第1课时 弱电解质的电离平衡
1.相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )
酸 HX HY HZ
电离常数/(mol·L-1) 9×10-7 9×10-6 1×10-2
A.三种酸的酸性强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-HY+Z-能够发生
C.由电离常数可以判断,HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸
D.相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离常数大于0.1 mol·L-1 HX溶液的电离常数
2.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中存在:CH3COOHCH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述错误的是( )
A.加入少量冰醋酸,电离平衡正向移动,Ka保持不变
B.加入少量NaOH固体,溶液的H+浓度减小
C.升高温度,醋酸的电离程度增大,溶液pH减小
D.加入少量CH3COONa固体,的值减小
3.稀释0.1 mol·L-1醋酸溶液时,始终保持增大趋势的是( )
A.c平(H+) B.
C. D.
4.稀氨水中存在平衡:NH3·H2ON+OH-,若要使平衡逆向移动,同时使c平(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③⑥
C.③ D.③⑤
5.(2025·广东汕头高二检测)乳酸(LAC)是一种有机弱酸,可用于制备聚乳酸(PLA)生物可降解性塑料。常温下,不能证明乳酸是弱酸的实验事实是( )
A.0.1 mol·L-1乳酸溶液的pH=3
B.pH=3的乳酸溶液加水稀释10倍后,pH<4
C.乳酸溶液能与Na2CO3溶液反应生成CO2
D.等体积、等pH的盐酸和乳酸与足量锌粒反应,乳酸产生H2多
6.下表是几种弱酸在常温下的电离常数:
CH3COOH/(mol·L-1) H2CO3/(mol·L-1) H2S/(mol·L-1) H3PO4/(mol·L-1)
Ka=1.8×10-5 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka1=1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15 Ka1=7.1×10-3 Ka2=6.3×10-8 Ka3=4.5×10-13
则下列说法中不正确的是( )
A.碳酸的酸性强于氢硫酸
B.多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定
C.多元弱酸的各步电离之间无影响
D.向弱酸溶液中加少量NaOH溶液,电离常数不变
7.已知0.1 mol·L-1醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中增大,可以采取的措施是( )
①加少量烧碱固体 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水 ⑤加少量醋酸钠固体
A.①② B.②③⑤
C.③④⑤ D.②④
8.常温时,0.1 mol·L-1 HF溶液的pH=2,则Ka约为( )
A.2 mol·L-1 B.0.1 mol·L-1
C.0.01 mol·L-1 D.0.001 mol·L-1
9.25 ℃时,0.1 mol·L-1醋酸溶液中电离常数Ka=1.75×10-5 mol·L-1,下列说法正确的是( )
A.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,c平(H+)减小
B.向该溶液中加少量CH3COONa固体,平衡正向移动
C.该温度下0.01 mol·L-1醋酸溶液Ka<1.75×10-5 mol·L-1
D.升高温度,c平(H+)增大,Ka变大
10.25 ℃时,①浓度为0.1 mol·L-1的氨水和②浓度为0.01 mol·L-1的氨水,下列判断不正确的是( )
A.存在的粒子种类相同
B.NH3·H2O的电离程度:①>②
C.中和等体积等浓度的盐酸,需要②的体积是①的10倍
D.的值:①<②
11.已知 T ℃ 时两种弱酸的电离常数如下表。将pH和体积均相同的两种弱酸溶液分别稀释,其pH随加入水的体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是( )
弱酸 HNO2 CH3COOH
电离常数/(mol·L-1) 5.0×10-4 1.7×10-5
A.曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液
B.两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
C.溶液中水的电离程度:b点<c点
D.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸、酸根离子)
12.亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,可以用于治疗白血病,H3AsO3水溶液中含砷物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH[pH=-lg c平(H+)]的关系如图,下列说法不正确的是( )
A.H3AsO3的电离方程式为H3AsO33H++As
B.当c平(H+)=10-9.2 mol·L-1时,溶液中c平(H3AsO3)=c平(H2As)
C.H3AsO3第一步的电离常数为Ka1,则Ka1=1.0×10-9.2 mol·L-1
D.溶液中H2As、HAs、As不能大量共存
13.联氨是一种应用广泛的化工原料,分子式为N2H4,是各种大型电厂锅炉循环用水的化学除氧剂,并具有很高的燃烧热,可用作火箭和燃料电池的燃料。在联氨的分子中,由于有两个亲核的氮和四个可供置换的氢(H2N—NH2),可以合成各种衍生物,其中包括塑料发泡剂、抗氧剂、各种聚合物、农药、除草剂和药品等。
(1)联氨在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数为 [已知:N2H4+H+N2的K=8.7×107(mol·L-1)-1;KW=1.0×10-14(mol·L-1)2]。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。
(2)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,回答下列问题:
氨的水溶液呈弱碱性,其原因为
(用离子方程式表示),0.1 mol·L-1氨水中加入少量的NH4Cl固体,溶液的pH (填“升高”或“降低”);若加入少量的明矾,溶液中的N的浓度 (填“增大”或“减小”)。
(3)25 ℃时,两种酸的电离常数如下表。
Ka1/(mol·L-1) Ka2/(mol·L-1)
H2SO3 1.3×10-2 6.3×10-8
H2CO3 4.2×10-7 5.6×10-11
①HS的电离常数表达式K= 。
②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。
第1课时 弱电解质的电离平衡
1.B 相同温度下,酸的电离常数越大,则酸的电离程度越大,酸的酸性越强,根据电离常数知,这三种酸的酸性强弱关系是HZ>HY>HX,且均属于弱酸,A、C错误;由A知,HZ的酸性大于HY,根据强酸制取弱酸的规律知,HZ+Y-HY+Z-能发生,B正确;相同温度下,同一物质的电离常数不变,D错误。
2.D 加入少量冰醋酸,反应物浓度增大,电离平衡正向移动,Ka只与温度有关,温度不变,Ka不变,A正确;加入少量NaOH固体,消耗溶液中的氢离子,使溶液的H+浓度减小,B正确;升高温度,促进电离,醋酸的电离程度增大,c(H+)增大,pH减小,C正确;==,加入少量CH3COONa固体,平衡逆向移动,c平(H+)减小,电离常数不变,则增大,D错误。
3.B 稀释时平衡向电离的方向移动,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,=增大,所以B正确。
4.C 在氨水中加入NH4Cl固体,c(N)增大,平衡逆向移动,c平(OH-)减小,①错误;加入硫酸,H+与OH-反应,则c平(OH-)减小,平衡正向移动,②错误;加入NaOH固体后,c平(OH-)增大,平衡逆向移动,③正确;加水稀释氨水,平衡正向移动,c平(OH-)减小,④错误;NH3·H2O的电离过程是吸热过程,加热时平衡正向移动,c平(OH-)增大,⑤错误;加入MgSO4固体,发生反应:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓,c平(OH-)减小,平衡正向移动,⑥错误。
5.C A项,0.1 mol·L-1乳酸溶液的pH为3,说明乳酸在溶液中部分电离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸;B项,pH为3的乳酸溶液加水稀释10倍后,溶液的pH小于4,说明乳酸在溶液中部分电离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸;C项,乳酸溶液能与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳,说明乳酸的酸性强于碳酸,但不能说明乳酸是弱酸;D项,等体积、等pH的盐酸和乳酸与足量锌粒反应,乳酸产生氢气多,说明乳酸在溶液中部分电离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸。
6.C 根据几种弱酸在常温下的电离常数可知,Ka1(H2CO3)>Ka1(H2S),则碳酸的酸性强于氢硫酸,A正确;多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定,B正确;多元弱酸第一步电离生成的H+会抑制下一步电离,C错误;温度不变,电离常数不变,D正确。
7.D ①中加少量NaOH固体时,H+与OH-反应,c(H+)减小,平衡正向移动,使=减小;②中CH3COOH的电离是吸热过程,升温,c平(H+)增大,c平(CH3COOH)减小,故增大;③中加少量冰醋酸时,c平(CH3COOH)增大量大于c平(H+)增大量,致使减小;④中加水稀释,平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(H+)增大,故=增大;⑤加少量醋酸钠固体时,平衡逆向移动,c平(H+)减小,c平(CH3COOH)增大,减小。
8.D 由HFH++F-可知Ka(HF)==≈0.001 mol·L-1。
9.D CH3COOH在溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,向其中加入几滴浓盐酸,平衡逆向移动,最终达到平衡后溶液中c平(H+)比原平衡大,A错误;向其中加入少量CH3COONa固体,盐电离产生CH3COO-,使溶液中c(CH3COO-)增大,平衡逆向移动,B错误;溶液的温度不变,电离平衡常数不变,C错误;升高温度,促进醋酸的电离,使溶液中c平(H+)增大,c平(CH3COO-)增大,Ka变大,D正确。
10.B 浓度为0.1 mol·L-1的氨水和浓度为0.01 mol·L-1的氨水中的粒子种类相同,A正确;NH3·H2O为弱电解质,越稀电离程度越大,则电离程度:②>①,B错误;①中氨水浓度为②中氨水浓度的10倍,则中和等体积等浓度的盐酸,需要②的体积是①的10倍,C正确;=,②中氢氧根离子浓度小于①,则的值:①<②,D正确。
11.B 根据题表中的数据可知,酸性:HNO2>CH3COOH,加水稀释时HNO2溶液的pH变化较大,则曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,曲线Ⅱ代表HNO2溶液,A项正确;两种弱酸溶液的pH相同,等体积的两种溶液中CH3COOH的物质的量大于HNO2,CH3COOH溶液消耗NaOH的量多,则反应后醋酸钠溶液中n(Na+)比NaNO2溶液中的多,B项错误;酸性溶液的pH越大,溶液中水的电离程度越大,则水的电离程度:b点<c点,C项正确;从c点到d点,溶液的温度不变,=(其中HA、A-分别代表相应的酸、酸根离子)=,KW、Ka均保持不变,D项正确。
12.A 亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,分三步电离,电离方程式为H3AsO3H++H2As、H2AsH++HAs、HAsH++As,A错误;由题图可知,pH=9.2时c平(H+)=10-9.2 mol·L-1,c平(H3AsO3)=c平(H2As),Ka1==c平(H+)=1.0×10-9.2 mol·L-1,B和C均正确;H2As和As可以反应生成HAs,不能大量共存,D正确。
13.(1)8.7×10-7 mol·L-1 N2H6(HSO4)2
(2)NH3·H2ON+OH- 降低 增大
(3)①
②H2SO3+HCHS+CO2↑+H2O
解析:(1)将H2OH++OH- KW=1.0×10-14(mol·L-1)2、N2H4+H+N2 K=8.7×107(mol·L-1)-1相加,可得:N2H4+H2ON2+OH- Ka1=KW·K=1.0×10-14×8.7×107 mol·L-1=8.7×10-7 mol·L-1。类比NH3与H2SO4形成的酸式盐的化学式为NH4HSO4可知,N2H4与H2SO4形成的酸式盐的化学式应为N2H6(HSO4)2。
(2)氨水中存在:NH3·H2ON+OH-,所以溶液呈碱性,当加入少量的明矾时,Al3+和OH-反应使平衡右移,N浓度变大。(3)②根据电离平衡常数的大小可判断H2SO3的酸性强于碳酸,且H2SO3的Ka2<H2CO3的Ka1,故反应可放出CO2气体,H2SO3+HCHS+CO2↑+H2O。
3 / 3第1课时 弱电解质的电离平衡
学习目标
1.了解弱电解质的电离平衡常数和电离平衡常数与电离程度的关系。 2.理解影响弱电解质电离平衡的因素对电离平衡移动的影响。 3.了解常见弱酸和弱碱的电离常数大小,能比较它们的电离能力强弱。
知识点一 电离平衡常数
1.定义
在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离生成的各种离子的 的乘积与溶液中 之比是一个常数,简称电离常数。
2.意义
电离常数表征了弱电解质的 ,
根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的 。
3.表达式
(1)CH3COOHCH3COO-+H+,
Ka= 。
(2)NH3·H2ON+OH-,
Kb= 。
4.特点
(1)电离常数只与 有关,与 无关,且升高温度电离常数 。
(2)相同条件下,电离常数越大,表示该弱电解质越 电离,对应的酸性(或碱性)越 。
(3)多元弱酸的电离是 进行的,各级电离常数逐级 ,其水溶液中的H+主要是由 电离产生的。
(4)多元弱碱的电离比较复杂,一般看作是一步电离。
5.电离度
(1)定义:弱电解质在水中的电离达到平衡状态时, ,称为电离度,用α表示。
(2)表达式:
α=×100%。
(3)影响因素:弱电解质的电离度与溶液的浓度有关,一般而言,浓度越大,电离度越 ;浓度越小,电离度越 。
【探究活动】
已知硼酸(H3BO3)溶液中存在:H3BO3(aq)+H2O(l)[B(OH)4]-(aq)+H+(aq)。下表是三种弱酸的电离常数。
化学式 电离常数(298 K)
硼酸 Ka=5.7×10-10 mol·L-1
碳酸 Ka1=4.4×10-7 mol·L-1 Ka2=4.7×10-11 mol·L-1
醋酸 Ka=1.6×10-5 mol·L-1
交流讨论
1.能否根据电离常数直接判断出三者的酸性强弱?
2.现将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中,一定能观察到有气泡产生吗?如果将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中呢?
3.试计算25 ℃时0.01 mol·L-1的醋酸溶液中氢离子浓度的大小。
【归纳总结】
1.电离常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱:电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
(2)判断微粒浓度比值的变化
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,c平(H+)减小,Ka值不变,则增大。
2.电离常数计算的两种类型(以弱酸HX为例)
(1)已知c始(HX)和c平(H+),求电离常数(水的电离忽略不计)
HX H+ + X-
起始浓度 c始(HX) 0 0
平衡浓度 c始(HX)-c平(H+) c平(H+) c平(H+)
则Ka==。由于弱酸只有极少一部分电离,c平(H+)的数值很小,可作近似处理,即c始(HX)-c平(H+)≈c始(HX),则Ka≈。
(2)已知c始(HX)和电离常数,求c平(H+)
根据上面的推导有Ka=≈,则c平(H+)≈。
1.下列关于电离常数(Ka)的说法正确的是( )
A.电离常数只与温度有关,升高温度,Ka减小
B.相同温度下不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数不同
C.相同温度下,电离常数(Ka)越小,表示弱电解质的电离能力越弱
D.三元弱酸各步电离常数大小关系为Ka1<Ka2<Ka3
2.已知7.1×10-4 mol·L-1、1.8×10-4 mol·L-1、6.2×10-10 mol·L-1分别是三种酸的电离常数。若这三种酸可发生如下反应:
①NaCN+HNO2HCN+NaNO2
②NaCN+HCOOHHCN+HCOONa
③HCOONa+HNO2HCOOH+NaNO2
则下列叙述正确的是( )
A.HCOOH的电离常数为1.8×10-4 mol·L-1
B.HNO2的电离常数为6.2×10-10 mol·L-1
C.根据①③两个反应即可判断三种酸酸性的相对强弱
D.HNO2的电离常数比HCN的大,比HCOOH的小
3.已知在25 ℃时,NH3·H2O的电离常数Kb=1.7×10-5 mol·L-1,回答下列问题:
(1)NH3·H2O的电离常数表达式Kb= 。
(2)25 ℃时,向氨水中加入一定量的NaOH溶液时,NH3·H2O的电离常数Kb是否会发生变化? (填“会”或“不会”)。
(3)若氨水的起始浓度为0.01 mol·L-1,则NH3·H2O电离达到平衡时,溶液中OH-的物质的量浓度为 。
知识点二 弱电解质的电离平衡
1.弱电解质的电离平衡的建立
弱电解质的电离是 过程,存在着电离平衡。
2.电离平衡的特征
【探究活动】
天气炎热的夏天,蚊虫肆虐,蚊虫除了会传染部分疾病外,还会叮咬人,使人体被叮咬部位出现红肿等现象。这是因为蚊虫叮咬人时,常向人体血液(存在平衡H2CO3H++HC)中注入一种含有蚁酸(即甲酸,化学式为HCOOH)的液体。
交流讨论
1.HCOOH与CH3COOH一样,是一种有机弱酸,请你写出HCOOH在水中的电离方程式。
2.当人受到蚊虫叮咬时,皮肤上会起小疱,小疱内含有少量CO2气体,请你解释其原因。
【归纳总结】
1.弱电解质电离平衡移动的分析
以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例(电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+)
条件改变 平衡移动方向 c平(H+) c平(CH3COO-) α Ka
升高温度 右移 增大 增大 增大 增大
加冰醋酸 右移 增大 增大 减小 不变
加H2O 右移 减小 减小 增大
加CH3COONa固体 左移 减小 增大(CH3COONa引起) 减小
通入HCl气体 左移 增大(HCl引起) 减小 减小
加NaOH固体,恢复 至原温度 右移 减小(NaOH引起) 增大 增大
加Al粉 右移 减小(Al引起) 增大 增大
2.影响弱电解质电离平衡的因素总结
内因 弱电解质本身的性质
外 因 温度 电离是吸热过程,温度升高,电离平衡右移,电离程度增大
浓度 增大弱电解质的浓度,电离平衡右移,但电离程度减小
加水稀释时,电离平衡右移,电离程度增大
同离子效应 向弱电解质溶液中加入能电离出弱电解质电离产生的某种离子的强电解质,电离平衡左移,电离程度减小
化学反应 若外加物质能与弱电解质电离出的离子发生反应,则电离平衡右移,电离程度增大
1.(2025·广东深圳高二检测)醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHH++CH3COO-,某醋酸溶液稀释过程中,溶液的导电性随加入水的体积的变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.随着水的加入,溶液的pH逐渐减小
B.随着水的加入,溶液中的导电离子数目逐渐减小
C.稀释过程中,逐渐减小D.向a点对应的体系中加CH3COONa固体,醋酸的电离平衡逆向移动,溶液的导电性减弱
2.现有10 mL 0.1 mol·L-1氨水,加蒸馏水稀释到1 L后,下列变化中正确的是( )
①电离程度增大 ②c平(NH3·H2O)增大③N数目增多 ④c平(OH-)增大
⑤导电能力增强⑥增大⑦减小
A.①②③ B.①③⑤
C.①③⑥ D.②④⑥
能力培养 强弱电解质的比较(理解与辨析)
1.表面积相同的两粒锌粒分别加入相同浓度的HCl、CH3COOH溶液中,产生H2的速率相同吗?为什么?
2.若取pH相同、体积相同的盐酸与CH3COOH溶液做相同的实验,两者反应过程中产生H2的量谁更大?
【规律总结】
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较项目 酸 c平(H+) pH 中和碱的能力 与足量活泼金属反 应产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 大 小 相同 相同 大
醋酸溶液 小 大 小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较项目 酸 c平(H+) c平(酸) 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 相同 小 小 少 相同
醋酸溶液 大 大 多
注意:一元强酸(碱)和一元弱酸(碱)稀释时的pH变化图像。
图中,a、b分别表示pH相等的强碱和弱碱溶液稀释时溶液pH的变化,c、d分别表示pH相等的强酸和弱酸溶液稀释时溶液pH的变化。
【迁移应用】
1.下列叙述不正确的是( )
A.pH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后,前者的pH大于后者
B.pH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别中和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,消耗NaOH溶液体积相等
C.等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应,开始时前者产生H2的速率大于后者,最终产生H2的量相等
D.等浓度、等体积的盐酸和醋酸分别中和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,消耗NaOH溶液体积相等
2.相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是( )
A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线
B.b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强
C.a点KW的数值比c点KW的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
1.将浓度为0.1 mol·L-1的HF溶液不断加水稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A.c平(H+) B.Ka(HF)
C. D.
2.相同条件下,取c平(H+)均为0.01 mol·L-1的HCl溶液和CH3COOH溶液各100 mL,分别加入0.65 g锌粉充分反应,有关叙述正确的是( )
A.CH3COOH与锌反应起始速率快
B.HCl与锌粉反应放出H2多
C.HCl与锌反应起始速率快
D.CH3COOH与锌粉反应放出H2多
3.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是( )
A.该溶液中c平(H+)=1×10-4 mol·L-1
B.升高温度,溶液的pH和电离常数均减小
C.此酸的电离常数约为1×10-7 mol·L-1
D.加入少量纯HA,电离程度减小,电离常数不变
4.pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加 0.1 mol·L-1NaOH溶液至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则( )
A.x为弱酸,Vx<Vy B.x为强酸,Vx>Vy
C.y为弱酸,Vx<Vy D.y为强酸,Vx>Vy
5.(2025·江苏镇江高二检测)结合下表回答下列问题(均为常温下的数据):
酸 电离常数(Ka)
CH3COOH 1.8×10-5
HClO 3×10-8
H2CO3 Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11
H2C2O4 Ka1=1.0×10-2 Ka2=6.4×10-7
H2S Ka1=1.1×10-7 Ka2=1.3×10-13
请回答下列问题:
(1)同浓度的CH3COO-、HC、C、HC2、ClO-、S2-中结合H+的能力最强的是 。
(2)向NaClO溶液中通入少量的CO2,所发生的离子方程式为 。
(3)0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下式的数据一定变大的是 (填字母)。
A.c平(H+) B.
C. D.c平(OH-)
(4)向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c平(CH3COOH)∶c平(CH3COO-)=5∶9,此时溶液pH= 。
(5)向某Na2C2O4溶液中加入稀硫酸,当pH=3.5时,溶液中c平(C2)∶c平(H2C2O4)= 。
第1课时 弱电解质的电离平衡
知识点一
1.浓度(次方) 未电离的分子的浓度 2.电离能力 相对强弱 3.(1)
(2) 4.(1)温度 浓度 增大
(2)易 强 (3)分步 减小 第一步 5.(1)已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数的百分率 (3)小 大
探究活动
1.提示:可以。根据电离平衡常数可知三者的酸性:醋酸>碳酸>硼酸。
2.提示:不能。因为碳酸的一级电离>硼酸>碳酸的二级电离,则碳酸钠和硼酸反应生成碳酸氢钠而不是二氧化碳,所以观察不到有气泡产生。
不一定。因为醋酸和碳酸钠反应先生成碳酸氢钠,碳酸氢钠再和醋酸反应生成二氧化碳,所以第一步不能观察到有气泡产生,将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中不一定能观察到有气泡产生。
3.提示:4×10-4 mol·L-1。设醋酸达到电离平衡后,电离出氢离子浓度为x mol·L-1,则电离出的c(CH3COO-)=x mol·L-1,剩余的c(CH3COOH)=(0.01-x)mol·L-1;根据醋酸的电离平衡常数Ka===1.6×10-5 mol·L-1,计算出x≈4×10-4 mol·L-1。
对点训练
1.C 电离常数只与温度有关,电离属于吸热过程,升高温度,促进弱电解质的电离,Ka增大,A项错误;同一弱电解质,其电离平衡常数只与温度有关,温度相同,则电离平衡常数相同,B项错误;电离常数可衡量弱电解质的电离能力,相同温度下电离常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱,C项正确;多元弱酸分步电离,且以第一步电离为主,后面每一步电离难度逐渐增大,则三元弱酸各步电离常数大小关系为Ka1>Ka2>Ka3,D项错误。
2.A 根据较强酸制较弱酸的原理可知,题给三个反应中,反应①说明酸性:HNO2>HCN,反应②说明酸性:HCOOH>HCN,反应③说明酸性:HNO2>HCOOH,故HNO2、HCOOH、HCN的酸性依次减弱。弱酸酸性越强,电离平衡常数越大,故HNO2、HCOOH、HCN的电离平衡常数分别为7.1×10-4 mol·L-1、1.8×10-4 mol·L-1、6.2×10-10 mol·L-1,A项正确,B、D项错误;根据①③两个反应不能判断HCOOH和HCN的酸性强弱,C项错误。
3.(1) (2)不会
(3)4.1×10-4 mol·L-1
解析:(2)电离常数只与温度有关,与浓度无关。(3)NH3·H2O的电离常数很小,平衡时氨水中c平(NH3·H2O)≈0.01 mol·L-1,则c平(OH-)≈c平(N)== mol·L-1≈4.1×10-4 mol·L-1。
知识点二
1.可逆 相等 2.弱电解质 相等 动态 不变
探究活动
1.提示:HCOOHHCOO-+H+。
2.提示:蚊虫叮咬初期,向人体内注入甲酸,使血液中的c(H+)增大,电离平衡:H2CO3HC+H+逆向移动,H2CO3分解产生CO2气体。
对点训练
1.C 加水稀释,对溶液进行稀释,酸性减弱,pH增大,A项错误;加水稀释,促进弱电解质的电离,氢离子和醋酸根离子的物质的量增加,B项错误;醋酸稀释过程中,电离程度增大,其c平(CH3COOH)减小,由于酸性减弱,c平(H+)减小,pH值增大,故c平(OH-)增大,导致逐渐减小,C项正确;向a点对应的体系中加CH3COONa固体,醋酸钠溶于水电离产生醋酸根离子和钠离子,离子浓度增大,溶液的导电性增强,D项错误。
2.C 氨水中的溶质属于弱电解质,存在电离平衡:NH3·H2ON+OH-,加水稀释,平衡正向移动,电离程度增大,N和OH-的物质的量增多,但c平(NH3·H2O)、c平(OH-)均减小,溶液的导电能力减弱,故①③正确,②④⑤错误;氨水稀释过程中,由于 n(N)增多,n(NH3·H2O)减少,故增大,⑥正确;Kb=,加水稀释时,Kb不变,⑦错误。
能力培养
1.提示:不相同。因为HCl在溶液中全部电离,而CH3COOH在溶液中部分电离,前者c平(H+)比后者大,所以前者产生H2的速率比后者快。
2.提示:pH相同时,CH3COOH溶液的浓度大,产生的H2的量更大。
迁移应用
1.B pH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后,由于醋酸是弱酸,稀释过程中电离程度变大,稀释后醋酸的酸性强,pH小,A正确;pH相等、体积相等的盐酸和醋酸,由于醋酸是弱酸,其浓度比盐酸大,消耗NaOH溶液的体积大,B不正确;等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应,由于醋酸是弱酸,开始时c平(H+)小,产生H2的速率小,但是二者物质的量相等,故最终产生H2的量相等,C正确;浓度相等、体积相等,则物质的量相等,二者消耗的同浓度的NaOH溶液体积相等,D正确。
2.B 根据电解质的电离平衡特点知,Ⅱ应为醋酸溶液稀释时的pH变化曲线,A项错误;溶液导电能力取决于离子浓度,b点的H+浓度大于c点的,导电能力更强,B项正确;KW的大小取决于温度,C项错误;相同pH的盐酸和醋酸溶液,醋酸溶液的浓度大于盐酸的浓度,稀释到相同体积时,a点醋酸溶液浓度大于b点盐酸浓度,D项错误。
【随堂演练】
1.D HF为弱酸,存在电离平衡:HFH++F-。根据勒·夏特列原理,当改变影响平衡的一个条件时,平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动,但平衡的移动不能完全消除这种改变,故加水稀释,平衡正向移动,但c平(H+)减小,A错误;电离常数只受温度的影响,温度不变,电离常数Ka不变,B错误;当溶液无限稀释时,c平(F-)不断减小,但c平(H+)接近纯水电离出的c水(H+),所以减小,C错误;=,由于加水稀释,平衡正向移动,所以溶液中n(H+)增大,n(HF)减小,所以增大,D正确。
2.D 0.65 g Zn为0.01 mol,HCl物质的量为0.01 mol·L-1×0.1 L=0.001 mol,所以对于HCl而言锌是过量的。此外醋酸是弱酸,pH相同的情况下,醋酸的浓度大于盐酸的浓度。开始时两溶液pH相同,c平(H+)相等,则两种酸与Zn反应的起始速率相等,A、C错误;与足量的锌反应,酸电离出的H+越多,产生氢气的量越多,醋酸的浓度大于盐酸的浓度,体积相同的情况下,醋酸与锌反应放出的H2多,B错误,D正确。
3.B c平(H+)=0.1 mol·L-1×0.1%=1×10-4 mol·L-1,A正确;HA电离吸热,升高温度,促进电离,则氢离子浓度增大,溶液的pH减小,而电离平衡常数增大,B错误;此酸的电离平衡常数Ka=≈=1×10-7 mol·L-1,C正确;加入少量纯HA,浓度增大,电离程度减小,但Ka与温度有关、与浓度无关,则电离平衡常数不变,D正确。
4.C 由图像可知x稀释10倍,pH变化1个单位(从pH=2变化为pH=3),故x为强酸,而y稀释10倍,pH变化小于1个单位,故y为弱酸;pH均为2的x、y,前者的浓度为0.01 mol·L-1,而后者的浓度大于0.01 mol·L-1,故滴加NaOH溶液至pH=7时,后者消耗碱液的体积大,所以C正确。
5.(1)S2- (2)ClO-+CO2+H2OHC+HClO (3)BD (4)5 (5)0.064
解析:(1)根据电离平衡常数的定义可知,Ka越小,电离能力越弱,电离产物结合氢离子能力越强,由题干可知,H2S的Ka2最小,因此S2-结合氢离子能力最强。(2)由题干可知,酸性:H2CO3>HClO>HC,由强酸制弱酸可知,该反应中只能得到HC,不能得到H2CO3。(3)弱酸溶液稀释,氢离子浓度减小,A不符合题意;可将式子转化为,Ka不变,醋酸根离子浓度因为稀释而降低,故数值变大,B符合题意;因为稀释,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,C式数值下降,C不符合题意;因为稀释,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,D符合题意。(4)由题干可得,c平(CH3COOH)∶c平(CH3COO-)=5∶9,又因为Ka=1.8×10-5,由电离平衡常数公式可计算出c平(H+)为10-5,pH=5。(5)题干中比值可化为分式=
=,又因为pH=3.5,即c(H+)=10-3.5,通过计算可得答案为0.064。
6 / 7(共85张PPT)
第1课时 弱电解质的电离平衡
1.了解弱电解质的电离平衡常数和电离平衡常数与电离程度的关系。
2.理解影响弱电解质电离平衡的因素对电离平衡移动的影响。
3.了解常见弱酸和弱碱的电离常数大小,能比较它们的电离能力强弱。
学习目标
目 录
知识点一 电离平衡常数
知识点二 弱电解质的电离平衡
能力培养 强弱电解质的比较(理解与辨析)
随堂演练
课时作业
知识点一
电离平衡常数
1. 定义
在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离生成的各种离子的
的乘积与溶液中 之比是一个常数,简
称电离常数。
2. 意义
电离常数表征了弱电解质的 ,
根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的 。
浓度
(次方)
未电离的分子的浓度
电离能力
相对强弱
3. 表达式
(1)CH3COOH CH3COO-+H+,
Ka= 。
(2)NH3·H2O N +OH-,
Kb= 。
4. 特点
(1)电离常数只与 有关,与 无关,且升高温度电离常
数 。
(2)相同条件下,电离常数越大,表示该弱电解质越 电离,对应
的酸性(或碱性)越 。
(3)多元弱酸的电离是 进行的,各级电离常数逐级 ,
其水溶液中的H+主要是由 电离产生的。
(4)多元弱碱的电离比较复杂,一般看作是一步电离。
温度
浓度
增大
易
强
分步
减小
第一步
5. 电离度
(1)定义:弱电解质在水中的电离达到平衡状态时,
,称为电离度,用α表示。
(2)表达式:
α= ×100%。
(3)影响因素:弱电解质的电离度与溶液的浓度有关,一般而言,浓度
越大,电离度越 ;浓度越小,电离度越 。
已电离的溶质的
分子数占原有溶质分子总数的百分率
小
大
【探究活动】
已知硼酸(H3BO3)溶液中存在:H3BO3(aq)+H2O(l) [B(OH)4]
-(aq)+H+(aq)。下表是三种弱酸的电离常数。
化学式 电离常数(298 K)
硼酸 Ka=5.7×10-10 mol·L-1
碳酸 Ka1=4.4×10-7 mol·L-1
Ka2=4.7×10-11 mol·L-1
醋酸 Ka=1.6×10-5 mol·L-1
交流讨论
1. 能否根据电离常数直接判断出三者的酸性强弱?
提示:可以。根据电离平衡常数可知三者的酸性:醋酸>碳酸>硼酸。
2. 现将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中,一定能观察到有气泡产生吗?如
果将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中呢?
提示:不能。因为碳酸的一级电离>硼酸>碳酸的二级电离,则碳酸钠和
硼酸反应生成碳酸氢钠而不是二氧化碳,所以观察不到有气泡产生。
不一定。因为醋酸和碳酸钠反应先生成碳酸氢钠,碳酸氢钠再和醋酸反应
生成二氧化碳,所以第一步不能观察到有气泡产生,将一滴醋酸溶液滴入
碳酸钠溶液中不一定能观察到有气泡产生。
3. 试计算25 ℃时0.01 mol·L-1的醋酸溶液中氢离子浓度的大小。
提示:4×10-4 mol·L-1。设醋酸达到电离平衡后,电离出氢离子浓度为x
mol·L-1,则电离出的c(CH3COO-)=x mol·L-1,剩余的c
(CH3COOH)=(0.01-x)mol·L-1;根据醋酸的电离平衡常数Ka=
= =1.6×10-5 mol·L-1,计算
出x≈4×10-4 mol·L-1。
【归纳总结】
1. 电离常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱:电离常数越大,酸性(或碱性)
越强。
(2)判断微粒浓度比值的变化
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释, =
= ,c平(H+)减小,Ka值不变,则
增大。
2. 电离常数计算的两种类型(以弱酸HX为例)
(1)已知c始(HX)和c平(H+),求电离常数(水的电离忽略不计)
HX H+ + X-
起始浓度 c始(HX) 0 0
平衡浓度 c始(HX)-c平(H+) c平(H+) c平(H+)
则Ka= = 。由于弱酸只有极少
一部分电离,c平(H+)的数值很小,可作近似处理,即c始(HX)-c平
(H+)≈c始(HX),则Ka≈ 。
(2)已知c始(HX)和电离常数,求c平(H+)
根据上面的推导有Ka= ≈ ,则c平(H+)
≈ 。
1. 下列关于电离常数(Ka)的说法正确的是( )
A. 电离常数只与温度有关,升高温度,Ka减小
B. 相同温度下不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数不同
C. 相同温度下,电离常数(Ka)越小,表示弱电解质的电离能力越弱
D. 三元弱酸各步电离常数大小关系为Ka1<Ka2<Ka3
√
解析: 电离常数只与温度有关,电离属于吸热过程,升高温度,促进
弱电解质的电离,Ka增大,A项错误;同一弱电解质,其电离平衡常数只
与温度有关,温度相同,则电离平衡常数相同,B项错误;电离常数可衡
量弱电解质的电离能力,相同温度下电离常数越小,表示弱电解质的电离
能力越弱,C项正确;多元弱酸分步电离,且以第一步电离为主,后面每
一步电离难度逐渐增大,则三元弱酸各步电离常数大小关系为Ka1>Ka2>
Ka3,D项错误。
2. 已知7.1×10-4 mol·L-1、1.8×10-4 mol·L-1、6.2×10-10 mol·L-1分别
是三种酸的电离常数。若这三种酸可发生如下反应:
①NaCN+HNO2 HCN+NaNO2
②NaCN+HCOOH HCN+HCOONa
③HCOONa+HNO2 HCOOH+NaNO2
则下列叙述正确的是( )
A. HCOOH的电离常数为1.8×10-4 mol·L-1
B. HNO2的电离常数为6.2×10-10 mol·L-1
C. 根据①③两个反应即可判断三种酸酸性的相对强弱
D. HNO2的电离常数比HCN的大,比HCOOH的小
√
解析: 根据较强酸制较弱酸的原理可知,题给三个反应中,反应①说
明酸性:HNO2>HCN,反应②说明酸性:HCOOH>HCN,反应③说明酸
性:HNO2>HCOOH,故HNO2、HCOOH、HCN的酸性依次减弱。弱酸酸
性越强,电离平衡常数越大,故HNO2、HCOOH、HCN的电离平衡常数分
别为7.1×10-4 mol·L-1、1.8×10-4 mol·L-1、6.2×10-10 mol·L-1,A项
正确,B、D项错误;根据①③两个反应不能判断HCOOH和HCN的酸性强
弱,C项错误。
3. 已知在25 ℃时,NH3·H2O的电离常数Kb=1.7×10-5 mol·L-1,回答下
列问题:
(1)NH3·H2O的电离常数表达式Kb=
(2)25 ℃时,向氨水中加入一定量的NaOH溶液时,NH3·H2O的电离常数
Kb是否会发生变化? (填“会”或“不会”)。
不会
解析:电离常数只与温度有关,与浓度无关。
(3)若氨水的起始浓度为0.01 mol·L-1,则NH3·H2O电离达到平衡时,溶
液中OH-的物质的量浓度为 。
解析:NH3·H2O的电离常数很小,平衡时氨水中c平(NH3·H2O)≈0.01 mol·L-1,则c平(OH-)≈c平(N )= = mol·L-1≈4.1×10-4 mol·L-1。
4.1×10-4 mol·L-1
知识点二
弱电解质的电离平衡
1. 弱电解质的电离平衡的建立
弱电解质的电离是 过程,存在着电离平衡。
可逆
2. 电离平衡的特征
【探究活动】
天气炎热的夏天,蚊虫肆虐,蚊虫除了会传染部分疾病外,还会叮咬
人,使人体被叮咬部位出现红肿等现象。这是因为蚊虫叮咬人时,常向人
体血液(存在平衡H2CO3 H++HC )中注入一种含有蚁酸(即甲酸,
化学式为HCOOH)的液体。
交流讨论
1. HCOOH与CH3COOH一样,是一种有机弱酸,请你写出HCOOH在水中
的电离方程式。
提示:HCOOH HCOO-+H+。
2. 当人受到蚊虫叮咬时,皮肤上会起小疱,小疱内含有少量CO2气体,请
你解释其原因。
提示:蚊虫叮咬初期,向人体内注入甲酸,使血液中的c(H+)增大,电
离平衡:H2CO3 HC +H+逆向移动,H2CO3分解产生CO2气体。
【归纳总结】
1. 弱电解质电离平衡移动的分析
以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例(电离方程式为CH3COOH CH3COO-
+H+)
条件改变 平衡移
动方向 c平(H+) c平(CH3COO-) α Ka
升高温度 右移 增大 增大 增大 增大
加冰醋酸 右移 增大 增大 减小 不变
加H2O 右移 减小 减小 增大
条件改变 平衡移
动方向 c平(H+) c平(CH3COO-) α Ka
加CH3COONa
固体 左移 减小 增大H3COONa引起) 减小 不变
通入HCl气体 左移 增大(HCl引起) 减小 减小
加NaOH固
体,恢复至原
温度 右移 减小(NaOH引起) 增大 增大
加Al粉 右移 减小(Al引起) 增大 增大
2. 影响弱电解质电离平衡的因素总结
内因 弱电解质本身的性质
外 因 温度 电离是吸热过程,温度升高,电离平衡右移,电离程度增大
浓度 增大弱电解质的浓度,电离平衡右移,但电离程度减小
加水稀释时,电离平衡右移,电离程度增大
同离子效应 向弱电解质溶液中加入能电离出弱电解质电离产生的某种离子的强电解质,电离平衡左移,电离程度减小
化学
反应 若外加物质能与弱电解质电离出的离子发生反应,则电离平衡右移,电离程度增大
1. (2025·广东深圳高二检测)醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH H+
+CH3COO-,某醋酸溶液稀释过程中,溶液的导电性随加入水的体积的
变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A. 随着水的加入,溶液的pH逐渐减小
B. 随着水的加入,溶液中的导电离子数目逐渐减小
C. 稀释过程中, 逐渐减小
D. 向a点对应的体系中加CH3COONa固体,醋酸的电离平衡逆
向移动,溶液的导电性减弱
√
解析: 加水稀释,对溶液进行稀释,酸性减弱,pH增大,A项错误;
加水稀释,促进弱电解质的电离,氢离子和醋酸根离子的物质的量增加,
B项错误;醋酸稀释过程中,电离程度增大,其c平(CH3COOH)减小,
由于酸性减弱,c平(H+)减小,pH值增大,故c平(OH-)增大,导致
逐渐减小,C项正确;向a点对应的体系中加CH3COONa固
体,醋酸钠溶于水电离产生醋酸根离子和钠离子,离子浓度增大,溶液的
导电性增强,D项错误。
2. 现有10 mL 0.1 mol·L-1氨水,加蒸馏水稀释到1 L后,下列变化中正确
的是( )
①电离程度增大 ②c平(NH3·H2O)增大
③N 数目增多 ④c平(OH-)增大
⑤导电能力增强
⑥ 增大
⑦ 减小
A. ①②③ B. ①③⑤
C. ①③⑥ D. ②④⑥
√
解析: 氨水中的溶质属于弱电解质,存在电离平衡:NH3·H2O N
+OH-,加水稀释,平衡正向移动,电离程度增大,N 和OH-的物质
的量增多,但c平(NH3·H2O)、c平(OH-)均减小,溶液的导电能力减
弱,故①③正确,②④⑤错误;氨水稀释过程中,由于 n(N )增
多,n(NH3·H2O)减少,故 增大,⑥正确;Kb=
,加水稀释时,Kb不变,⑦错误。
能力培养
强弱电解质的比较(理解与辨析)
1. 表面积相同的两粒锌粒分别加入相同浓度的HCl、CH3COOH溶液中,
产生H2的速率相同吗?为什么?
提示:不相同。因为HCl在溶液中全部电离,而CH3COOH在溶液中部分电
离,前者c平(H+)比后者大,所以前者产生H2的速率比后者快。
2. 若取pH相同、体积相同的盐酸与CH3COOH溶液做相同的实验,两者反
应过程中产生H2的量谁更大?
提示:pH相同时,CH3COOH溶液的浓度大,产生的H2的量更大。
【规律总结】
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较项目 酸 c平(H+) pH 中和碱
的能力 与足量活泼金属反应产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 大 小 相同 相同 大
醋酸溶液 小 大 小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较项目 酸 c平(H+) c平
(酸) 中和碱
的能力 与足量活泼金
属反应产生H2
的量 开始与金
属反应的
速率
盐酸 相同 小 小 少 相同
醋酸溶液 大 大 多
注意:一元强酸(碱)和一元弱酸(碱)稀释时的pH变化图像。
图中,a、b分别表示pH相等的强碱和弱碱溶液稀释时溶液pH的变化,c、d分别表示pH相等的强酸和弱酸溶液稀释时溶液pH的变化。
【迁移应用】
1. 下列叙述不正确的是( )
A. pH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后,前者的pH大于后者
B. pH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别中和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,
消耗NaOH溶液体积相等
C. 等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应,开始时前者产生H2
的速率大于后者,最终产生H2的量相等
D. 等浓度、等体积的盐酸和醋酸分别中和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,消耗
NaOH溶液体积相等
√
解析: pH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后,由于醋
酸是弱酸,稀释过程中电离程度变大,稀释后醋酸的酸性强,pH小,
A正确;pH相等、体积相等的盐酸和醋酸,由于醋酸是弱酸,其浓度
比盐酸大,消耗NaOH溶液的体积大,B不正确;等浓度、等体积的盐
酸和醋酸与足量的锌粉反应,由于醋酸是弱酸,开始时c平(H+)小,
产生H2的速率小,但是二者物质的量相等,故最终产生H2的量相等,
C正确;浓度相等、体积相等,则物质的量相等,二者消耗的同浓度的
NaOH溶液体积相等,D正确。
2. 相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲
线如图所示。据图判断正确的是( )
A. Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线
B. b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强
C. a点KW的数值比c点KW的数值大
D. b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
√
解析: 根据电解质的电离平衡特点知,Ⅱ应为醋酸溶液稀释时的pH变
化曲线,A项错误;溶液导电能力取决于离子浓度,b点的H+浓度大于c点
的,导电能力更强,B项正确;KW的大小取决于温度,C项错误;相同pH
的盐酸和醋酸溶液,醋酸溶液的浓度大于盐酸的浓度,稀释到相同体积
时,a点醋酸溶液浓度大于b点盐酸浓度,D项错误。
随堂演练
1. 将浓度为0.1 mol·L-1的HF溶液不断加水稀释,下列各量始终保持增大
的是( )
A. c平(H+) B. Ka(HF)
C. D.
√
解析: HF为弱酸,存在电离平衡:HF H++F-。根据勒·夏特列原
理,当改变影响平衡的一个条件时,平衡会向着能够减弱这种改变的方向
移动,但平衡的移动不能完全消除这种改变,故加水稀释,平衡正向移
动,但c平(H+)减小,A错误;电离常数只受温度的影响,温度不变,电
离常数Ka不变,B错误;当溶液无限稀释时,c平(F-)不断减小,但c平
(H+)接近纯水电离出的c水(H+),所以 减小,C错误;
= ,由于加水稀释,平衡正向移动,所以溶液中n
(H+)增大,n(HF)减小,所以 增大,D正确。
2. 相同条件下,取c平(H+)均为0.01 mol·L-1的HCl溶液和CH3COOH溶
液各100 mL,分别加入0.65 g锌粉充分反应,有关叙述正确的是( )
A. CH3COOH与锌反应起始速率快
B. HCl与锌粉反应放出H2多
C. HCl与锌反应起始速率快
D. CH3COOH与锌粉反应放出H2多
√
解析: 0.65 g Zn为0.01 mol,HCl物质的量为0.01 mol·L-1×0.1 L=
0.001 mol,所以对于HCl而言锌是过量的。此外醋酸是弱酸,pH相同的情
况下,醋酸的浓度大于盐酸的浓度。开始时两溶液pH相同,c平(H+)相
等,则两种酸与Zn反应的起始速率相等,A、C错误;与足量的锌反应,
酸电离出的H+越多,产生氢气的量越多,醋酸的浓度大于盐酸的浓度,体
积相同的情况下,醋酸与锌反应放出的H2多,B错误,D正确。
3. 已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙
述错误的是( )
A. 该溶液中c平(H+)=1×10-4 mol·L-1
B. 升高温度,溶液的pH和电离常数均减小
C. 此酸的电离常数约为1×10-7 mol·L-1
D. 加入少量纯HA,电离程度减小,电离常数不变
√
解析: c平(H+)=0.1 mol·L-1×0.1%=1×10-4 mol·L-1,A正确;
HA电离吸热,升高温度,促进电离,则氢离子浓度增大,溶液的pH减
小,而电离平衡常数增大,B错误;此酸的电离平衡常数Ka=
≈ =1×10-7 mol·L-1,C正确;加入少量纯HA,浓度增大,电离程度减小,但Ka与温度有关、与浓度无关,则电离平衡常数不变,D正确。
4. pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加 0.1 mol·L-1NaOH溶液至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则( )
A. x为弱酸,Vx<Vy B. x为强酸,Vx>Vy
C. y为弱酸,Vx<Vy D. y为强酸,Vx>Vy
√
解析: 由图像可知x稀释10倍,pH变化1个单位(从pH=2变化为pH=
3),故x为强酸,而y稀释10倍,pH变化小于1个单位,故y为弱酸;pH
均为2的x、y,前者的浓度为0.01 mol·L-1,而后者的浓度大于0.01 mol·L
-1,故滴加NaOH溶液至pH=7时,后者消耗碱液的体积大,所以C正确。
5. (2025·江苏镇江高二检测)结合下表回答下列问题(均为常温下的数
据):
酸 电离常数(Ka)
CH3COOH 1.8×10-5
HClO 3×10-8
H2CO3 Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11
H2C2O4 Ka1=1.0×10-2 Ka2=6.4×10-7
H2S Ka1=1.1×10-7 Ka2=1.3×10-13
请回答下列问题:
(1)同浓度的CH3COO-、HC 、C 、HC2 、ClO-、S2-中结合H
+的能力最强的是 。
解析:根据电离平衡常数的定义可知,Ka越小,电离能力越弱,电离产物结合氢离子能力越强,由题干可知,H2S的Ka2最小,因此S2-结合氢离子能力最强。
(2)向NaClO溶液中通入少量的CO2,所发生的离子方程式为
。
解析:由题干可知,酸性:H2CO3>HClO>HC ,由强酸制弱酸可知,该反应中只能得到HC ,不能得到H2CO3。
S2-
ClO-+
CO2+H2O HC +HClO
(3)0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下式的数据一定变
大的是 (填字母)。
A. c平(H+) B.
C. D. c平(OH-)
BD
解析:弱酸溶液稀释,氢离子浓度减小,A不符合题意;可将式子转化为 ,Ka不变,醋酸根离子浓度因为稀释而降低,故数值变大,B符合题意;因为稀释,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,C式数值下降,C不符合题意;因为稀释,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,D符合题意。
(4)向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c平
(CH3COOH)∶c平(CH3COO-)=5∶9,此时溶液pH= 。
解析:由题干可得,c平(CH3COOH)∶c平(CH3COO-)=5∶9,又因为Ka=1.8×10-5,由电离平衡常数公式可计算出c平(H+)为10-5,pH=5。
5
(5)向某Na2C2O4溶液中加入稀硫酸,当pH=3.5时,溶液中c平
(C2 )∶c平(H2C2O4)= 。
解析:题干中比值可化为分式 =
= ,又因为pH=3.5,即
c(H+)=10-3.5,通过计算可得答案为0.064。
0.064
课时作业
1. 相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )
酸 HX HY HZ
电离常数/(mol·L-1) 9×10-7 9×10-6 1×10-2
A. 三种酸的酸性强弱关系:HX>HY>HZ
B. 反应HZ+Y- HY+Z-能够发生
C. 由电离常数可以判断,HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸
D. 相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离常数大于0.1 mol·L-1 HX溶液的
电离常数
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√
解析: 相同温度下,酸的电离常数越大,则酸的电离程度越大,酸的
酸性越强,根据电离常数知,这三种酸的酸性强弱关系是HZ>HY>HX,
且均属于弱酸,A、C错误;由A知,HZ的酸性大于HY,根据强酸制取弱
酸的规律知,HZ+Y- HY+Z-能发生,B正确;相同温度下,同一物
质的电离常数不变,D错误。
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2. 在0.1 mol·L-1醋酸溶液中存在:CH3COOH CH3COO-+H+,对于该
平衡,下列叙述错误的是( )
A. 加入少量冰醋酸,电离平衡正向移动,Ka保持不变
B. 加入少量NaOH固体,溶液的H+浓度减小
C. 升高温度,醋酸的电离程度增大,溶液pH减小
D. 加入少量CH3COONa固体, 的值减小
√
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解析:加入少量冰醋酸,反应物浓度增大,电离平衡正向移动,Ka只
与温度有关,温度不变,Ka不变,A正确;加入少量NaOH固体,消耗溶液
中的氢离子,使溶液的H+浓度减小,B正确;升高温度,促进电离,醋酸
的电离程度增大,c(H+)增大,pH减小,C正确; =
= ,加入少量CH3COONa固体,平衡逆向移动,c平(H+)减小,电离常数不变,则 增大,D错误。
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3. 稀释0.1 mol·L-1醋酸溶液时,始终保持增大趋势的是( )
A. c平(H+) B.
C. D.
解析:稀释时平衡向电离的方向移动,n(H+)增大,n
(CH3COOH)减小, = 增大,所以B正确。
√
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4. 稀氨水中存在平衡:NH3·H2O N +OH-,若要使平衡逆向移动,
同时使c平(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥MgSO4固体
A. ①②③⑤ B. ③⑥
C. ③ D. ③⑤
√
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解析:在氨水中加入NH4Cl固体,c(N )增大,平衡逆向移动,c平(OH-)减小,①错误;加入硫酸,H+与OH-反应,则c平(OH-)减
小,平衡正向移动,②错误;加入NaOH固体后,c平(OH-)增大,平衡
逆向移动,③正确;加水稀释氨水,平衡正向移动,c平(OH-)减小,④
错误;NH3·H2O的电离过程是吸热过程,加热时平衡正向移动,c平(OH
-)增大,⑤错误;加入MgSO4固体,发生反应:Mg2++2OH- Mg
(OH)2↓,c平(OH-)减小,平衡正向移动,⑥错误。
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5. (2025·广东汕头高二检测)乳酸(LAC)是一种有机弱酸,可用于制
备聚乳酸(PLA)生物可降解性塑料。常温下,不能证明乳酸是弱酸的实
验事实是( )
A. 0.1 mol·L-1乳酸溶液的pH=3
B. pH=3的乳酸溶液加水稀释10倍后,pH<4
C. 乳酸溶液能与Na2CO3溶液反应生成CO2
D. 等体积、等pH的盐酸和乳酸与足量锌粒反应,乳酸产生H2多
√
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解析: A项,0.1 mol·L-1乳酸溶液的pH为3,说明乳酸在溶液中部分电
离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸;B项,pH为3的乳酸溶液加水
稀释10倍后,溶液的pH小于4,说明乳酸在溶液中部分电离,溶液中存在
电离平衡,证明乳酸是弱酸;C项,乳酸溶液能与碳酸钠溶液反应生成二
氧化碳,说明乳酸的酸性强于碳酸,但不能说明乳酸是弱酸;D项,等体
积、等pH的盐酸和乳酸与足量锌粒反应,乳酸产生氢气多,说明乳酸在溶
液中部分电离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸。
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6. 下表是几种弱酸在常温下的电离常数:
CH3COOH/
(mol·L-1) H2CO3/(mol·L-
1) H2S/(mol·L-1) H3PO4/(mol·L-
1)
Ka=1.8×10-5 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka1=1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15 Ka1=7.1×10-3
Ka2=6.3×10-8
Ka3=4.5×10-13
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A. 碳酸的酸性强于氢硫酸
B. 多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定
C. 多元弱酸的各步电离之间无影响
D. 向弱酸溶液中加少量NaOH溶液,电离常数不变
解析: 根据几种弱酸在常温下的电离常数可知,Ka1(H2CO3)>Ka1
(H2S),则碳酸的酸性强于氢硫酸,A正确;多元弱酸的酸性主要由第一
步电离决定,B正确;多元弱酸第一步电离生成的H+会抑制下一步电离,
C错误;温度不变,电离常数不变,D正确。
则下列说法中不正确的是( )
√
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7. 已知0.1 mol·L-1醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,要使溶液中 增大,可以采取的措施是( )
①加少量烧碱固体 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水 ⑤加少量醋
酸钠固体
A. ①② B. ②③⑤
C. ③④⑤ D. ②④
√
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解析: ①中加少量NaOH固体时,H+与OH-反应,c(H+)减小,平
衡正向移动,使 = 减小;②中CH3COOH的
电离是吸热过程,升温,c平(H+)增大,c平(CH3COOH)减小,故
增大;③中加少量冰醋酸时,c平(CH3COOH)增大量大
于c平(H+)增大量,致使 减小;
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④中加水稀释,平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(H+)增大,
故 = 增大;⑤加少量醋酸钠固体时,平衡逆
向移动,c平(H+)减小,c平(CH3COOH)增大, 减小。
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8. 常温时,0.1 mol·L-1 HF溶液的pH=2,则Ka约为( )
A. 2 mol·L-1 B. 0.1 mol·L-1
C. 0.01 mol·L-1 D. 0.001 mol·L-1
解析:由HF H++F-可知Ka(HF)= =
≈0.001 mol·L-1。
√
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9. 25 ℃时,0.1 mol·L-1醋酸溶液中电离常数Ka=1.75×10-5 mol·L-1,下
列说法正确的是( )
A. 向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,c平(H+)减小
B. 向该溶液中加少量CH3COONa固体,平衡正向移动
C. 该温度下0.01 mol·L-1醋酸溶液Ka<1.75×10-5 mol·L-1
D. 升高温度,c平(H+)增大,Ka变大
√
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解析:CH3COOH在溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,向其中加入几滴浓盐酸,平衡逆向移动,最终达到平衡后溶液中c平(H+)比原平衡大,A错误;向其中加入少量CH3COONa固体,盐电离产生CH3COO-,使溶液中c(CH3COO-)增大,平衡逆向移动,B错误;溶液的温度不变,电离平衡常数不变,C错误;升高温度,促进醋酸的电离,使溶液中c平(H+)增大,c平(CH3COO-)增大,Ka变大,D正确。
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10. 25 ℃时,①浓度为0.1 mol·L-1的氨水和②浓度为0.01 mol·L-1的氨
水,下列判断不正确的是( )
A. 存在的粒子种类相同
B. NH3·H2O的电离程度:①>②
C. 中和等体积等浓度的盐酸,需要②的体积是①的10倍
D. 的值:①<②
√
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解析:浓度为0.1 mol·L-1的氨水和浓度为0.01 mol·L-1的氨水中的粒
子种类相同,A正确;NH3·H2O为弱电解质,越稀电离程度越大,则电离
程度:②>①,B错误;①中氨水浓度为②中氨水浓度的10倍,则中和等
体积等浓度的盐酸,需要②的体积是①的10倍,C正确; =
,②中氢氧根离子浓度小于①,则 的值:①
<②,D正确。
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11. 已知 T ℃ 时两种弱酸的电离常数如下表。将pH和体积均相同的两种弱
酸溶液分别稀释,其pH随加入水的体积的变化如图所示。下列叙述不正确
的是( )
弱酸 HNO2 CH3COOH
电离常数/(mol·L-1) 5.0×10-4 1.7×10-5
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A. 曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液
B. 两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
C. 溶液中水的电离程度:b点<c点
D. 从c点到d点,溶液中 保持不变(其中HA、A-分
别代表相应的酸、酸根离子)
√
下列叙述不正确的是( )
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解析: 根据题表中的数据可知,酸性:HNO2>CH3COOH,加水稀释
时HNO2溶液的pH变化较大,则曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,曲线Ⅱ代表
HNO2溶液,A项正确;两种弱酸溶液的pH相同,等体积的两种溶液中
CH3COOH的物质的量大于HNO2,CH3COOH溶液消耗NaOH的量多,则反
应后醋酸钠溶液中n(Na+)比NaNO2溶液中的多,B项错误;酸性溶液的
pH越大,溶液中水的电离程度越大,则水的电离程度:b点<c点,C项正
确;从c点到d点,溶液的温度不变, =
(其中HA、A-分别代表相应的酸、酸根
离子)= ,KW、Ka均保持不变,D项正确。
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12. 亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,可以用于治疗白血病,H3AsO3水溶液中含砷物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH[pH=-lg c平(H+)]的关系如图,下列说法不正确的是( )
A. H3AsO3的电离方程式为H3AsO3 3H++As
B. 当c平(H+)=10-9.2 mol·L-1时,溶液中c平(H3AsO3)=c平(H2As )
C. H3AsO3第一步的电离常数为Ka1,则Ka1=1.0×10-9.2 mol·L-1
D. 溶液中H2As 、HAs 、As 不能大量共存
√
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解析: 亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,分三步电离,电离方程式为
H3AsO3 H++H2As 、H2As H++HAs 、HAs H++
As ,A错误;由题图可知,pH=9.2时c平(H+)=10-9.2 mol·L-1,c平(H3AsO3)=c平(H2As ),Ka1= =c平(H
+)=1.0×10-9.2 mol·L-1,B和C均正确;H2As 和As 可以反应生
成HAs ,不能大量共存,D正确。
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13. 联氨是一种应用广泛的化工原料,分子式为N2H4,是各种大型电厂锅
炉循环用水的化学除氧剂,并具有很高的燃烧热,可用作火箭和燃料电池
的燃料。在联氨的分子中,由于有两个亲核的氮和四个可供置换的氢
(H2N—NH2),可以合成各种衍生物,其中包括塑料发泡剂、抗氧剂、
各种聚合物、农药、除草剂和药品等。
(1)联氨在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数
为 [已知:N2H4+H+ N2 的K=8.7×107
(mol·L-1)-1;KW=1.0×10-14(mol·L-1)2]。联氨与硫酸形成的酸式
盐的化学式为 。
8.7×10-7 mol·L-1
N2H6(HSO4)2
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解析:将H2O H++OH- KW=1.0×10-14(mol·L-1)2、N2H4+H+ N2 K=8.7×107(mol·L-1)-1相加,可得:N2H4+H2O N2 +OH- Ka1=KW·K=1.0×10-14×8.7×107 mol·L-1=8.7×10-7 mol·L-1。类比NH3与H2SO4形成的酸式盐的化学式为NH4HSO4可知,N2H4与H2SO4形成的酸式盐的化学式应为N2H6(HSO4)2。
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(2)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,回答下列问题:
氨的水溶液呈弱碱性,其原因为 (用离子方
程式表示),0.1 mol·L-1氨水中加入少量的NH4Cl固体,溶液的pH
(填“升高”或“降低”);若加入少量的明矾,溶液中的N 的浓
度 (填“增大”或“减小”)。
解析:氨水中存在:NH3·H2O N +OH-,所以溶液呈碱性,当加入少量的明矾时,Al3+和OH-反应使平衡右移,N 浓度变大。
NH3·H2O N +OH-
降低
增大
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(3)25 ℃时,两种酸的电离常数如下表。
Ka1/(mol·L-1) Ka2/(mol·L-1)
H2SO3 1.3×10-2 6.3×10-8
H2CO3 4.2×10-7 5.6×10-11
①HS 的电离常数表达式K= 。
②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为
。
解析:②根据电离平衡常数的大小可判断H2SO3的酸性强于碳酸,且H2SO3的Ka2<H2CO3的Ka1,故反应可放出CO2气体,H2SO3+HC HS +CO2↑+H2O。
H2SO3+
HC HS +CO2↑+H2O
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