强,故C符合题意;
D.加入硫酸铜固体,铜离子和硫离子生成沉淀,平衡右移,所以氢离子浓度增大,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】(1)根据“勒夏特列原理”进行作答;
(2)勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或者温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
12.【答案】A
【解析】【解答】A.两溶液中均存在电荷守恒c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)、c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),pH相等,则两溶液中c(H+)、c(OH-)相等,所以c(CH3COO-)=c(Cl-),A符合题意;
B.pH相等即c(H+)相等,混合后c(H+)不变,则醋酸的电离平衡不移动,pH不变,仍为3,B不符合题意;
C.醋酸为弱酸,在水溶液中不完全电离,所以浓度虽然相同,但醋酸溶液中的离子浓度更小,导电能力弱,C不符合题意;
D.反应后的溶液中均存在电荷守恒c1(Na+)+c1(H+)=c1(OH-)+c(CH3COO-)、c2(Na+)+c2(H+)=c2(OH-)+c(Cl-),溶液呈中性,则有c1(Na+)= c(CH3COO-),c2(Na+)=c(Cl-),由于醋酸为弱酸,所以达到中性时加入的NaOH固体较少,则c1(Na+)故答案为:A。
【分析】A.根据电荷守恒即可判断
B.混合物之后不变
C.导电能力和所带电荷和离子浓度有关系。醋酸是弱电解质
D.根据电荷守恒,再结合中性即可判断
13.【答案】B
【解析】【解答】
溶液中溶质为
,
水溶液中溶质为
,
溶液中溶质为
,
溶液中溶质为
和
,综上所述,B项符合题意。
【分析】A. HF溶液中溶质为HF;
B. Cl2水溶液中溶质为Cl2、HClO、HCl;
C. NaNO3溶液中溶质为NaNO3;
D.
溶液中溶质为
和NH3。
14.【答案】A
【解析】【解答】
A.若该反应的△H<0,升高温度,平衡向吸热反应方向进行,平衡逆向进行,平衡常数K减小,故A符合题意;
B.若增大X的浓度,则物质Y的转化率增大,故B不符合题意;
C.以X浓度变化表示的反应速率为 = mol(L s),故C不符合题意;
D.12s后将容器体积扩大为10L,体积变化Z的浓度变为原来的 ,为0.06mol/L,但减小压强平衡逆向进行,Z的平衡浓度小于0.06mol/L,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】一定条件下,体积为2L的密闭容器中,1molX和3molY进行反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g),经12s达到平衡,生成0.6molZ.依据化学平衡三段式列式计算为:
X(g)+ 3Y(g) 2Z(g)
起始(mol) 1 3 0
转化(mol) 0.3 0.9 0.6
平衡(mol) 0.7 2.1 0.6
15.【答案】A
【解析】【解答】解:等物质的量浓度的两种弱酸的钠盐(NaA、NaB)溶液中分别通入适量的CO2,
发生如下反应:NaA+CO2+H2O=HA+NaHCO3,说明HA的酸性小于碳酸而大于碳酸氢根离子,即酸性:H2CO3>HB>HCO3 ﹣,
2NaB+CO2+H2O=2HB+Na2CO3,说明HB的酸性小于碳酸氢根离子,即酸性:HCO3 ﹣>HB,
综上可知酸性:H2CO3>HA>HCO3 ﹣>HB,所以HA较强,
故选A.
【分析】根据强酸制取弱酸知,等物质的量浓度的两种弱酸的钠盐(NaA、NaB)溶液中分别通入适量的CO2,发生如下反应:NaA+CO2+H2O=HA+NaHCO3,说明HA的酸性小于碳酸而大于碳酸氢根离子,2NaB+CO2+H2O=2HB+Na2CO3,说明HB的酸性小于碳酸氢根离子,据此分析.
16.【答案】C
【解析】【解答】A.碳酸钙是难溶性盐,溶于水的碳酸钙完全电离,属于强电解质,故A不符合题;
B.氯化氢在水溶液中完全电离,属于强电解质,故B不符合题;
C.水分子在水分子的作用下能发生微弱电离,属于弱电解质,故C符合题意;
D.氢氧化钡在水溶液中完全电离,属于强电解质,故D不符合题;
故答案为:C。
【分析】强电解质:在水溶液中或熔融状态下能完全电离的化合物;
弱电解质:在水溶液中或熔融状态下不能完全电离的化合物。
17.【答案】(1)增大
(2)a>b>d>c
(3)cd
(4)b
【解析】【解答】(1)弱电解质的电离为吸热反应,升高温度促进弱电解质电离,即平衡正向移动,所以升高温度,Ka增大;答案为增大。
(2)电离平衡常数越大,越易电离,溶液中离子浓度越大,酸性越强,由题中表格数据可知,电离平衡常数Ka(CH3COOH)>Ka(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka( ),则酸性强弱为CH3COOH>H2CO3>HClO> ,酸根离子对应的酸的酸性越强,酸根离子结合氢离子的能力越弱,则四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是 >ClO-> >CH3COO-,即a>b>d>c;答案为a>b>d>c。
(3)a. +2CH3COOH═2CH3COO-+CO2↑+H2O,由题中表格数据可知,Ka(CH3COOH)>Ka(H2CO3),即CH3COOH的酸性大于H2CO3,根据强酸制弱酸原理,CH3COOH能够制取碳酸,该反应能够发生,故a不正确;
b.ClO-+CH3COOH═CH3COO-+HClO,由题中表格数据可知,Ka(CH3COOH)>Ka(HClO),即CH3COOH的酸性大于HClO,根据强酸制弱酸原理,CH3COOH能够制取HClO,该反应能够发生,故b不正确;
c. +2HClO═CO2↑+H2O+2ClO-,由题中表格数据可知,Ka(H2CO3)>Ka(HClO),即HClO的酸性小于碳酸,该反应无法发生,故c正确;
d.2ClO-+CO2+H2O═ +2HClO,由题中表格数据可知,Ka(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka( ),即酸性H2CO3>HClO>HCO3-,则碳酸与次氯酸根离子反应只能生成 离子,不会生成 离子,该反应不能发生,故d正确;
答案为cd。
(4)a.由CH3COOH CH3COO-+H+可知,Ka= ,则 = ,随水量的增加,c(CH3COO-)减小,Ka只是温度的函数,温度不变,Ka不变,所以 减小,故a不正确;
b.由CH3COOH CH3COO-+H+可知,Ka= ,则 = ,随水量的增加,c(H+)减小,Ka只是温度的函数,温度不变,Ka不变,所以 增大,故b正确;
c.稀释过程中c(H+)减小,c(OH-)增大,则 减小,故c不正确;
答案为b。
【分析】(1)弱电解质的电离为吸热过程,温度升高,促进电离。
(2)由电离平衡常数确定酸性强弱,酸性越强,其阴离子结合质子的能力越弱。
(3)由电离平衡常数可得酸性强弱:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-,结合强酸制弱酸,分析反应是否能发生。
(4)用蒸馏水稀释醋酸的过程中,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)、c(H+)均减小。CH3COOH的电离平衡常数保持不变,水的离子积Kw保持不变,溶液中c(OH-)变大。
18.【答案】(1)①③⑥⑨;①③⑨;⑥
(2)b-c;;d
(3)>;A
【解析】【解答】(1)①H2SO4是强酸,属于强电解质;
②盐酸是HCl的水溶液,属于混合物,既不是电解质,也不是非电解质;
③硫酸钡在熔融状态下能全部电离,属于强电解质;
④乙醇在水溶液和融融状态下均不能电离出离子,属于非电解质;
⑤铜属于单质,既不是电解质也不是非电解质;
⑥H2S是弱酸,属于弱电解质;
⑦蔗糖在水溶液和融融状态下均不能电离出离子,属于非电解质;
⑧氨气在水溶液和融融状态下自身均不能电离出离子,属于非电解质;
⑨NH4HSO3是盐,在水溶液中能完全电离,属于强电解质。
(2)①根据盖斯定律可知,反应ⅰ可通过反应ⅱ减反应ⅲ得到,所以a=b-c,则K1=。
②a.反应ⅲ前后气体分子数不变,即反应前后混合气体压强不变,所以容器中混合气体的压强不再改变,不能说明反应达到平衡,不符合题意;
b.容器中CO、CO2的物质的量相等,不能说明反应达到平衡,不符合题意;
c. 反应ⅲ前后气体的质量不变,且反应在恒容条件下进行,根据m=ρV可知,密度始终不变,不能说明反应达到平衡,不符合题意;
d.相同时间内,断裂H-O的数目是断裂H-H的2倍,可说明正逆反应速率相等,反应大大平衡,符合题意。
(3)①该反应为放热反应,等压条件下,升高温度利于平衡逆向移动,则NO的体积分数增大,说明T1 >T2。
②升温利于平衡逆向移动,NO的体积分数增大;该反应前后气体分子数减小,减压利于平衡逆向移动,使得NO的体积分数增大,所以重新达到的平衡状态可能是图中A点。
【分析】(1)电解质是指在水溶液或熔融状态下能导电的化合物,常见电解质包括酸、碱、盐、水和活泼金属氧化物等;强电解质指在一定条件下能完全电离的电解质,包括强酸、强碱和大多数盐;弱电解质指在一定条件下部分电离的电解质,包括弱酸、弱碱和水等。
(2)①根据盖斯定律进行分析。
②达到化学平衡的主要标志是正逆反应速率相等、各物质的含量保持不变。
(3)①该反应为放热反应,升高温度利于平衡逆向移动。
②根据勒夏特烈原理进行分析。
19.【答案】(1);>
(2);d
(3)<
(4)<
(5)10∶1
(6);
(7)
【解析】【解答】(1)醋酸在溶液中部分电离出氢离子而显酸性,电离方程式为,该过程是吸热反应,>0;
(2)在 pH=5的稀醋酸溶液中,c(H+)=10-5mol/L,则c水(OH-)=,由水电离出的 c水(OH-)= mol/L;
A.加入少量0.10mol/L的稀盐酸,溶液中氢离子浓度增大,抑制醋酸的电离,则醋酸的电离程度降低,故A不正确;
B.加入少量氯化钠晶体,不影响平衡的移动,则不改变醋酸的电离,故B不正确;
C.加入少量纯,醋酸的电离平衡向正反应方向移动,但醋酸的电离程度降低,故C不正确;
D.加入少量0.10mol/L的NaOH溶液,氢氧根离子和氢离子反应生成水,氢离子浓度降低,促进醋酸的电离,则醋酸的电离程度增大,故D正确;
故答案为:D;
(3)醋酸是弱酸,随着它和金属的反应,电离平衡不断地向右移动,会电离出更多的氢离子,所以等体积且pH均等于3的醋酸和盐酸溶液中,醋酸产生的氢气体积较大,则生成氢气的体积:V(盐酸) <V(醋酸);
(4)醋酸溶液是弱酸,pH为3的醋酸溶液中,醋酸的浓度大于10-3mol/L,pH=11的NaOH溶液浓度等于10-3mol/L,若二者等体积混合醋酸过量溶液呈酸性,最后溶液恰好呈中性,说明碱多,所以Va<Vb;
(5)强酸和强碱混合溶液呈中性,说明酸中n(H+)等于碱中n(OH-),所以V(HCl)×10-3= V(NaOH)×10-2,所以盐酸与氢氧化钠溶液的体积比为10-2:10-3=10∶1;
(6)混合液呈中性则,由电荷守恒可得,该溶液中离子浓度的大小排序为,由 mol/L;
(7)
使铜与盐酸反应生成氯化铜与氢气,应设计成电解池,铜为阳极,电解质溶液为盐酸,阴极可为碳,装置图为。
【分析】(1)醋酸是弱电解质,显酸性是因为醋酸电离产生了氢离子,弱电解质的电离过程吸热;
(2)在醋酸溶液中,氢离子主要来自酸电离,氢氧根离子全部来自水的电离,水电离产生的H+等于OH-;利用平衡移动原理分析使醋酸电离程度增大的方法;
(3)pH相同的盐酸和醋酸,醋酸的浓度比盐酸大,盐酸中锌粉剩余,所以醋酸生成氢气的体积比盐酸大;
(4)常温下,即酸中的H+等于碱中的OH-,弱电解质部分电离,醋酸浓度大于NaOH,所以醋酸体积小些;
(5)pH=3的盐酸和pH=12的NaOH比较,NaOH溶液中OH-的浓度时H+的10倍,所以体积是HCl溶液的;
(6) 混合液呈中性,根据电荷守恒可知,离子浓度大小关系,根据,计算出Na+的浓度即可;
(7)非自发的氧化还原反应,要使其发生只能借助电解池,而铜要作为阳极,阴极材料用惰性电极
,电解质溶液用盐酸。
20.【答案】(1);增大;该反应为熵增反应,高温时自由能小于零
(2)橙色变为黄色;氢氧化钠中和氢离子,使溶液中氢离子浓度降低,平衡向正反应方向移动
(3)压缩体积时颜色变深随后变浅但比原平衡颜色深
(4)K1>K2>K3
(5)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ·mol-1;减小;不变
【解析】【解答】(1)化学平衡常数是指在一定温度下,可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,则化学平衡常数表达式K= ;该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数K增大;该反应是一个气体体积增大的反应,反应中△H>0、△S>0,高温时△H-T△S<0,自发进行,故答案为: ;增大;该反应为熵增反应,高温时自由能小于零;(2)橙色重铬酸钾溶液中存在如下平衡:Cr2O72-(aq)+H2O(l) 2CrO42-(aq)+2H+(aq),加入少量NaOH固体,氢氧化钠中和氢离子,使溶液中氢离子浓度降低,平衡向正反应方向移动,溶液变为黄色,故答案为:橙色变为黄色;氢氧化钠中和氢离子,使溶液中氢离子浓度降低,平衡向正反应方向移动;(3)压缩容器,N2O4、NO2浓度均变大,混合气体颜色变深,对于平衡N2O4 2NO2,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,但平衡移动不会消除NO2浓度增大,达新平衡时NO2浓度比压缩前大,则混合气体颜色变深随后变浅,但比开始气体颜色变深,故答案为:压缩体积时颜色变深随后变浅但比原平衡颜色深;(4)多元弱酸分步电离,第一步电离程度最大,第二步、第三步依次减小,原因是上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用,故答案为:K1>K2>K3;(5)由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368-134=234kJ,则反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ·mol-1;E1是正反应的活化能,加入催化剂,降低反应的活化能,加快反应速率,但反应的ΔH不变,故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ·mol-1;减小;不变。
【分析】该反应为是一个气体体积增大的反应,反应中△H>0、△S>0;(2)加入少量NaOH固体,氢氧化钠中和氢离子,使溶液中氢离子浓度降低,平衡向正反应方向移动;(3)压缩容器,N2O4、NO2浓度均变大,混合气体颜色变深,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动;(4)多元弱酸分步电离,上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用;(5)由图可知,反应物总能量大于生成物,则1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368-134=234kJ。
21.【答案】(1)②⑤;④⑥;①⑦
(2)a;<;1.7
【解析】【解答】(1)①氨气是非电解质;②醋酸钠属于强电解质;③盐酸是混合物,不是电解质,也不是非电解质;④醋酸是弱酸,属于弱电解质;⑤硫酸钡是强电解质;⑥氢氟酸是弱酸,属于弱电解质;⑦乙醇属于非电解质;因此属于强电解质的是②⑤;属于弱电解质的是④⑥;属于非电解质的是①⑦;(2)①a.加入少量0.10mol·L-1的稀盐酸,增大了H+的浓度,平衡逆向移动,a项符合题意;
b.电解质的电离时吸热的过程,加热使温度升高,平衡正向移动,b项不符合题意;
c.加水稀释促进了醋酸的电离,平衡正向移动,c项不符合题意;
d.加入少量冰醋酸,增大了反应物的浓度,平衡正向移动,d项不符合题意;
故答案为:a;②酸的电离平衡常数越大,酸性越强,醋酸的电离平衡常数K=1.75×10-5,亚硫酸的一级电离平衡常数K1=1.54×10-2,K③c(H+)= = =2×10-2mol/L,pH=-lg[c(H+)]=2- lg2=2-0.3=1.7。
【分析】(1)在水溶液中能够全部电离的电解质是强电解质,在水溶液中能够部分电离的电解质是弱电解质,在水溶液和融融状态不导电的化合物为非电解质;(2)①根据电离平衡的影响因素进行分析;②酸的电离平衡常数越大,酸的电离程度越大,酸性越强;③根据c(H+)= 和pH=-lg[c(H+)]进行计算;