第二课时 电离平衡常数 强、弱酸的比较
1.已知25 ℃下,CH3COOH溶液中各粒子的浓度存在以下关系:Ka==1.75×10-5。下列有关结论可能成立的是( )
A.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,Ka=8×10-5
B.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的氢氧化钠时,Ka=2×10-4
C.标准状况下,醋酸中Ka=1.75×10-5
D.升高到一定温度,Ka=7.2×10-5
2.H2X是一种弱电解质,先后进行两步电离,其电离常数分别为Ka1和Ka2,则下列说法正确的是( )
A.Ka1<Ka2
B.当电离平衡时溶液中的离子浓度:c(HX-)=c(X2-)
C.H2X溶液中可能大量共存以下离子:K+、Na+、CH3COO-、Cl-
D.H2X的稀溶液在加水稀释的过程中,逐渐增大
3.室温下,取20 mL pH=3的HNO2溶液,加入0.1 mol·L-1的氨水,测得溶液的导电能力随加入氨水体积的变化如图所示,则室温下HNO2的电离平衡常数约为( )
A.2.0×10-5 B.1.0×10-6
C.1.0×10-5 D.2.0×10-4
4.在25 ℃时,用蒸馏水稀释1 mol·L-1氨水至0.01 mol·L-1,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是( )
A. B.
C. D.c(OH-)
5.常温下,常见弱电解质的电离平衡常数如表,下列说法正确的是( )
弱酸 H2SO3 H2S HClO
电离 常数 Ka1=1.5×10-2 Ka2=1.0×10-7 Ka1=9.3×10-8 Ka2=1.2×10-12 Ka=4.0 ×10-8
A.浓度均为0.1 mol·L-1的H2SO3和H2S溶液,后者酸性强
B.0.25 mol·L-1 HClO溶液中c(H+)约为1×10-4 mol·L-1
C.增大浓度,上述弱酸的电离程度均增大
D.将H2S通入少量NaHSO3溶液中,发生反应的离子方程式:H2S+HSHS-+H2O+SO2
6.已知常温下,2 mol·L-1的一元酸HA溶液中c(H+)为2×10-4 mol·L-1,下列说法错误的是( )
A.常温下,HA的电离常数约为2×10-8
B.NaA可以和盐酸发生反应:HCl+NaANaCl+HA
C.该条件下,体系中HA的电离度是1%
D.向2 mol·L-1的HA溶液中加入少量2 mol·L-1的NaA溶液,HA的电离程度减小
7.已知:25 ℃时,HA的电离常数Ka=1.75×10-8,H2B的电离常数Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11。下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,向HA溶液中加入少量NaOH粉末,HA的电离平衡正向移动,Ka增大
B.向Na2B溶液中逐滴加入过量HA溶液,生成NaHB和NaA
C.向0.1 mol·L-1 HA溶液中加入蒸馏水, 会减小
D.向H2B溶液中加入NaHB固体,c(H+)与c(B2-)均减小
8.某温度下,等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸分别加水稀释,溶液中的c(H+)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅱ表示盐酸的变化曲线
B.b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力弱
C.取等体积的a、b点对应的溶液,消耗的NaOH的量相同
D.a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度
9.已知25 ℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式 CH3COOH H2CO3 HClO HCN
电离平衡 常数(Ka) 1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 3.0× 10-8 5.0× 10-10
下列选项中说法正确的是( )
A.某醋酸溶液的浓度为0.02 mol·L-1,则该溶液中的CH3COOH的电离度约为3%
B.用氢氧化钠溶液分别滴定醋酸溶液和稀盐酸测定中和反应的反应热,实验测得的两组数据完全相同
C.等体积等pH的稀盐酸和CH3COOH溶液分别与等量的锌粉反应,若最后仅有一份溶液中不存在锌,则该溶液是稀盐酸
D.酸性由强到弱的顺序:CH3COOH>HClO>HCN>H2CO3
10.某小组以盐酸、醋酸为例探究其酸性的强弱。按要求回答下列问题。
(1)取相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸溶液,分别测其pH和导电能力,对比分析,在下表填写空白。已知:pH=-lg c(H+)。
酸 0.1 mol·L-1 盐酸 0.1 mol·L-1 醋酸溶液
pH(25 ℃) 1 3
导电能力 强 弱
分析与结论 ①微观解释(写出溶质在溶液中的存在形式,填粒子的化学式)
②电离方程式
(2)在上述醋酸溶液中加入如下表所示物质,分析其中粒子的变化等,填写空白。
加入少量的物质 醋酸电离平衡移动方向 (填“→”“←”或“不移动”) 比值变化 (填“变大”“变小”或“不变”)
①CH3COONa(s)
②水
(3)向两个锥形瓶中各加入0.06 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mol·L-1醋酸溶液。
①反应前n(Mg)= mol;充分反应后,剩余的n(Mg)= mol。
②两锥形瓶内气体的物质的量n随时间变化,对比分析后,在如下坐标图中将示意曲线补充完整。
11.已知:25 ℃时,①亚硫酸(H2SO3)的电离平衡常数为Ka1=1.6×10-2,Ka2=1.0×10-7;②次氯酸(HClO)的电离平衡常数为Ka=4.0×10-8;③碳酸(H2CO3)的电离平衡常数为Ka1=4.0×10-7,Ka2=4.0×10-11。回答下列问题:
(1)HClO的电离方程式为 。
(2)上述三种酸由强到弱的顺序为 (填分子式)。
(3)向H2SO3溶液中加入Ba(OH)2溶液时,溶液中c(H+) (填“增大”“减小”或“不变”,下同),c(S) 。
(4)足量的H2SO3溶液和NaHCO3溶液发生反应的主要离子方程式为 ;足量的H2SO3溶液中加入NaClO溶液发生反应的离子方程式为 。
(5)向0.1 mol·L-1的HClO溶液中滴加等体积的一定浓度的稀硫酸,此时测得溶液中的c(H+)=0.05 mol·L-1,则溶液中c(ClO-)= mol·L-1。
12.电离度可表示电解质的相对强弱,电离度α=×100%。已知25 ℃时几种物质(微粒)的电离度(溶液浓度均为0.1 mol·L-1)如表所示:
编号 物质(微粒) 电离度(α)
A 硫酸溶液(第一步完全电离):第二步HSS+H+ 10%
B 硫酸氢钠溶液:HSS+H+ 29%
C 醋酸:CH3COOHCH3COO-+H+ 1.33%
D 盐酸:HClH++Cl- 100%
(1)25 ℃时,上述几种溶液中c(H+)从大到小的顺序是 (填编号)。
(2)25 ℃时,0.1 mol·L-1硫酸溶液中HS的电离度小于相同温度下0.1 mol·L-1硫酸氢钠溶液中HS的电离度,其原因是 。
(3)醋酸的电离平衡常数Ka的表达式是 ,则物质的量浓度为c mol·L-1的醋酸的电离平衡常数Ka与电离度α的关系为Ka= (用含c、α的代数式表示)。
第二课时 电离平衡常数 强、弱酸的比较
1.D 醋酸中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,题中Ka为醋酸的电离常数,由于电离常数只随温度的变化而变化,所以排除A、B两项;因为醋酸的电离是吸热过程,所以升高温度,Ka增大,降低温度,Ka减小,标准状况下(0 ℃)温度低于25 ℃,则Ka小于1.75×10-5,所以C项不成立,D项可能成立。
2.C 多元弱酸的第一步电离程度远大于第二步电离,应该是Ka1>Ka2,A错误;电离时,两步电离程度不等,溶液中的离子浓度:c(HX-)≠c(X2-),B错误;若H2X的酸性弱于CH3COOH,则提供的四种离子能大量共存,C正确;=,H2X的稀溶液在加水稀释的过程中,c(H+)减小,故减小,D错误。
3.A 由图可知,加入10 mL 0.1 mol·L-1氨水时,溶液的导电能力最强,说明亚硝酸溶液与氨水恰好完全反应生成亚硝酸铵,则亚硝酸溶液的浓度为=0.05 mol·L-1,由亚硝酸溶液的pH为3可知,室温下亚硝酸的电离平衡常数约为=2.0×10-5。
4.A 方法一:一水合氨是弱电解质,加水稀释,一水合氨的电离平衡右移,n(OH-)和n(N)均增大,n(NH3·H2O)减小,但c(OH-)和c(N)均减小。A、B、C各项中,浓度之比等于物质的量之比。方法二:根据电离平衡常数表达式判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
5.B Ka越大酸性越强,根据电离常数大小关系,可知H2SO3酸性更强,A错误;忽略水的电离,c(H+)≈,故c(H+)约为1×10-4 mol·L-1,B正确;增大浓度,弱酸的电离程度均减小,C错误;H2S酸性弱于H2SO3,故不能发生复分解反应,H2S与NaHSO3可发生氧化还原反应,D错误。
6.C 已知常温下,2 mol·L-1的一元酸HA溶液中c(H+)为2×10-4 mol·L-1,则平衡时c(A-)≈2×10-4 mol·L-1,c(HA)≈2 mol·L-1,则电离常数Ka===2×10-8,A正确;根据较强酸制较弱酸,NaA可以和盐酸发生反应:HCl+NaANaCl+HA,B正确;该条件下,体系中HA的电离度是=0.01%,C错误;HA溶液中存在电离平衡:HAH++ A-,加入少量2 mol·L-1的NaA溶液,A-浓度增大,平衡逆向移动,HA的电离程度减小,D正确。
7.B 电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数Ka不变,A错误;根据电离平衡常数可知酸性:H2B>HA>HB-,根据强酸与弱酸盐反应可以制取弱酸,可知向Na2B溶液中逐滴加入过量HA溶液,可以生成NaHB和NaA,B正确;HA在溶液中存在电离平衡:HAH++A-,则Ka= ,则 = ,向其中加入水,稀释使溶液中c(A-)减小,电离常数Ka不变,所以 会增大,C错误;H2B是二元弱酸,在溶液中存在电离平衡:H2BH++HB-,HB-H++B2-,溶液中的H+主要是由第一步电离出的,向其中加入NaHB固体,溶液中c(HB-)增大,第一步电离平衡逆向移动,导致溶液中c(H+)减小,而c(HB-)增大使第二步电离平衡正向移动,最终溶液中c(B2-)增大,D错误。
8.D CH3COOH属于弱电解质,稀释时会继续电离出H+,故稀释相同倍数时醋酸中c(H+)的变化要比盐酸中c(H+)的变化小,即曲线Ⅰ表示盐酸的变化曲线,曲线Ⅱ表示醋酸的变化曲线,A项错误;溶液的导电能力与溶液中离子的浓度有关,离子浓度:b>c,故导电能力:b>c,B项错误;a、b点表示溶液稀释相同倍数,溶质的量没有发生变化,都等于稀释前的物质的量,稀释前两溶液中c(H+)相同,但CH3COOH为弱酸,则c(CH3COOH)>c(HCl),故稀释前n(CH3COOH)>n(HCl),即CH3COOH消耗NaOH多,C项错误;a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度,D项正确。
9.A 醋酸溶液的浓度为0.02 mol·L-1,醋酸电离出的c(CH3COO-)约等于溶液中c(H+),则Ka=≈=1.8×10-5,解得c(CH3COO-)=6×10-4 mol·L-1,该溶液中的CH3COOH的电离度约为=×100%=3%,A正确;醋酸是弱酸,其电离是吸热过程,会使测定的混合液的温度低于标准值,故两组实验测得的中和热ΔH的数值不同,B错误;若最后仅有一份溶液中不存在锌,则该溶液是醋酸溶液,C错误;根据弱酸的电离平衡常数越大,其酸性越强,由表可得酸性由强到弱的顺序:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN>HC,D错误。
10.(1)①H+、Cl- CH3COOH、H+、CH3COO-
②HClH++Cl- CH3COOHH++CH3COO-
(2)①← 变小 ②→ 变大
(3)①0.002 5 0.000 5
②
解析:(1)HCl在水溶液中的电离方程式为HClH++Cl-,故溶质在溶液中的存在形式为H+、Cl-;CH3COOH在水溶液中部分电离,电离方程式为CH3COOHH++CH3COO-,故溶质在溶液中的存在形式为CH3COOH、H+、CH3COO-。(2)①根据醋酸的电离方程式:CH3COOHH++CH3COO-,向溶液中加入CH3COONa(s),平衡向左移动,变小;②加水稀释,促进醋酸的电离,平衡向右移动,变大。(3)①反应前n(Mg)==0.002 5 mol,n(HCl)=n(CH3COOH)=0.002 L×2 mol·L-1=0.004 mol,消耗的n(Mg)==0.002 mol,剩余的n(Mg)=0.000 5 mol;②对比两者反应可以看出最后产生的H2的量相等,但是盐酸反应速率快于醋酸,要先反应完,故做出的图像为
。
11.(1)HClOClO-+H+
(2)H2SO3> H2CO3>HClO (3)减小 减小
(4)H2SO3+HCCO2↑+HS+H2O ClO-+H2SO3Cl-+S+2H+
(5)4.0×10-8
解析:(2)相同温度下,弱酸的电离常数越大,酸性越强,多元弱酸以第一级电离为主,由题中电离常数数值可知,Ka1(H2SO3)>Ka1(H2CO3)>Ka(HClO),所以酸性由强到弱的顺序是H2SO3> H2CO3>HClO。
(3)向H2SO3溶液中加入Ba(OH)2溶液时,发生酸碱中和反应,生成亚硫酸钡沉淀和水,则溶液中c(H+)减小,c(S)减小。
(4)足量的H2SO3溶液和NaHCO3溶液发生反应生成亚硫酸氢钠、二氧化碳和水,主要离子方程式为H2SO3+HCCO2↑+HS+H2O;NaClO具有强氧化性, H2SO3具有还原性,二者混合后,发生氧化还原反应,生成硫酸根离子和氯离子,足量的H2SO3溶液中加入NaClO溶液发生反应的离子方程式为ClO-+H2SO3Cl-+S+2H+。
(5)向0.1 mol·L-1的HClO溶液中滴加等体积的一定浓度的稀硫酸,此时混合溶液中c(H+)=0.05 mol·L-1,则结合质量守恒、HClO的电离常数,存在Ka=≈=4.0×10-8,则溶液中c(ClO-)=4.0×10-8 mol·L-1。
12.(1)ADBC
(2)硫酸第一步电离出的氢离子抑制了硫酸氢根离子的电离
(3)Ka=
解析:(1)硫酸第一步完全电离,第二步部分电离,硫酸溶液中c(H+)=(0.1+0.1×10%)mol·L-1=0.11 mol·L-1;硫酸氢钠溶液中c(H+)=(0.1×29%)mol·L-1=0.029 mol·L-1;醋酸中c(H+)=(0.1×1.33%)mol·L-1=0.001 33 mol·L-1;盐酸中c(H+)=0.1 mol·L-1,所以c(H+)由大到小的顺序是ADBC。
(2)硫酸溶液中,硫酸第一步电离出氢离子,第二步又电离出氢离子,第一步电离出的氢离子抑制了第二步的电离,而硫酸氢钠溶液中硫酸氢根离子的电离不受抑制,所以0.1 mol·L-1 H2SO4溶液中HS的电离度小于0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中HS的电离度。
(3)CH3COOH在溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,则Ka=;
醋酸中c(H+)=c(CH3COO-)=cα mol·L-1,
则Ka===。
4 / 4第二课时 电离平衡常数 强、弱酸的比较
课程 标准 1.构建电离常数思维模型,并能应用模型解释弱电解质在水溶液中发生的变化。 2.建立判断强、弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型
分点突破(一) 电离平衡常数
1.概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对一元弱酸或一元弱碱来说,溶液中弱电解质电离所生成的 ,与溶液中 之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数。通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数。
2.表示方法
(1)一元弱酸、弱碱
电离方程式 电离常数表达式
CH3COOH CH3COOHCH3COO-+H+ Ka=
NH3·H2O NH3·H2ON+OH- Kb=
(2)多元弱酸
电离方程式 电离常数表达式
H2CO3 Ka1=、Ka2=
多元弱酸各步电离常数的大小比较:Ka1>Ka2>Ka3>……因此,当Ka1 Ka2时,多元弱酸的强弱取决于 的大小。多元弱碱的情况与多元弱酸类似。
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度越 ,酸(或碱)性越 。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数 ,说明电离常数首先由电解质的 所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与 有关,由于电离为 过程,所以电离平衡常数随 而增大。
5.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
起始浓度/
(mol·L-1) a 0 0
变化浓度/
(mol·L-1) x x x
平衡浓度/
(mol·L-1) a-x x x
则Ka==≈。
注意 由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度为(a-x)mol·L-1一般近似为a mol·L-1。
1.25 ℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:
CH3COOH:Ka=1.75×10-5;
H2CO3:Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11;
HClO:Ka=4.0×10-8。
(1)写出CH3COOH、H2CO3、HC、HClO的酸性由强到弱的顺序: 。
(2)写出CH3COO-、HC、C、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序: 。
(3)写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式:
。
2.在一定温度下,加水逐渐稀释1 mol·L-1氨水的过程中,随着水量的增加,请说明溶液中下列含量的变化:
(1)n(OH-) (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(2) 。
(3) 。
3.25 ℃时,0.10 mol·L-1 HA溶液中有1%的HA电离,则HA的电离平衡常数Ka为 。
1.根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
2.根据电离常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生,相同条件下相对强的酸(或碱)制相对弱的酸(或碱)。
3.根据电离平衡常数判断溶液中粒子浓度比值的变化情况。
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
1.向2 mL 1 mol·L-1的醋酸溶液中滴加饱和Na2CO3溶液,观察到有气泡产生。下列有关说法不正确的是( )
A.电离方程式:H2CO32H++C
B.酸性:CH3COOH>H2CO3
C.电离常数:Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)
D.H2CO3的电离常数:Ka1 Ka2
2.常温下,下列操作(忽略过程中温度变化)可以使亚硫酸稀溶液中的增大的是( )
A.通入HCl气体
B.通入SO2气体
C.加入NaOH固体
D.加入NaHSO4固体
3.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的BOH溶液中,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程式: 。
(2)BOH的电离度α= 。(提示:α=×100%)
(3)BOH的电离平衡常数Kb= 。
分点突破(二) 强酸与弱酸的比较
1.相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较 项目 酸 c(H+) 酸性 中和碱的 能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
一元弱酸
2.相同体积、相同c(H+)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较 项目 酸 c(H+) 酸 性 中和 碱的 能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
一元弱酸
镁条与等浓度、等体积的盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示:
由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况
宏观辨识 微观探析
反应初期 盐酸的反应速率比醋酸 盐酸是强酸, 电离,醋酸是弱酸, 电离,同浓度的盐酸和醋酸,盐酸中的c(H+) ,因而反应速率
反应过程中 盐酸的反应速率始终比醋酸 ,盐酸的反应速率减小 ,醋酸的反应速率减小 醋酸中存在电离平衡,随反应的进行,电离平衡 ,消耗的氢离子能及时 ,所以一段时间速率变化不明显
最终 二者产生的氢气的量基本 ,速率几乎都变为 镁条稍微过量,两种酸的物质的量 ,随醋酸电离,平衡正向移动,醋酸几乎 ,最终二者与镁条反应的氢离子的物质的量几乎 ,因而产生的H2的量几乎 。两种酸都几乎消耗完全,反应停止,因而反应速率几乎都变为
1.体积相同的盐酸和醋酸两种溶液,n(Cl-)=n(CH3COO-)=0.01 mol,下列叙述错误的是( )
A.与NaOH完全中和时,醋酸所消耗的NaOH多
B.分别与足量CaCO3反应时,放出的CO2一样多
C.两种溶液的pH相等
D.分别用水稀释相同倍数时,n(Cl-)<n(CH3COO-)
2.在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒(锌足量),然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白:
(1)a、b两支试管中的现象:
相同点是 ,
不同点是 ,
原因是
。
(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是V(a) (填“大于”“小于”或“等于”,下同)V(b),反应完毕后生成气体的总体积是V(a) V(b),原因是
。
(3)若在a、b两支试管中分别加入c(H+)相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸,则a、b两支试管中开始生成气体的速率v(a) v(b),反应完毕后生成气体的总体积是V(a) V(b),原因是
。
1.下列关于电离常数的说法正确的是( )
A.Ka大的酸溶液中c(H+)一定比Ka小的酸溶液中的c(H+)大
B.CH3COOH的电离常数表达式为Ka=
C.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
2.相同温度下,三种酸的电离平衡常数如表所示,下列判断正确的是( )
酸 HX HY HZ
电离平衡常数(Ka) 9×10-7 9×10-6 1×10-2
A.三种酸的强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-HY+Z-不能发生
C.由电离平衡常数可以判断:HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸
D.相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数等于0.1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数
3.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离程度和浓度关系的是( )
4.(1)25 ℃时,a mol·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)=10-b mol·L-1,用含a和b的代数式表示CH3COOH的电离平衡常数Ka= 。
(2)已知常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.6,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的二级电离,则H2CO3HC+H+的电离平衡常数Ka= 。(已知10-5.6=2.5×10-6)
(3)25 ℃时,在2.0×10-3 mol·L-1的氢氟酸中,调节溶液pH(忽略调节时溶液体积的变化),测得平衡体系中 c(F-)、c(HF)与溶液pH的关系如图所示。[提示:pH=-lg c(H+)]
则25 ℃时,HF的电离平衡常数Ka(HF)= (列式求值)。
第二课时 电离平衡常数 强、弱酸的比较
【基础知识·准落实】
分点突破(一)
师生互动
1.各种离子浓度的乘积 未电离分子的浓度 2.(2)H2CO3H++HC,HCH++C Ka1 3.大 强 4.(1)不同 性质 (2)温度 吸热 温度升高
探究活动
1.(1)CH3COOH>H2CO3>HClO>HC
(2)C>ClO->HC>CH3COO-
(3)NaClO+CO2+H2OHClO+NaHCO3
2.(1)增大 (2)增大 (3)不变
解析:加水稀释,NH3·H2O的电离平衡向电离方向移动,n(OH-)逐渐增大,n(NH3·H2O)逐渐减小,=,所以逐渐增大;电离平衡常数Kb=只与温度有关,所以加水稀释时不变。
3.1.0×10-5
解析:发生电离的HA的物质的量浓度为c(HA)=0.10 mol·L-1×1%=1.0×10-3 mol·L-1,根据HAH++A-,则平衡时c(H+)≈c(A-)=1.0×10-3 mol·L-1,c(HA)=0.10 mol·L-1-1.0×10-3 mol·L-1≈1.0×10-1 mol·L-1,将有关数据代入电离平衡常数表达式得Ka=≈1.0×10-5。
自主练习
1.A H2CO3的电离方程式:H2CO3H++HC、HCH++C,A错误;向醋酸溶液中滴加饱和碳酸钠溶液,观察到有气泡产生,说明有气体生成,该气体为CO2,2CH3COOH+Na2CO3CO2↑+2CH3COONa+H2O,根据较强酸制较弱酸的原理,说明醋酸的酸性强于碳酸,B正确;电离平衡常数越大,酸性越强,C正确;多元弱酸的第一步电离程度远大于第二步电离,D正确。
2.C =,Ka2只与温度有关,通入HCl气体,c(H+)增大,=减小,A不符合题意;通入SO2气体,生成H2SO3,c(H+)增大,=减小,B不符合题意;加入NaOH固体,c(H+)减小,=增大,C符合题意;加入NaHSO4固体,c(H+)增大,=减小,D不符合题意。
3.(1)BOHB++OH- (2)1% (3)1×10-5
解析:(1)BOH不完全电离,故电离方程式为BOHB++OH-。
(2)因c初始(BOH)=0.1 mol·L-1,c电离(BOH)=c(B+)=c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则电离度α=×100%=1%。
(3)电离达到平衡时,c(BOH)=0.1 mol·L-1-1×10-3mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离平衡常数Kb===1×10-5。
分点突破(二)
师生互动
1.大 小 强 弱 相同 相同 大 小
2.相同 相同 小 大 少 多 相同
探究活动
提示:大 完全 部分 较大 较大 大 明显 不明显 正向移动 电离补充 相等 零 相同 消耗完全 相同 相同 零
自主练习
1.B 体积相同的盐酸和醋酸两种溶液,n(Cl-)=n(CH3COO-)=0.01 mol,根据二者的电离方程式可知,二者电离出的c(H+)相同,故pH相等,C项正确;由于CH3COOH不能完全电离,因此n(CH3COOH)>n(HCl),故与NaOH完全中和时,醋酸消耗的NaOH多,分别与足量CaCO3反应时,醋酸放出的CO2多,A项正确,B项错误;分别用水稀释相同倍数时,醋酸的电离程度增大,n(CH3COO-)增大,而n(Cl-)不变,D项正确。
2.(1)都产生无色气泡,锌粒逐渐溶解 a中起始反应速率较大 盐酸是强酸,醋酸是弱酸,盐酸中c(H+)大
(2)大于 等于 反应开始时,盐酸中所含H+的浓度较大,但二者最终能电离出的H+的总物质的量相等
(3)等于 小于 开始时c(H+)相同,所以速率相等,醋酸是弱电解质,最终电离出的H+的总物质的量大
解析:(2)锌粒与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H+发生置换反应产生H2,c(H+)越大,产生H2的速率越大。盐酸是强酸,醋酸是弱酸,在起始物质的量浓度相同时,盐酸电离出的c(H+)远大于醋酸电离出的c(H+),所以反应开始时,醋酸产生H2的速率比盐酸小。因醋酸存在电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+,Zn与H+发生反应,c(H+)减小,使醋酸的电离平衡向电离方向移动,继续发生H+与Zn的反应,足量的Zn可使醋酸中的H+全部电离出来与Zn反应生成H2,又因为n(HCl)=n(CH3COOH),因而最终产生H2的量相等。
【教学效果·勤检测】
1.D 酸溶液中c(H+)既与酸的电离常数有关,也与酸溶液的浓度有关,A项错误;CH3COOH的电离常数表达式为Ka=,B项错误;向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,虽然平衡向左移动,但温度不变,电离常数不变,C项错误。
2.D A项,酸的电离平衡常数越大,酸的电离程度越大,其酸性越强,根据表中数据可知,酸的电离平衡常数:HZ>HY>HX,则酸性强弱:HZ>HY>HX,错误;B项,根据较强酸制较弱酸可知HZ+Y-HY+Z-能够发生,错误;C项,完全电离的为强酸,部分电离的为弱酸,这三种酸都部分电离,均为弱酸,错误;D项,电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数不变,正确。
3.B 根据甲、乙的电离平衡常数可知,这两种物质都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度:CH3COOH<CH2ClCOOH,排除A、C选项;当浓度增大时,物质的电离程度减小,排除D选项,B项正确。
4.(1) (2)4.2×10-7 (3)=
=4.0×10-4
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第二课时 电离平衡常数 强、弱酸的比较
课程 标准 1.构建电离常数思维模型,并能应用模型解释弱电解质在水
溶液中发生的变化。
2.建立判断强、弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破(一) 电离平衡常数
1. 概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液里各组分的浓
度之间存在一定的关系。对一元弱酸或一元弱碱来说,溶液中弱电
解质电离所生成的 ,与溶液中
之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电
离常数。通常用 Ka、 Kb分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数。
各种离子浓度的乘积
未电离分
子的浓度
2. 表示方法
(1)一元弱酸、弱碱
电离方程式 电离常数表达式
CH3COO
H
NH3·H2O
(2)多元弱酸
电离方程式 电离常数表达式
H2C
O3
H2CO3 H++HC ,HC H
++C
多元弱酸各步电离常数的大小比较: Ka1> Ka2> Ka3>……因
此,当 Ka1 Ka2时,多元弱酸的强弱取决于 的大小。
多元弱碱的情况与多元弱酸类似。
Ka1
3. 意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下, K 值越大,弱电解质的电
离程度越 ,酸(或碱)性越 。
4. 电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数 ,
说明电离常数首先由电解质的 所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与 有
关,由于电离为 过程,所以电离平衡常数随
而增大。
大
强
不同
性质
温度
吸热
温度
升高
5. 电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH
CH3COOH CH3COO-+H+
起始浓度/
(mol·L-1) a 0 0
变化浓度/
(mol·L-1) x x x
平衡浓度/
(mol·L-1) a - x x x
则 Ka= = ≈ 。
注意 由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度为
( a - x )mol·L-1一般近似为 a mol·L-1。
1.25 ℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:
CH3COOH: Ka=1.75×10-5;
H2CO3: Ka1=4.5×10-7, Ka2=4.7×10-11;
HClO: Ka=4.0×10-8。
(1)写出CH3COOH、H2CO3、HC 、HClO的酸性由强到弱的顺
序: 。
CH3COOH>H2CO3>HClO>HC
(3)写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学
方程式: 。
NaClO+CO2+H2O HClO+NaHCO3
(2)写出CH3COO-、HC 、C 、ClO-结合H+的能力由强到
弱的顺序: 。
C >ClO->HC >CH3COO-
2. 在一定温度下,加水逐渐稀释1 mol·L-1氨水的过程中,随着水量的
增加,请说明溶液中下列含量的变化:
(1) n (OH-) (填“增大”“减小”或“不变”,下
同)。
(2) 。
增大
增大
(3) 。
不变
解析:加水稀释,NH3·H2O的电离平衡向电离方向移动, n
(OH-)逐渐增大, n (NH3·H2O)逐渐减小,
= 逐渐增大;电离平衡常
数 Kb= 不变。
3.25 ℃时,0.10 mol·L-1 HA溶液中有1%的HA电离,则HA的电离平
衡常数 Ka为 。
解析:发生电离的HA的物质的量浓度为 c (HA)=0.10 mol·L-1×1
%=1.0×10-3 mol·L-1,根据HA H++A-,则平衡时 c (H+)≈
c (A-)=1.0×10-3 mol·L-1, c (HA)=0.10 mol·L-1-1.0×10-3
mol·L-1≈1.0×10-1 mol·L-1,将有关数据代入电离平衡常数表达式
得 Ka= ≈1.0×10-5。
1.0×10-5
1. 根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件
下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
2. 根据电离常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生,相同条件下
相对强的酸(或碱)制相对弱的酸(或碱)。
3. 根据电离平衡常数判断溶液中粒子浓度比值的变化情况。
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释, =
= ,加水稀释时, c (H+)减小,
Ka值不变,则 增大。
1. 向2 mL 1 mol·L-1的醋酸溶液中滴加饱和Na2CO3溶液,观察到有气
泡产生。下列有关说法不正确的是( )
B. 酸性:CH3COOH>H2CO3
C. 电离常数: Ka(CH3COOH)> Ka1(H2CO3)
D. H2CO3的电离常数: Ka1 Ka2
解析: H2CO3的电离方程式:H2CO3 H++HC 、HC H
++C ,A错误;向醋酸溶液中滴加饱和碳酸钠溶液,观察到有
气泡产生,说明有气体生成,该气体为CO2,2CH3COOH+Na2CO3
CO2↑+2CH3COONa+H2O,根据较强酸制较弱酸的原理,说
明醋酸的酸性强于碳酸,B正确;电离平衡常数越大,酸性越强,C
正确;多元弱酸的第一步电离程度远大于第二步电离,D正确。
2. 常温下,下列操作(忽略过程中温度变化)可以使亚硫酸稀溶液中
的 增大的是( )
A. 通入HCl气体 B. 通入SO2气体
C. 加入NaOH固体 D. 加入NaHSO4固体
解析: = , Ka2只与温度有关,通入HCl气
体, c (H+)增大, = 减小,A不符合题意;
通入SO2气体,生成H2SO3, c (H+)增大, =
减小,B不符合题意;加入NaOH固体, c (H+)减小,
= 增大,C符合题意;加入NaHSO4固体, c (H+)增大, = 减小,D不符合题意。
3. 已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的BOH溶液中, c (OH-)=
1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程式: 。
解析: BOH不完全电离,故电离方程式为BOH B++OH-。
BOH B++OH-
(2)BOH的电离度α= 。(提示:α=
×100%)
解析:因 c初始(BOH)=0.1 mol·L-1, c电离(BOH)= c (B
+)= c (OH-)=1×10-3 mol·L-1,则电离度α=
×100%=1%。
1%
(3)BOH的电离平衡常数 Kb= 。
解析:电离达到平衡时, c (BOH)=0.1 mol·L-1-1×10-3
mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离平衡常数 Kb=
= =1×10-5。
1×10-5
分点突破(二) 强酸与弱酸的比较
1. 相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸
(如醋酸)的比较
比较 项目 酸 c (H
+) 酸 性 中和 碱的 能力 与足量活泼金
属反应产生H2
的总量 与同一金属反应时
的起始反应速率
一元强酸
一元弱酸
大
强
相同
相同
大
小
弱
小
2. 相同体积、相同 c (H+)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋
酸)的比较
比较 项目 酸 c (H
+) 酸 性 中和 碱的 能力 与足量活
泼金属反
应产生H2
的总量 与同一金
属反应时
的起始反
应速率
一元强酸
一元弱酸 相同
相
同
小
少
相同
大
多
镁条与等浓度、等体积的盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别
注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的
压强随时间的变化如图所示:
由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况
宏观辨识 微观探析
反应
初期 盐酸的反应速率比
醋酸 盐酸是强酸, 电离,醋酸是弱
酸, 电离,同浓度的盐酸和醋酸,盐
酸中的 c (H+) ,因而反应速率
宏观辨识 微观探析
反
应
过
程
中 盐酸的反应速率始终
比醋酸 ,盐酸的
反应速率减小 ,
醋酸的反应速率减
小 醋酸中存在电离平衡,随反应的进行,电
离平衡 ,消耗的氢离子能及时 ,
所以一段时间速率变化不明显
宏观辨识 微观探析
最
终 二者产生的氢气的量
基本 ,速率几乎
都变为 镁条稍微过量,两种酸的物质的量 ,
随醋酸电离,平衡正向移动,醋酸几
乎 ,最终二者与镁条反应的氢离子的
物质的量几乎 ,因而产生的H2的量几
乎 。两种酸都几乎消耗完全,反应停
止,因而反应速率几乎都变为
提示:大 完全 部分 较大 较大 大 明显 不明显 正向移动
电离补充 相等 零 相同 消耗完全 相同 相同 零
1. 体积相同的盐酸和醋酸两种溶液, n (Cl-)= n (CH3COO-)=
0.01 mol,下列叙述错误的是( )
A. 与NaOH完全中和时,醋酸所消耗的NaOH多
B. 分别与足量CaCO3反应时,放出的CO2一样多
C. 两种溶液的pH相等
D. 分别用水稀释相同倍数时, n (Cl-)< n (CH3COO-)
解析: 体积相同的盐酸和醋酸两种溶液, n (Cl-)= n
(CH3COO-)=0.01 mol,根据二者的电离方程式可知,二者电离
出的 c (H+)相同,故pH相等,C项正确;由于CH3COOH不能完
全电离,因此 n (CH3COOH)> n (HCl),故与NaOH完全中和
时,醋酸消耗的NaOH多,分别与足量CaCO3反应时,醋酸放出的
CO2多,A项正确,B项错误;分别用水稀释相同倍数时,醋酸的电
离程度增大, n (CH3COO-)增大,而 n (Cl-)不变,D项正确。
2. 在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒(锌足
量),然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的
稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白:
(1)a、b两支试管中的现象:
相同点是 ,
不同点是 ,
原因是 。
都产生无色气泡,锌粒逐渐溶解
a中起始反应速率较大
盐酸是强酸,醋酸是弱酸,盐酸中 c (H+)大
(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是 V (a) (填
“大于”“小于”或“等于”,下同) V (b),反应完毕后
生成气体的总体积是 V (a) V (b),原因是
。
大于
等于
反应开始
时,盐酸中所含H+的浓度较大,但二者最终能电离出的H+的
总物质的量相等
解析:锌粒与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H+发生置换反
应产生H2, c (H+)越大,产生H2的速率越大。盐酸是强酸,醋酸是弱酸,在起始物质的量浓度相同时,盐酸电离出的 c (H+)远大于醋酸电离出的 c (H+),所以反应开始时,醋酸产生H2的速率比盐酸小。因醋酸存在电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+,Zn与H+发生反应, c (H+)减小,使醋酸的电离平衡向电离方向移动,继续发生H+与Zn的反应,足量的Zn可使醋酸中的H+全部电离出来与Zn反应生成H2,又因为 n (HCl)= n (CH3COOH),因而最终产生H2的量相等。
(3)若在a、b两支试管中分别加入 c (H+)相同、体积相同的稀盐
酸和稀醋酸,则a、b两支试管中开始生成气体的速率 v (a)
v (b),反应完毕后生成气体的总体积是 V (a) V
(b),原因是
。
等
于
小于
开始时 c (H+)相同,所以速率相等,醋酸是
弱电解质,最终电离出的H+的总物质的量大
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1. 下列关于电离常数的说法正确的是( )
A. Ka大的酸溶液中 c (H+)一定比 Ka小的酸溶液中的 c (H+)大
C. 向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
D. 电离常数只与温度有关,与浓度无关
解析: 酸溶液中 c (H+)既与酸的电离常数有关,也与酸溶液
的浓度有关,A项错误;CH3COOH的电离常数表达式为 Ka=
,B项错误;向CH3COOH溶液中加入少量
CH3COONa固体,虽然平衡向左移动,但温度不变,电离常数不
变,C项错误。
2. 相同温度下,三种酸的电离平衡常数如表所示,下列判断正确的是
( )
酸 HX HY HZ
电离平衡常数( Ka) 9×10-7 9×10-6 1×10-2
A. 三种酸的强弱关系:HX>HY>HZ
C. 由电离平衡常数可以判断:HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸
D. 相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数等于0.1 mol·L-1
HX溶液的电离平衡常数
解析: A项,酸的电离平衡常数越大,酸的电离程度越大,其
酸性越强,根据表中数据可知,酸的电离平衡常数:HZ>HY>
HX,则酸性强弱:HZ>HY>HX,错误;B项,根据较强酸制较弱
酸可知HZ+Y- HY+Z-能够发生,错误;C项,完全电离的为
强酸,部分电离的为弱酸,这三种酸都部分电离,均为弱酸,错
误;D项,电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数
不变,正确。
3. 下列曲线中,可以描述乙酸(甲, Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸
(乙, Ka=1.4×10-3)在水中的电离程度和浓度关系的是( )
解析: 根据甲、乙的电离平衡常数可知,这两种物质都是弱电
解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度:CH3COOH<
CH2ClCOOH,排除A、C选项;当浓度增大时,物质的电离程度减
小,排除D选项,B项正确。
4. (1)25 ℃时, a mol·L-1 CH3COOH溶液中 c (H+)=10- b mol·L-
1,用含 a 和 b 的代数式表示CH3COOH的电离平衡常数 Ka
= 。
(2)已知常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的
pH=5.6, c (H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离
及H2CO3的二级电离,则H2CO3 HC +H+的电离平衡常数
Ka= 。(已知10-5.6=2.5×10-6)
4.2×10-7
(3)25 ℃时,在2.0×10-3 mol·L-1的氢氟酸中,调节溶液pH(忽
略调节时溶液体积的变化),测得平衡体系中 c (F-)、 c
(HF)与溶液pH的关系如图所示。[提示:pH=-lg c (H+)]
则25 ℃时,HF的电离平衡常数 Ka(HF)=
(列式求值)。
= =4.0×10-4
学科素养·稳提升
3
内化知识 知能升华
1. 已知25 ℃下,CH3COOH溶液中各粒子的浓度存在以下关系: Ka=
=1.75×10-5。下列有关结论可能成立的是
( )
A. 25 ℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时, Ka=8×10-5
B. 25 ℃下,向该溶液中加入一定量的氢氧化钠时, Ka=2×10-4
C. 标准状况下,醋酸中 Ka=1.75×10-5
D. 升高到一定温度, Ka=7.2×10-5
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解析: 醋酸中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,题
中 Ka为醋酸的电离常数,由于电离常数只随温度的变化而变化,所
以排除A、B两项;因为醋酸的电离是吸热过程,所以升高温度,
Ka增大,降低温度, Ka减小,标准状况下(0 ℃)温度低于25 ℃,
则 Ka小于1.75×10-5,所以C项不成立,D项可能成立。
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2. H2X是一种弱电解质,先后进行两步电离,其电离常数分别为 Ka1和
Ka2,则下列说法正确的是( )
A. Ka1< Ka2
B. 当电离平衡时溶液中的离子浓度: c (HX-)= c (X2-)
C. H2X溶液中可能大量共存以下离子:K+、Na+、CH3COO-、Cl-
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解析: 多元弱酸的第一步电离程度远大于第二步电离,应该是
Ka1> Ka2,A错误;电离时,两步电离程度不等,溶液中的离子浓
度: c (HX-)≠ c (X2-),B错误;若H2X的酸性弱于
CH3COOH,则提供的四种离子能大量共存,C正确; =
,H2X的稀溶液在加水稀释的过程中, c (H+)减小,故
减小,D错误。
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3. 室温下,取20 mL pH=3的HNO2溶液,加入0.1 mol·L-1的氨水,测
得溶液的导电能力随加入氨水体积的变化如图所示,则室温下
HNO2的电离平衡常数约为( )
A. 2.0×10-5 B. 1.0×10-6
C. 1.0×10-5 D. 2.0×10-4
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解析: 由图可知,加入10 mL 0.1 mol·L-1氨水时,溶液的导电
能力最强,说明亚硝酸溶液与氨水恰好完全反应生成亚硝酸铵,则
亚硝酸溶液的浓度为 =0.05 mol·L-1,由亚硝酸溶液
的pH为3可知,室温下亚硝酸的电离平衡常数约为 =
2.0×10-5。
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4. 在25 ℃时,用蒸馏水稀释1 mol·L-1氨水至0.01 mol·L-1,随溶液的
稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是( )
D. c (OH-)
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解析: 方法一:一水合氨是弱电解质,加水稀释,一水合氨的
电离平衡右移, n (OH-)和 n (N )均增大, n (NH3·H2O)
减小,但 c (OH-)和 c (N )均减小。A、B、C各项中,浓度
之比等于物质的量之比。方法二:根据电离平衡常数表达式判断溶
液中微粒浓度比值的变化情况。
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5. 常温下,常见弱电解质的电离平衡常数如表,下列说法正确的是
( )
弱酸 H2SO3 H2S HClO
电离 常数 Ka1=1.5×10-2 Ka2=1.0×10-7 Ka1=9.3×10-8 Ka2=1.2×10-12 Ka=4.0
×10-8
A. 浓度均为0.1 mol·L-1的H2SO3和H2S溶液,后者酸性强
B. 0.25 mol·L-1 HClO溶液中 c (H+)约为1×10-4 mol·L-1
C. 增大浓度,上述弱酸的电离程度均增大
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解析: Ka越大酸性越强,根据电离常数大小关系,可知H2SO3
酸性更强,A错误;忽略水的电离, c (H+)≈ ,故 c (H+)约为1×10-4 mol·L-1,B正
确;增大浓度,弱酸的电离程度均减小,C错误;H2S酸性弱于
H2SO3,故不能发生复分解反应,H2S与NaHSO3可发生氧化还原反
应,D错误。
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6. 已知常温下,2 mol·L-1的一元酸HA溶液中 c (H+)为2×10-4
mol·L-1,下列说法错误的是( )
A. 常温下,HA的电离常数约为2×10-8
C. 该条件下,体系中HA的电离度是1%
D. 向2 mol·L-1的HA溶液中加入少量2 mol·L-1的NaA溶液,HA的电
离程度减小
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解析: 已知常温下,2 mol·L-1的一元酸HA溶液中 c (H+)为
2×10-4 mol·L-1,则平衡时 c (A-)≈2×10-4 mol·L-1, c (HA)
≈2 mol·L-1,则电离常数 Ka= = =
2×10-8,A正确;根据较强酸制较弱酸,NaA可以和盐酸发生反
应:HCl+NaA NaCl+HA,B正确;该条件下,体系中HA的
电离度是 =0.01%,C错误;HA溶液中存在电离平
衡:HA H++ A-,加入少量2 mol·L-1的NaA溶液,A-浓度增
大,平衡逆向移动,HA的电离程度减小,D正确。
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7. 已知:25 ℃时,HA的电离常数 Ka=1.75×10-8,H2B的电离常数
Ka1=4.4×10-7, Ka2=4.7×10-11。下列说法正确的是( )
A. 25 ℃时,向HA溶液中加入少量NaOH粉末,HA的电离平衡正向移
动, Ka增大
B. 向Na2B溶液中逐滴加入过量HA溶液,生成NaHB和NaA
D. 向H2B溶液中加入NaHB固体, c (H+)与 c (B2-)均减小
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解析: 电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数
Ka不变,A错误;根据电离平衡常数可知酸性:H2B>HA>HB-,
根据强酸与弱酸盐反应可以制取弱酸,可知向Na2B溶液中逐滴加入
过量HA溶液,可以生成NaHB和NaA,B正确;HA在溶液中存在电
离平衡:HA H++A-,则 Ka= ,则
= ,向其中加入水,稀释使溶液中 c (A-)减小,电离常
数 Ka不变,所以 会增大,C错误;
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H2B是二元弱酸,在溶液中存在电离平衡:H2B H++HB-,HB-
H++B2-,溶液中的H+主要是由第一步电离出的,向其中加入NaHB
固体,溶液中 c (HB-)增大,第一步电离平衡逆向移动,导致溶液
中 c (H+)减小,而 c (HB-)增大使第二步电离平衡正向移动,最
终溶液中 c (B2-)增大,D错误。
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8. 某温度下,等体积、 c (H+)相同的盐酸和醋酸分别加水稀释,溶
液中的 c (H+)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说
法正确的是( )
A. 曲线Ⅱ表示盐酸的变化曲线
B. b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力弱
C. 取等体积的a、b点对应的溶液,消耗的NaOH的量
相同
D. a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度
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解析: CH3COOH属于弱电解质,稀释时会继续电离出H+,故
稀释相同倍数时醋酸中 c (H+)的变化要比盐酸中 c (H+)的变化
小,即曲线Ⅰ表示盐酸的变化曲线,曲线Ⅱ表示醋酸的变化曲线,A
项错误;溶液的导电能力与溶液中离子的浓度有关,离子浓度:b
>c,故导电能力:b>c,B项错误;a、b点表示溶液稀释相同倍
数,溶质的量没有发生变化,都等于稀释前的物质的量,稀释前两
溶液中 c (H+)相同,但CH3COOH为弱酸,则 c (CH3COOH)>
c (HCl),故稀释前 n (CH3COOH)> n (HCl),即CH3COOH
消耗NaOH多,C项错误;a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度,D项
正确。
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9. 已知25 ℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式 CH3COOH H2CO3 HClO HCN
电离平衡 常数( Ka) 1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 3.0× 10-8 5.0×
10-10
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A. 某醋酸溶液的浓度为0.02 mol·L-1,则该溶液中的CH3COOH的电离
度约为3%
B. 用氢氧化钠溶液分别滴定醋酸溶液和稀盐酸测定中和反应的反应
热,实验测得的两组数据完全相同
C. 等体积等pH的稀盐酸和CH3COOH溶液分别与等量的锌粉反应,若
最后仅有一份溶液中不存在锌,则该溶液是稀盐酸
D. 酸性由强到弱的顺序:CH3COOH>HClO>HCN>H2CO3
下列选项中说法正确的是( )
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解析: 醋酸溶液的浓度为0.02 mol·L-1,醋酸电离出的 c
(CH3COO-)约等于溶液中 c (H+),则 Ka=
≈ =1.8×10-5,解得 c
(CH3COO-)=6×10-4 mol·L-1,该溶液中的CH3COOH的电离度
约为 = ×100%=3%,A正确;醋酸是弱
酸,其电离是吸热过程,会使测定的混合液的温度低于标准值,故
两组实验测得的中和热Δ H 的数值不同,B错误;若最后仅有一份溶
液中不存在锌,则该溶液是醋酸溶液,C错误;根据弱酸的电离平衡常数越大,其酸性越强,由表可得酸性由强到弱的顺序:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN>HC ,D错误。
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10. 某小组以盐酸、醋酸为例探究其酸性的强弱。按要求回答下列
问题。
(1)取相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸溶液,分别测其pH和导
电能力,对比分析,在下表填写空白。已知:pH=-lg c
(H+)。
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酸 0.1 mol·L-1盐酸 0.1 mol·L-1醋酸溶
液
pH(25 ℃) 1 3
导电能力 强 弱
分析
与结
论 ①微观解释(写出溶质在溶液中的存在形式,填粒子的化学式)
②电离方程式
H+、Cl-
CH3COOH、H+、
CH3COO-
HCl H++Cl -
CH3COOH H++
CH3COzO-
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解析: HCl在水溶液中的电离方程式为HCl H++Cl-,
故溶质在溶液中的存在形式为H+、Cl-;CH3COOH在水溶
液中部分电离,电离方程式为CH3COOH H++CH3COO-,故溶质在溶液中的存在形式为CH3COOH、H+、CH3COO-。
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(2)在上述醋酸溶液中加入如下表所示物质,分析其中粒子的变化
等,填写空白。
加入少量的
物质 醋酸电离平衡移动方向(填“→”“←”或“不移动”)
①CH3COONa(s)
②水
←
变小
→
变大
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解析:①根据醋酸的电离方程式:CH3COOH H++CH3COO-,向溶液中加入CH3COONa(s),平衡向左移动, 变小;②加水稀释,促进醋酸的电离,平衡向右移动, 变大。
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(3)向两个锥形瓶中各加入0.06 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器
分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mol·L-1醋酸溶液。
①反应前 n (Mg)= mol;充分反应后,剩余的 n
(Mg)= mol。
②两锥形瓶内气体的物质的量 n 随时间变化,对比分析后,在如
下坐标图中将示意曲线补充完整。
0.002 5
0.000 5
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答案:
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解析:①反应前 n (Mg)= =0.002 5 mol, n (HCl)
= n (CH3COOH)=0.002 L×2 mol·L-1=0.004 mol,消耗的 n
(Mg)= =0.002 mol,剩余的 n (Mg)=0.000 5 mol;
②对比两者反应可以看出最后产生的H2的量相等,但是盐酸反
应速率快于醋酸,要先反应完,故做出的图像
为 。
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11. 已知:25 ℃时,①亚硫酸(H2SO3)的电离平衡常数为 Ka1=
1.6×10-2, Ka2=1.0×10-7;②次氯酸(HClO)的电离平衡常数为
Ka=4.0×10-8;③碳酸(H2CO3)的电离平衡常数为 Ka1=4.0×10-
7, Ka2=4.0×10-11。回答下列问题:
(1)HClO的电离方程式为 。
HClO ClO-+H+
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(2)上述三种酸由强到弱的顺序为 (填
分子式)。
解析:相同温度下,弱酸的电离常数越大,酸性越强,多元
弱酸以第一级电离为主,由题中电离常数数值可知, Ka1
(H2SO3)> Ka1(H2CO3)> Ka(HClO),所以酸性由强到
弱的顺序是H2SO3> H2CO3>HClO。
H2SO3> H2CO3>HClO
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(3)向H2SO3溶液中加入Ba(OH)2溶液时,溶液中 c (H+)
(填“增大”“减小”或“不变”,下同), c (S )
。
解析:向H2SO3溶液中加入Ba(OH)2溶液时,发生酸碱中和反
应,生成亚硫酸钡沉淀和水,则溶液中 c (H+)减小, c (S
)减小。
减小
减
小
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(4)足量的H2SO3溶液和NaHCO3溶液发生反应的主要离子方程式
为 ;足量的H2SO3溶液
中加入NaClO溶液发生反应的离子方程式为
。
H2SO3+HC CO2↑+HS +H2O
ClO-+H2SO3
Cl-+S +2H+
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解析:足量的H2SO3溶液和NaHCO3溶液发生反应生成亚硫酸氢
钠、二氧化碳和水,主要离子方程式为H2SO3+HC CO2↑
+HS +H2O;NaClO具有强氧化性, H2SO3具有还原性,二
者混合后,发生氧化还原反应,生成硫酸根离子和氯离子,足
量的H2SO3溶液中加入NaClO溶液发生反应的离子方程式为ClO-
+H2SO3 Cl-+S +2H+。
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(5)向0.1 mol·L-1的HClO溶液中滴加等体积的一定浓度的稀硫酸,
此时测得溶液中的 c (H+)=0.05 mol·L-1,则溶液中 c (ClO
-)= mol·L-1。
4.0×10-8
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解析:向0.1 mol·L-1的HClO溶液中滴加等体积的一定浓度的稀
硫酸,此时混合溶液中 c (H+)=0.05 mol·L-1,则结合质量守
恒、HClO的电离常数,存在 Ka= ≈
=4.0×10-8,则溶液中 c (ClO-)=4.0×10-8
mol·L-1。
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12. 电离度可表示电解质的相对强弱,电离度α=
×100%。已知25 ℃时几种物质(微
粒)的电离度(溶液浓度均为0.1 mol·L-1)如下表所示:
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编号 物质(微粒) 电离度
(α)
A 10%
B 29%
C 1.33%
D 100%
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(1)25 ℃时,上述几种溶液中 c (H+)从大到小的顺序
是 (填编号)。
解析:硫酸第一步完全电离,第二步部分电离,硫酸溶液中
c (H+)=(0.1+0.1×10%)mol·L-1=0.11 mol·L-1;硫酸
氢钠溶液中 c (H+)=(0.1×29%)mol·L-1=0.029 mol·L-
1;醋酸中 c (H+)=(0.1×1.33%)mol·L-1=0.001 33
mol·L-1;盐酸中 c (H+)=0.1 mol·L-1,所以 c (H+)由
大到小的顺序是ADBC。
ADBC
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(2)25 ℃时,0.1 mol·L-1硫酸溶液中HS 的电离度小于相同温度
下0.1 mol·L-1硫酸氢钠溶液中HS 的电离度,其原因是
。
解析:硫酸溶液中,硫酸第一步电离出氢离子,第二步又电离
出氢离子,第一步电离出的氢离子抑制了第二步的电离,而硫
酸氢钠溶液中硫酸氢根离子的电离不受抑制,所以0.1 mol·L-1
H2SO4溶液中HS 的电离度小于0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中HS
的电离度。
硫酸
第一步电离出的氢离子抑制了硫酸氢根离子的电离
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(3)醋酸的电离平衡常数 Ka的表达式是
,则物质的量浓度为 c mol·L-1的醋酸的
电离平衡常数 Ka与电离度α的关系为 Ka= (用含 c 、α的代
数式表示)。
Ka=
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解析:CH3COOH在溶液中存在电离平衡:CH3COOH
CH3COO-+H+,则 Ka= ;醋酸中 c (H
+)= c (CH3COO-)= c α mol·L-1,则 Ka=
= = 。
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感谢欣赏
THE END