内容正文:
—2025年高考化学大一轮复习讲义(新教材新高考)
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知识体系
)第38讲 电离平衡
电离平衡及影响因素
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知识梳理一
)
一、强电解质和弱电解质
1.概念和种类
2.电离、电解质、非电解质、强电解质和弱电解质的相互关系
3.强、弱电解质与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分的离子化合物及某些共价化合物,弱电解质主要是某些共价化合物。
分类
举例
强电解质
①强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI等
②强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等
③大多数盐:钠盐、钾盐、硝酸盐等
弱电解质
①弱酸:CH3COOH、H2CO3、HF、HCN、HClO、H2S等;H3PO4、H2SO3是中强酸,也属于弱电解质
②弱碱:NH3·H2O,多数不溶性的碱[如Fe(OH)3、Cu(OH)2等]、两性氢氧化物[如Al(OH)3等]
③水:是极弱的电解质
4.弱电解质
(1)概念
①酸碱盐都是电解质,在水中都能电离出 。在相同条件下,根据不同电解质在水溶液中 的大小,可将电解质分为强电解质和弱电解质。
②强电解质是 电离,弱电解质是 电离。强酸、强碱、大部分盐属于强电解质。
③弱酸、弱碱属于弱电解质;水属于 的电解质。
(2)强电解质与弱电解质的判断
①从结构判断: 和某些具有强极性键的 (如强酸、强碱和大部分盐类)是强电解质。某些具有弱极性键的共价化合物(如弱酸、弱碱和水等)是弱电解质。
②从在水中能否 电离判断。全部电离的是强电解质,部分电离的是弱电解质。
【易错提醒】①电解质的强弱与溶液导电能力没有必然联系。电解质溶液的导电能力与离子浓度和离子所带电荷数有关,强电解质溶液的导电能力不一定强。②电解质的强弱与其溶解度无关。某些难溶盐,虽然溶解度小,但其溶于水的部分完全电离,仍属于强电解质。有少数盐尽管能溶于水,但只有部分电离,属于弱电解质,如(CH3COO)2Pb等。
【思维建模】判断弱电解质的三个角度(以弱酸为例)
1.弱电解质不能完全电离
(1)测定一定浓度的HA溶液的pH。
(2)与同浓度盐酸比较导电性。
(3)与同浓度的盐酸比较和锌反应生成气泡的快慢。
2.弱电解质溶液中存在电离平衡
(1)从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。
(2)从升高温度后pH的变化判断。
(3)从等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与过量的锌反应生成H2的量判断。
3.弱电解质形成的盐类能水解
(1)如配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞溶液。现象:溶液变为浅红色。
(2)如用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH。现象:pH>7。
【答案】4.(1)①离子 电离程度 ②完全 部分 ③极弱 (2)①离子化合物 共价化合物 ②完全
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经典典例
)
1.下列事实能说明是弱电解质的是
①与水能以任意比互溶;
②溶液能导电;
③稀溶液中存在分子;
④常温下,0.1mol·L-1HX溶液的pH比0.1mol·L-1盐酸的pH大;
⑤溶液能和碳酸钙反应放出;
⑥0.1mol·L-1NaX溶液pH=8.9;
⑦大小相同的铁片与等物质的量浓度的盐酸和溶液反应,开始溶液产生的速率慢;
⑧pH=a的HX溶液的物质的量浓度等于pH=a+1的HX溶液的物质的量浓度的10倍
A.②⑥⑦⑧ B.③④⑥⑧ C.③④⑥⑦ D.①②
2.下列事实中,能说明是弱碱的有
①常温下,溶液中
②溶液可以使酚酞试液变红
③的溶液与等体积的盐酸恰好完全反应
④常温下,溶液的导电能力比溶液弱
⑤常温下,向溶液中加入少量固体,溶液减小
A.①④⑤ B.①③④ C.②③⑤ D.③④⑤
3.25℃时,四种弱电解质的电离平衡常数如下表所示,下列说法正确的是
化学式
H2CO3
CH3COOH
HClO
电离平衡常数
Ka1=4.5×10–7
Ka2=4.7×10–11
1.75×10–5
4.0×10–8
A.盐酸的导电能力一定比醋酸溶液强
B.次氯酸钠溶液中通入过量的CO2可发生反应
C.体积相同、等pH的CH3COOH、HClO溶液与NaOH溶液中和时两者消耗NaOH的物质的量HClO更多
D.用CH3COOH标准液滴定未知浓度的NaOH溶液选择甲基橙作指示剂,会导致所测c(NaOH)偏小
4.为了维持正常的生理活动,人体各种体液的pH都要保持在一定的范围。血浆中“”缓冲体系对稳定体系酸碱度有重要作用。该缓冲体系可用如下平衡表示:,下列说法不正确的是
A.属于强电解质,属于弱电解质
B.属于酸式盐,溶液呈酸性
C.当体系中增加少量强酸时,平衡向正反应方向移动而消耗
D.当体系中增加少量强碱时,平衡向逆反应方向移动而消耗
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知识梳理二
)
二、弱电解质的电离平衡及影响因素
1.电离平衡
(1)电离平衡的概念:在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生 的速率和离子结合成 的速率相等时,电离过程达到了平衡。
(2)电离平衡的建立
①开始时,v(电离)最大,而v(结合)为 。
②平衡的建立过程中,v(电离) v(结合)。
③当v(电离) v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
(3).弱电解质电离平衡状态的特点
①弱:存在于弱电解质的溶液里;
②等:分子电离成离子的速率等于离子结合成该分子的速率;
③定:达到平衡时,溶液里离子浓度和分子浓度都保持不变(不随时间变化,但不一定相等);
④动:电离平衡属于动态平衡,即平衡时,分子电离速率等于离子结合成该分子的速率,都不等于0;
⑤变:外界条件(如温度、浓度等)发生变化时,电离平衡发生移动,在新的条件下,重新建立新的平衡(运用勒夏特列原理判断)。电离平衡移动只会“减弱”这种改变,但不能“抵消”这种改变;
⑥吸:电离过程一般是 的。
2.弱电解质的电离方程式
(1)弱电解质的电离方程式的书写用“ ”表示。如NH3·H2O的电离方程式是NH3·H2ONH+OH-、CH3COOH 的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+。
(2)多元弱酸是 电离的,电离程度逐步 ,可分步书写电离方程式。如H2CO3的电离方程式是H2CO3H++HCO,HCOH++CO。
(3)多元弱碱的电离也是分步进行的,但是一般按一步电离的形式书写。如Fe(OH)3的电离方程式是Fe(OH)3Fe3++3OH-。
3. 影响电离平衡的因素
(1).内因:弱电解质本身的性质。
(2).外因
①温度:温度越高,电离程度 。
②浓度:在一定温度下同一弱电解质溶液中,溶液浓度越小,越 电离。
③同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成 弱电解质分子的方向移动。
④化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向 移动。
如:以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0的影响。
改变条件
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
导电能力
Ka
加水稀释
向右
增大
减小
减弱
不变
加入少量冰醋酸
向右
增大
增大
增强
不变
通入HCl(g)
向左
增大
增大
增强
不变
加NaOH(s)
向右
减小
减小
增强
不变
加CH3COONa(s)
向左
减小
减小
增强
不变
加入镁粉
向右
减小
减小
增强
不变
升高温度
向右
增大
增大
增强
增大
(3).电解质溶液的导电性
①电解质导电的条件
电解质的导电条件是在水溶液中或高温熔融状态,共价化合物只能在水溶液中导电,离子化合物在熔融状态和溶液中均可导电。
②导电性强弱
【思维建模】从“定性”和“定量”两个角度分析外界条件改变时电离平衡的移动:
1.从定性角度分析电离平衡:理解勒·夏特列原理——平衡向“减弱”这种改变的方向移动,移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。
2.从定量角度分析电离平衡:理解浓度商规则——当Q>K时,平衡逆向移动;当Q=K时,处于平衡状态;Q<K时,平衡正向移动。
【答案】1.(1)离子 分子 (2)①0 ②> ③= (3)⑥吸热 2.(1) (2)分步 减弱 3.(2)①越大 容易 ④电离方向
(
经典典例
)
1.在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A.三点对应的溶液中,电离程度最大的是c
B.三点对应的溶液中,溶液的由小到大的顺序是c<b<a
C.加水稀释过程中,增大
D.向b点中加入一定量的盐酸,的电离常数减小
2.常温下,均为2,体积均为的溶液,分别加水稀释至体积为V,溶液随的变化关系如图所示,下列叙述错误的是
A.的电离程度:a点>b点
B.当时,三种溶液同时升高温度,减小
C.当时,大于
D.是强酸,、是弱酸,且
3.醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO—+ H+,下列叙述不正确的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数增大
B.溶液加少量的固体,平衡逆向移动
C.的溶液加水稀释,溶液中减小
D.室温下,欲使醋酸溶液的电离度增大,可加入少量冰醋酸
4.液氨与纯水类似,也存在微弱的电离:,T℃时,液氨的离子积常数,若用定义pH的方式来规定,则下列叙述正确的是
A.其他条件不变,增加液氨的量,电离平衡正向移动
B.液氨达到电离平衡时
C.T℃时1L溶解有0.001molNH4Cl的液氨溶液,其pN=3
D.一定温度下,向液氨中加入氯化铵固体,电离平衡逆向移动,K值减小
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知识梳理三
)
三、电离度
1.电离度(常用符号 α表示)是指在一定条件下,当 在溶液里达到 时,溶液里已经电离的电解质分子数占原来总分子数(已电离和未电离)的百分数。
即:
2.弱电解质的电离度不但与 有关,还跟溶液的 有关。当温度一定时,弱电解质的浓度越稀,其电离度就越大。
3.意义:衡量弱电解质的电离 ,在相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越大,弱电解质的电离程度越大。
4.影响因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因:
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α) 。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α) 。
【答案】 1.弱电解质 电离平衡 2.温度 浓度 3.程度 4.(2)①越小②越大
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经典典例
)
1.已知25℃时二元酸的.下列说法正确的是
A.在等浓度的溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.取的溶液,加蒸馏水稀释至,则该溶液
C.向溶液中加入溶液至,则
D.向的溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至,则的电离度为0.013%
2.常温下,一元碱MOH的。在某体系中,与不能穿过隔膜,仅未电离的MOH可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液I中 B.溶液Ⅱ中MOH的电离度为
C.溶液I和Ⅱ中的不相等 D.溶液I和Ⅱ中的之比约为
3.室温下,向20mL0.1mol·L1叠氮酸(HN3)溶液中滴加pH=13的NaOH溶液,水电离c(H)与NaOH溶液体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A.在a、b、c、d中,水的电离度最大的是d
B.在c点对应溶液中:c(OH-)=c(H)+c(HN3)
C.b点和d点对应溶液的pH相等
D.室温下,电离常数Ka(HN3)= 1×101−2x
4.常温下,将浓度均为溶液和溶液分别与溶液等体积混合,实验测得产生的气体体积随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.常温下,相同浓度的溶液和溶液,电离度:
B.溶液与溶液等体积混合后,
C.两溶液分别恰好完全反应时,
D.反应前,
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知识梳理四
)
四、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各种离子浓度的 乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个 ,这个常数叫做 ,简称电离常数。用K(弱酸用Ka,弱碱用Kb)表示。
2.常见弱电解质的电离常数(25 ℃,人教版教材):
3.特点
①电离常数与 有关,与浓度无关。升高温度,K值 。
②电离常数反映弱电解质电离程度的 ,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。
③多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……,故其酸性取决于 电离。
4.影响因素
①内因:弱电解质本身的性质。
②外因:温度越高,K值越大。
5.电离常数的应用
①判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数 ,酸性(或碱性) 。
②判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,电离常数越大,对应的盐水解程度 ,酸性(或碱性) 。
③判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。
④计算弱酸、弱碱溶液中的c(H+)、c(OH-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(H+)=,弱碱溶液中c(OH-)=。
6.电离度和电离常数的关系α≈或K≈cα2。
【答案】1.常数 电离平衡常数 3.①温度 增大 ②相对强弱 ③第一步 5.①越大 越强 ②越小 越弱
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经典典例
)
1.25℃时,某二元弱酸的电离平衡常数,。向的溶液中缓慢滴加盐酸,溶液中各粒子的物质的量随加入的物质的量的变化如图所示(和未画出),下列说法不正确的是
A.A点时, B.B点时,
C.C点时, D.D点时,溶液的
2.25℃时,用HCl气体调节0.1mol·L-1碱BOH的pH,体系中粒子浓度的对数值(1gc)、反应物的物质的量之比的关系如图所示。若忽略通入气体后溶液体积的变化,下列说法正确的是
A.25℃时,BOH的电离平衡常数为10-9.25
B.t=0.5,2c(H+)+c(BOH)=2c(OH-)+c(B+)
C.P1所示溶液:c(C1-)<0.05mol·L-1
D.P2所示溶液:c(B+)<100c(BOH)
3.现有四种弱酸,它们在常温下的电离平衡常数如下表所示:
弱酸
HCOOH
HCN
电离平衡常数
下列说法错误的是
A.、、、结合质子的能力由大到小的顺序为
B.向溶液中通入时不会反应生成
C.向NaCN溶液中通入少量时生成碳酸氢钠和HCN
D.常温下,向HCOOH溶液中加入一定量的,所得溶液的,则混合液中
4.某同学进行如下实验:
已知:在实验温度下,
的电离平衡常数:,;
的电离平衡常数:,。
下列说法不正确的是
A.饱和溶液可以除去中的
B.依据可推知,向溶液中加入,不能生成或
C.过程Ⅰ所得溶液中存在
D.过程Ⅱ所得溶液中存在
(
知识梳理五
)
五、 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
1.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(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(H+)
pH
中和碱的能力
与活泼金属反应产生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(H+)
c(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
2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
3.判断HA为一元弱酸的常用方法
(1)常温下,测量NaA溶液的pH,若pH 7,则证明HA为 。
(2)取10-amol/L的HA溶液,测其pH a,证明HA为 。
(3)测NaA的溶液中各离子的浓度若c(Na+) c(A-),证明HA为 。
(4)取amol/LHA溶液与amol/LnaOH溶液等体积混合,测其pH 7(常温),证明HA为弱酸。
(5)若已知两相同pH同体积的两瓶酸液,加等体积的进行稀释,测其pH,pH变化 的为更弱的酸。
(6)若已知两相同pH同体积的两瓶酸液,加水稀释到相同的pH,加水 的为更弱的酸。
(7)若已知pH=a的HA某酸溶液和pH=a的另一某HB酸溶液,在HA溶液中加少量固体NaA,在HB溶液中加少量固体NaB,若HA中pH不变,则HA为 ,而HB中pH变化大,则HB为 。
【答案】3.(1)> 一元弱酸 (2)> 弱酸 (3)> 弱酸 (4)> (5)小 (6)多 (7)强酸 弱酸
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经典典例
)
1.25℃时,的盐酸和醋酸各1 mL分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅰ代表盐酸的稀释过程
B.a点溶液的导电性比b点溶液的导电性强
C.b点溶液中和氢氧化钠的能力强于a点溶液
D.将a、b两点所示溶液加热至30℃,的值变小
2.室温下,取pH相同的两种一元酸HA和HB各1mL,分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示,下列说法正确的是
A.酸性
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.溶液中的导电能力:d点>e点
D.从b点到d点,比值变小
3.25℃时,相同pH的两种一元弱酸HA与HB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。下列叙述不正确的是
A.HA的酸性强于HB
B.溶液中水的电离程度:b点<c点
C.相同浓度的NaA与NaB溶液中,
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中相同
4.某温度下,相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A.b点与c点的溶液中和NaOH的能力相等
B.b点溶液的导电性比a点溶液的导电性强
C.a点的数值比c点的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
拓展练习
1.在一定条件下,溶液中存在水解平衡:.下列说法正确的是
A.稀释溶液,上述可逆反应平衡常数增大 B.通入,溶液增大
C.加入固体,平衡向逆反应方向移动 D.升高温度,不变
2.下列事实能证明是弱电解质的是
A.与反应放出气体
B.用溶液做导电实验,灯泡很暗
C.在溶液中滴入石蕊溶液,溶液变红
D.中和等、等体积的盐酸和溶液时,消耗的碱多
3.常温下,的两种酸溶液各,分别加水稀释到,其溶液的与溶液体积的关系如图所示,则下列说法正确的是
A.A、B两种酸溶液物质的量浓度一定相等
B.稀释后酸溶液的酸性比B酸溶液强
C.若都是强酸,则
D.时,是强酸,是弱酸
4.下列说法不正确的是
A.常温下,测定0.1mol·L-1醋酸溶液的pH可证明醋酸是弱电解质
B.相同温度下,与相同浓度、相同体积的盐酸和醋酸溶液恰好中和时消耗NaOH的物质的量相同
C.由反应NaR+CO2(少量)+H2O=HR+NaHCO3可知:Ka1(H2CO3)>Ka(HR)>Ka2(H2CO3)
D.等体积pH=2的两种酸分别与足量的铁反应,单位时间内酸性较强的酸与铁反应速率更快
5.柱状图可以直观地表示水溶液中微粒的种类和浓度。关于下图中盐酸和醋酸的说法正确的是
A.两种溶液中:盐酸<醋酸
B.加水稀释同等倍数后,盐酸更大
C.两溶液溶质的浓度:
D.用两溶液中和相同物质的量的时,所需醋酸的体积大
6.肼是一种常见的航天燃料。为二元弱碱,在水中的电离与相似。下列说法正确的是
A.常温下,向的溶液中加水稀释时,会增大
B.肼与硫酸反应生成酸式盐的化学式为
C.反应后的水溶液中含有多种阳离子,其中阳离子N2H的电子式为
D.在水溶液中的第一步电离方程式:N2H4+H2O⇌N2H+OH-
7.25℃时,两种不同浓度(、)的弱酸溶液中,、、和随变化的关系如图所示。已知:为的电离常数,电离度。下列说法正确的是
A.溶液中的电离度(忽略水的电离)
B.b曲线表示溶液中的变化情况
C.P点时
D.当溶液的时,溶液中满足
8.电还原空气污染物NO的转化路径如图。25℃,NH2OH的。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.含有的质子数为
B.含有的键数为
C.路径①中生成11.2L(已折算为标准状况)时,转移电子数为
D.25℃,1LNH2OH和HCl混合液中,若,则数目为
9.已知,磷酸(H3PO4)是三元酸,Ka1=7.0×10-3,亚磷酸(H3PO3)是二元酸,Ka1=6.0×10-2,Ka2=2.5×10-7。亚磷酸易溶于水和醇,加热到180℃时分解成磷酸和磷化氢,亚磷酸在生产生活中还有很多其他用途。下列推测不正确的是
A.Na2HPO3是酸式盐 B.磷酸的酸性比亚磷酸弱
C.亚磷酸既有氧化性又有还原性 D.磷酸可以用于生产农药
10.根据表中提供的数据,判断下列离子方程式或化学方程式书写正确的是
化学式
HClO
H2CO3
电离常数/mol·L-1
K=3×10-8
K1=4×10-7 K2=4×10-11
A.向Na2CO3溶液中滴加少量次氯酸溶液:+H+=
B.向NaHCO3溶液中滴加过量次氯酸溶液: + HClO = ClO-+CO2↑+H2O
C.向NaClO溶液中通入少量CO2:CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO
D.向NaClO溶液中通入过量CO2:CO2+2NaClO+H2O=Na2CO3+2HClO
11.K、Ka、KW分别表示化学平衡常数、电离平衡常数和水的离子积常数,下列判断正确的是
A.温度升高,三者都增大
B.化学平衡常数的大小与温度、浓度、催化剂等有关
C.室温下Ka(HCN)<Ka(HF),说明HF的电离度比HCN大
D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡后,仅增大压强,平衡向右移动,K值不变
12.烟气脱硫可有效减少引起的大气污染,同时还可得到有用产品。传统湿法脱硫多以碱性物质作吸收剂,新型脱硫方法选用离子液体(指在室温或接近室温时呈液态的盐类物质,由阴、阳离子组成)作吸收剂,通过物理和化学吸收实现脱硫。已知时,几种酸的电离常数: ,; ,;(乳酸)。传统湿法脱硫涉及的下列离子方程式中,正确的是
A.烟气与氧化镁浆液的反应:
B.烟气与石灰石浆液反应得到石膏:
C.烟气与氨水反应得到硫酸铵:
D.烟气与海水中的反应:
13.已知在25℃时,醋酸、次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为:
醋酸
次氯酸
碳酸
亚硫酸
(1)写出亚硫酸的第一步电离平衡常数表达式 。
(2)相同条件下,、、、的酸性由强到弱的顺序为 。
(3)在相同条件下,、、和结合的能力由弱到强的顺序是 。
(4)若保持温度不变,在醋酸溶液中通入少量气体,下列量会变小的是________(填字母序号,下同)。
A. B. C.醋酸的电离平衡常数
(5)下列离子方程式中错误的是 。
A少量通入次氯酸钠溶液中:
B.少量通入次氯酸钙溶液中:
C.过量通入氢氧化钠溶液中:
(6)用食醋浸泡有水垢的水壶,可以清除其中的水垢,通过该事实 (填“能”或“不能”)比较醋酸与碳酸的酸性强弱。
14.图表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃),回答下列各题:
酸
HCN
HClO
电离平衡常数()
(1)结合表中给出的电离常数回答下列问题:
①上述四种酸中,酸性最弱、最强的酸分别是 、 (用化学式表示),
②下列能使醋酸溶液中的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是 (填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的固体 D.加少量冰醋酸
③依据表中数据判断醋酸和次氯酸钠溶液能否反应,如果不能反应说出理由,如果能发生反应请写出相应的离子方程式 。
(2)已知草酸是一种二元弱酸,其电离常数,,写出草酸的电离方程式 、 ,试从电离平衡移动的角度解释的原因 。
15.填空。
(1)一定温度下,现有a.盐酸,b.硫酸,c.醋酸三种酸。
①当三种酸体积相同,物质的量浓度相同时,使其恰好完全中和所需NaOH的物质的量由大到小的顺序是 (用a、b、c表示)。
②当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是 (用a、b、c表示)。
③当c(H+)相同、体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为 (用a、b、c表示)。
(2)已知亚磷酸(H3PO3)为二元酸,常温下,向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。
①写出亚磷酸电离的方程式: 、 。
②表示pH与lg的变化关系的曲线是 (填“I”或“II”)。
③根据图像计算亚磷酸的Ka1= 。
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$$—2025年高考化学大一轮复习讲义(新教材新高考)
(
知识体系
)第38讲 电离平衡
电离平衡及影响因素
(
知识梳理一
)
一、强电解质和弱电解质
1.概念和种类
2.电离、电解质、非电解质、强电解质和弱电解质的相互关系
3.强、弱电解质与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分的离子化合物及某些共价化合物,弱电解质主要是某些共价化合物。
分类
举例
强电解质
①强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI等
②强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等
③大多数盐:钠盐、钾盐、硝酸盐等
弱电解质
①弱酸:CH3COOH、H2CO3、HF、HCN、HClO、H2S等;H3PO4、H2SO3是中强酸,也属于弱电解质
②弱碱:NH3·H2O,多数不溶性的碱[如Fe(OH)3、Cu(OH)2等]、两性氢氧化物[如Al(OH)3等]
③水:是极弱的电解质
4.弱电解质
(1)概念
①酸碱盐都是电解质,在水中都能电离出 。在相同条件下,根据不同电解质在水溶液中 的大小,可将电解质分为强电解质和弱电解质。
②强电解质是 电离,弱电解质是 电离。强酸、强碱、大部分盐属于强电解质。
③弱酸、弱碱属于弱电解质;水属于 的电解质。
(2)强电解质与弱电解质的判断
①从结构判断: 和某些具有强极性键的 (如强酸、强碱和大部分盐类)是强电解质。某些具有弱极性键的共价化合物(如弱酸、弱碱和水等)是弱电解质。
②从在水中能否 电离判断。全部电离的是强电解质,部分电离的是弱电解质。
【易错提醒】①电解质的强弱与溶液导电能力没有必然联系。电解质溶液的导电能力与离子浓度和离子所带电荷数有关,强电解质溶液的导电能力不一定强。②电解质的强弱与其溶解度无关。某些难溶盐,虽然溶解度小,但其溶于水的部分完全电离,仍属于强电解质。有少数盐尽管能溶于水,但只有部分电离,属于弱电解质,如(CH3COO)2Pb等。
【思维建模】判断弱电解质的三个角度(以弱酸为例)
1.弱电解质不能完全电离
(1)测定一定浓度的HA溶液的pH。
(2)与同浓度盐酸比较导电性。
(3)与同浓度的盐酸比较和锌反应生成气泡的快慢。
2.弱电解质溶液中存在电离平衡
(1)从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。
(2)从升高温度后pH的变化判断。
(3)从等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与过量的锌反应生成H2的量判断。
3.弱电解质形成的盐类能水解
(1)如配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞溶液。现象:溶液变为浅红色。
(2)如用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH。现象:pH>7。
【答案】4.(1)①离子 电离程度 ②完全 部分 ③极弱 (2)①离子化合物 共价化合物 ②完全
(
经典典例
)
1.下列事实能说明是弱电解质的是
①与水能以任意比互溶;
②溶液能导电;
③稀溶液中存在分子;
④常温下,0.1mol·L-1HX溶液的pH比0.1mol·L-1盐酸的pH大;
⑤溶液能和碳酸钙反应放出;
⑥0.1mol·L-1NaX溶液pH=8.9;
⑦大小相同的铁片与等物质的量浓度的盐酸和溶液反应,开始溶液产生的速率慢;
⑧pH=a的HX溶液的物质的量浓度等于pH=a+1的HX溶液的物质的量浓度的10倍
A.②⑥⑦⑧ B.③④⑥⑧ C.③④⑥⑦ D.①②
【答案】C
【详解】①HX与水能以任意比互溶不能说明HX溶液中是否存在电离平衡,所以不能证明HX是弱酸,故错误;
②HX溶液能导电只能说明HX在溶液能电离出自由移动的离子,但不能说明HX溶液中是否存在电离平衡,所以不能证明HX是弱酸,故错误;
③HX稀溶液中存在HX分子,说明HX溶液中存在电离平衡,能证明HX是弱酸,故正确;
④常温下,0.1mol/LHX溶液的pH比0.1mol/L盐酸的pH大,说明HX在溶液中部分电离出氢离子,说明HX是弱酸,故正确;
⑤HX溶液能和碳酸钙反应放出二氧化碳说明HX的酸性比碳酸强,但不能说明HX溶液中是否存在电离平衡,所以不能证明HX是弱酸,故错误;
⑥0.1mol/LNaX溶液pH为8.9,溶液呈碱性说明NaX是强碱弱酸盐,所以能说明HX是弱酸,故正确;
⑦大小相同的铁片与同物质的量浓度的盐酸和HX反应,HX产生氢气速率慢,说明HX溶液中氢离子浓度小于盐酸溶液中氢离子浓度,HX溶液中存在电离平衡,能证明HX是弱酸,故正确;
⑧pH=a的HX溶液的物质的量浓度等于pH=a+1的HX溶液的物质的量浓度的10倍,说明HX在溶液中完全电离,说明HX是强酸,故错误;
则③④⑥⑦正确,故选C。
2.下列事实中,能说明是弱碱的有
①常温下,溶液中
②溶液可以使酚酞试液变红
③的溶液与等体积的盐酸恰好完全反应
④常温下,溶液的导电能力比溶液弱
⑤常温下,向溶液中加入少量固体,溶液减小
A.①④⑤ B.①③④ C.②③⑤ D.③④⑤
【答案】A
【详解】①常温下,溶液中,说明MOH不能完全电离,即说明MOH为弱碱,故①正确;
②溶液可以使酚酞试液变红,只能说明溶液显碱性,不能说明MOH是否完全电离,不能说明MOH为弱碱,故②错误;
③溶液与等体积的盐酸恰好完全反应,不能说明MOH是否完全电离,不能说明MOH为弱碱,故③错误;
④常温下,溶液的导电能力比溶液弱,说明中自由移动的离子浓度小于溶液中的,即说明MOH不能完全电离,即说明MOH为弱碱,故④正确;
⑤常温下,向溶液中加入少量MCl固体,溶液pH减小即溶液中OH-浓度增大,说明溶液中存在电离平衡:,M+浓度增大使得平衡逆向移动,故说明MOH为弱碱,故⑤正确;综上分析可知,①④⑤正确;
故答案为:A。
3.25℃时,四种弱电解质的电离平衡常数如下表所示,下列说法正确的是
化学式
H2CO3
CH3COOH
HClO
电离平衡常数
Ka1=4.5×10–7
Ka2=4.7×10–11
1.75×10–5
4.0×10–8
A.盐酸的导电能力一定比醋酸溶液强
B.次氯酸钠溶液中通入过量的CO2可发生反应
C.体积相同、等pH的CH3COOH、HClO溶液与NaOH溶液中和时两者消耗NaOH的物质的量HClO更多
D.用CH3COOH标准液滴定未知浓度的NaOH溶液选择甲基橙作指示剂,会导致所测c(NaOH)偏小
【答案】C
【详解】A.电解质溶液的导电能力除了电解质本身的电离情况外还与溶液中离子浓度有关,故A错误;
B.根据表中数据可知次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子,因此次氯酸钠溶液中通入过量的CO2可发生反应,故B错误;
C.根据表中数据可知醋酸的酸性强于次氯酸,因此等pH的两种酸,次氯酸浓度大,等体积、等浓度的两种酸HClO消耗NaOH更多,故C正确;
D.醋酸钠为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,因此使用甲基橙作指示剂时要使指示剂变色则醋酸的消耗体积偏大,导致计算的氢氧化钠浓度偏大,故D错误;
故选C。
4.为了维持正常的生理活动,人体各种体液的pH都要保持在一定的范围。血浆中“”缓冲体系对稳定体系酸碱度有重要作用。该缓冲体系可用如下平衡表示:,下列说法不正确的是
A.属于强电解质,属于弱电解质
B.属于酸式盐,溶液呈酸性
C.当体系中增加少量强酸时,平衡向正反应方向移动而消耗
D.当体系中增加少量强碱时,平衡向逆反应方向移动而消耗
【答案】B
【详解】A.NaHCO3属于强电解质,H2CO3属于弱电解质,故A正确;
B.NaHCO3属于酸式盐,水解大于电离,NaHCO3溶液呈碱性,故B错误;
C.当体系中增加少量强酸时,为了减小H+浓度,平衡向正反应方向移动而消耗H+,故C正确;
D.当体系中增加少量强碱时,H+被消耗,为了增加H+浓度,平衡向逆反应方向移动而消耗OH−,故D正确;
故选B。
(
知识梳理二
)
二、弱电解质的电离平衡及影响因素
1.电离平衡
(1)电离平衡的概念:在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生 的速率和离子结合成 的速率相等时,电离过程达到了平衡。
(2)电离平衡的建立
①开始时,v(电离)最大,而v(结合)为 。
②平衡的建立过程中,v(电离) v(结合)。
③当v(电离) v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
(3).弱电解质电离平衡状态的特点
①弱:存在于弱电解质的溶液里;
②等:分子电离成离子的速率等于离子结合成该分子的速率;
③定:达到平衡时,溶液里离子浓度和分子浓度都保持不变(不随时间变化,但不一定相等);
④动:电离平衡属于动态平衡,即平衡时,分子电离速率等于离子结合成该分子的速率,都不等于0;
⑤变:外界条件(如温度、浓度等)发生变化时,电离平衡发生移动,在新的条件下,重新建立新的平衡(运用勒夏特列原理判断)。电离平衡移动只会“减弱”这种改变,但不能“抵消”这种改变;
⑥吸:电离过程一般是 的。
2.弱电解质的电离方程式
(1)弱电解质的电离方程式的书写用“ ”表示。如NH3·H2O的电离方程式是NH3·H2ONH+OH-、CH3COOH 的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+。
(2)多元弱酸是 电离的,电离程度逐步 ,可分步书写电离方程式。如H2CO3的电离方程式是H2CO3H++HCO,HCOH++CO。
(3)多元弱碱的电离也是分步进行的,但是一般按一步电离的形式书写。如Fe(OH)3的电离方程式是Fe(OH)3Fe3++3OH-。
3. 影响电离平衡的因素
(1).内因:弱电解质本身的性质。
(2).外因
①温度:温度越高,电离程度 。
②浓度:在一定温度下同一弱电解质溶液中,溶液浓度越小,越 电离。
③同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成 弱电解质分子的方向移动。
④化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向 移动。
如:以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0的影响。
改变条件
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
导电能力
Ka
加水稀释
向右
增大
减小
减弱
不变
加入少量冰醋酸
向右
增大
增大
增强
不变
通入HCl(g)
向左
增大
增大
增强
不变
加NaOH(s)
向右
减小
减小
增强
不变
加CH3COONa(s)
向左
减小
减小
增强
不变
加入镁粉
向右
减小
减小
增强
不变
升高温度
向右
增大
增大
增强
增大
(3).电解质溶液的导电性
①电解质导电的条件
电解质的导电条件是在水溶液中或高温熔融状态,共价化合物只能在水溶液中导电,离子化合物在熔融状态和溶液中均可导电。
②导电性强弱
【思维建模】从“定性”和“定量”两个角度分析外界条件改变时电离平衡的移动:
1.从定性角度分析电离平衡:理解勒·夏特列原理——平衡向“减弱”这种改变的方向移动,移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。
2.从定量角度分析电离平衡:理解浓度商规则——当Q>K时,平衡逆向移动;当Q=K时,处于平衡状态;Q<K时,平衡正向移动。
【答案】1.(1)离子 分子 (2)①0 ②> ③= (3)⑥吸热 2.(1) (2)分步 减弱 3.(2)①越大 容易 ④电离方向
(
经典典例
)
1.在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A.三点对应的溶液中,电离程度最大的是c
B.三点对应的溶液中,溶液的由小到大的顺序是c<b<a
C.加水稀释过程中,增大
D.向b点中加入一定量的盐酸,的电离常数减小
【答案】A
【分析】由图可知,冰醋酸中只存在醋酸分子,不存在自由移动的离子,不能导电;加水稀释过程中,醋酸溶液的浓度减小,电离程度变大,溶液中离子浓度先增大后减小,溶液的导电性先增强后减弱。
【详解】A.醋酸在溶液中存在电离平衡,加水稀释时,电离平衡右移,溶液中醋酸的浓度减小,电离程度增大,由图可知,a、b、c三点对应的溶液中c点醋酸溶液的浓度最小,则c点醋酸的电离程度最大,故A正确;
B.溶液的导电性越强,溶液中离子浓度越大,由图可知,a、b、c三点对应的溶液的导电性的强弱顺序为c<a<b,则溶液中醋酸根离子浓度由小到大的顺序为c<a<b,故B错误;
C.由电离常数可知,溶液中=,醋酸溶液加水稀释时,醋酸的电离常数不变,溶液中氢离子浓度先增大后减小,则溶液中和的值先减小会增大,故C错误;
D.醋酸的电离常数为温度函数,温度不变,电离常数不变,则向b点中加入一定量的盐酸时,醋酸的电离常数不变,故D错误;
故选A。
2.常温下,均为2,体积均为的溶液,分别加水稀释至体积为V,溶液随的变化关系如图所示,下列叙述错误的是
A.的电离程度:a点>b点
B.当时,三种溶液同时升高温度,减小
C.当时,大于
D.是强酸,、是弱酸,且
【答案】AC
【分析】根据图知,pH=2的HA、HB、HC溶液分别稀释100倍,HA的pH变成4,说明HA是强酸,HB、HC的pH增大但小于4,则HB、HC为弱酸,且HB的pH增大幅度大于HC,说明HB的酸性>HC,因此酸性HA>HB>HC。
【详解】A.对于HC,b点稀释的倍数大于a点,加水稀释促进弱酸的电离,HC的电离度:a点<b点,故A错误;
B.酸的电离平衡是吸热反应,由于HA为强酸,不存在电离平衡,对HA溶液升高温度,c(A-)不变,对HC溶液升高温度促进HC电离,c(C-)增大,减小,故B正确;
C.当时,pH值HA大于HB,所以小于,故C错误;
D.由图可知,HA稀释10倍pH增大1,则HA为强酸,HB、HC稀释10倍,pH增大值小于1,则HB、HC为弱酸,HB、HC稀释同等倍数,pH的改变值:HB>HC,酸性:HB>HC,常温下,Ka(HB)>Ka(HC),故D正确;
答案选AC。
3.醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO—+ H+,下列叙述不正确的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数增大
B.溶液加少量的固体,平衡逆向移动
C.的溶液加水稀释,溶液中减小
D.室温下,欲使醋酸溶液的电离度增大,可加入少量冰醋酸
【答案】D
【详解】A.醋酸在溶液中的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,电离平衡常数增大,故A正确;
B.向醋酸溶液中加入少量醋酸钠固体,溶液中的醋酸根离子浓度增大,电离平衡逆向移动,故B正确;
C.由电离常数公式可知,溶液中=,醋酸溶液稀释时,溶液中的氢离子浓度减小,电离常数不变, 则溶液中和的值减小,故C正确;
D.向醋酸溶液中加入加入少量冰醋酸,醋酸溶液的浓度增大,电离平衡正向移动,但醋酸溶液的电离度减小,故D错误;
故选D。
4.液氨与纯水类似,也存在微弱的电离:,T℃时,液氨的离子积常数,若用定义pH的方式来规定,则下列叙述正确的是
A.其他条件不变,增加液氨的量,电离平衡正向移动
B.液氨达到电离平衡时
C.T℃时1L溶解有0.001molNH4Cl的液氨溶液,其pN=3
D.一定温度下,向液氨中加入氯化铵固体,电离平衡逆向移动,K值减小
【答案】C
【详解】A.其他条件不变,增加液氨的量,但不改变液氨的浓度,则电离平衡不发生移动,A不正确;
B.从液氨的离子积常数看,液氨只有极少量发生电离,所以液氨达到电离平衡时,,B不正确;
C.T℃时,1L溶解有0.001molNH4Cl的液氨溶液,c()=0.001mol/L,=3,C正确;
D.平衡常数只受温度变化的影响,一定温度下,向液氨中加入氯化铵固体,虽然电离平衡逆向移动,但K值不变,D不正确;
故选C。
(
知识梳理三
)
三、电离度
1.电离度(常用符号 α表示)是指在一定条件下,当 在溶液里达到 时,溶液里已经电离的电解质分子数占原来总分子数(已电离和未电离)的百分数。
即:
2.弱电解质的电离度不但与 有关,还跟溶液的 有关。当温度一定时,弱电解质的浓度越稀,其电离度就越大。
3.意义:衡量弱电解质的电离 ,在相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越大,弱电解质的电离程度越大。
4.影响因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因:
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α) 。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α) 。
【答案】 1.弱电解质 电离平衡 2.温度 浓度 3.程度 4.(2)①越小②越大
(
经典典例
)
1.已知25℃时二元酸的.下列说法正确的是
A.在等浓度的溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.取的溶液,加蒸馏水稀释至,则该溶液
C.向溶液中加入溶液至,则
D.向的溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至,则的电离度为0.013%
【答案】D
【详解】A.多元弱酸根离子水解时,促进水的电离,且第一步水解程度远远大于第二步水解程度,所以在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,水的电离程度前者大于后者,故A错误;
B.加水稀释促进H2A电离,取pH=a的H2A溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,稀释后溶液中氢离子浓度大于原来的,则该溶液,故B错误;
C.假设溶液中c(A2-)= c(HA-),则溶液中,即溶液的pH大于14、小于15,要使溶液的pH小于14,,故C错误;
D.pH=3的溶液中c(H+)=10-3mol/L,由于H2A的电离程度小,溶液中,,c(HA-)=1.3×10-5mol/L,,则的电离度为,故D正确;
故答案为:D。
2.常温下,一元碱MOH的。在某体系中,与不能穿过隔膜,仅未电离的MOH可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液I中 B.溶液Ⅱ中MOH的电离度为
C.溶液I和Ⅱ中的不相等 D.溶液I和Ⅱ中的之比约为
【答案】D
【详解】A.溶液Ⅰ室温下pH=7,溶液呈中性,则溶液Ⅰ中,A错误;
B.溶液Ⅱ中MOH的电离度=;B错误;
C.根据题意,未电离的MOH可以自由穿过膜,说明当达到平衡时,溶液I与溶液Ⅱ中的MOH的浓度相同,即平衡时cI(MOH)=cⅡ(MOH),C错误;
D.常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,溶液中c(OH-)=10-7mol/L,,,,,溶液Ⅱ的pH=13,,,溶液I和Ⅱ中的之比,D正确;
故选D。
3.室温下,向20mL0.1mol·L1叠氮酸(HN3)溶液中滴加pH=13的NaOH溶液,水电离c(H)与NaOH溶液体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A.在a、b、c、d中,水的电离度最大的是d
B.在c点对应溶液中:c(OH-)=c(H)+c(HN3)
C.b点和d点对应溶液的pH相等
D.室温下,电离常数Ka(HN3)= 1×101−2x
【答案】B
【分析】由图可知,a点为0.1mol/L叠氮酸溶液,b点为叠氮酸和叠氮酸钠的混合溶液,溶液呈中性,c点为叠氮酸钠溶液,d点为叠氮酸钠和氢氧化钠的混合溶液,溶液呈碱性。
【详解】A.水电离出的氢离子浓度越大,水的电离程度越大,由图可知,c点水的电离度最大,故A错误;
B.由分析可知,c点为叠氮酸钠溶液,溶液中存在质子守恒关系c(OH-)=c(H)+c(HN3),故B正确;
C.由分析可知,b点为叠氮酸和叠氮酸钠的混合溶液,溶液呈中性,d点为叠氮酸钠和氢氧化钠的混合溶液,溶液呈碱性,故C错误;
D.由图可知,a点为0.1mol/L叠氮酸溶液,水电离出的氢离子浓度为1×10−xmol/L,则溶液中氢离子浓度为1×10−14+xmol/L,电离常数Ka(HN3)= =1×10−27+2x,故D错误;
故选B。
4.常温下,将浓度均为溶液和溶液分别与溶液等体积混合,实验测得产生的气体体积随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.常温下,相同浓度的溶液和溶液,电离度:
B.溶液与溶液等体积混合后,
C.两溶液分别恰好完全反应时,
D.反应前,
【答案】D
【详解】A.氢离子浓度越大,反应越快,相同浓度的HX和HY溶液中,氢离子浓度HX大于HY,因为HX溶液和HY溶液均为0.1mol•L-1,所以相同浓度的HX溶液和HY溶液的电离度:HX>HY,故A错误;
B.HX与NaHCO3完全反应得到NaX和H2CO3溶液,NaX能水解,生成OH-,故溶液中电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+(OH-)+2c(CO)+c(HCO),故B错误;
C.两溶液分别恰好完全反应时,溶液分别为NaX溶液和NaY溶液,钠离子浓度相等,由于阴离子的水解程度不同,则c(X-)≠c(Y-),即c(Na+)+c(X-)≠c(Na+)+c(Y-),故C错误;
D.反应前,根据物料守恒得:HY溶液中c(HY)+c(Y-)=0.1mol•L-1,NaHCO3溶液中c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)0.1mol•L-1,则c(HY)+c(Y-)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3),故D正确;
故答案为:D。
(
知识梳理四
)
四、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各种离子浓度的 乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个 ,这个常数叫做 ,简称电离常数。用K(弱酸用Ka,弱碱用Kb)表示。
2.常见弱电解质的电离常数(25 ℃,人教版教材):
3.特点
①电离常数与 有关,与浓度无关。升高温度,K值 。
②电离常数反映弱电解质电离程度的 ,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。
③多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……,故其酸性取决于 电离。
4.影响因素
①内因:弱电解质本身的性质。
②外因:温度越高,K值越大。
5.电离常数的应用
①判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数 ,酸性(或碱性) 。
②判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,电离常数越大,对应的盐水解程度 ,酸性(或碱性) 。
③判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。
④计算弱酸、弱碱溶液中的c(H+)、c(OH-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(H+)=,弱碱溶液中c(OH-)=。
6.电离度和电离常数的关系α≈或K≈cα2。
【答案】1.常数 电离平衡常数 3.①温度 增大 ②相对强弱 ③第一步 5.①越大 越强 ②越小 越弱
(
经典典例
)
1.25℃时,某二元弱酸的电离平衡常数,。向的溶液中缓慢滴加盐酸,溶液中各粒子的物质的量随加入的物质的量的变化如图所示(和未画出),下列说法不正确的是
A.A点时, B.B点时,
C.C点时, D.D点时,溶液的
【答案】A
【分析】向的溶液中缓慢滴加盐酸,氯离子物质的量一直增加,物质的量减小,物质的量先增加后减小,转化为,物质的量增加,据此分析;
【详解】A.根据图像可知,A点时,根据物料守恒:,可得,A错误;
B.B点时,,根据,,,B正确;
C.根据图像可知,C点时,因为此时加入的HCl为0.01mol,则与Na2B反应后得到NaCl与NaHB浓度比为1:1的混合液,根据物料守恒,,又因为,水解大于电离,溶液中,可得,C正确;
D.到D点时,加入的HCl物质的量为n(HCl)=0.02mol,说明Na2B+2HCl=2NaCl+H2B恰好反应完,溶液呈酸性,pH<7,D正确;
故选A。
2.25℃时,用HCl气体调节0.1mol·L-1碱BOH的pH,体系中粒子浓度的对数值(1gc)、反应物的物质的量之比的关系如图所示。若忽略通入气体后溶液体积的变化,下列说法正确的是
A.25℃时,BOH的电离平衡常数为10-9.25
B.t=0.5,2c(H+)+c(BOH)=2c(OH-)+c(B+)
C.P1所示溶液:c(C1-)<0.05mol·L-1
D.P2所示溶液:c(B+)<100c(BOH)
【答案】C
【分析】HCl是强酸,在调节pH的过程中,若BOH是强碱,则当时,pH应为7,但是当时,pH小于7,溶液显酸性,对应图中点P3,是因为存在水解平衡,故BOH是一元弱碱,据此分析;
【详解】A.由图可知,当pH=9.25,即c(OH-),lgc(BOH)=lgc(B+),BOH的电离平衡常数为,A错误;
B.t=0.5时,溶液中电荷守恒:c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(Cl-),根据物料守恒可知:c(B+)+ c(BOH)= 2c(Cl-),联立可得:2c(H+)+c(B+)=2c(OH-)+c(BOH),且c(H+)与c(OH-)不相等,所以2c(H+)+c(BOH)不等于2c(OH-)+c(B+),B错误;
C.P1所示的溶液中电荷守恒:c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(Cl-),c(H+)=10-9.25 mol·L-1,c(OH-) mol·L-1,,得到c(C1-)<0.05mol·L-1,C正确;
D.P2所示溶液,pH=7,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-)=10-7,根据,,D错误;
故选C。
3.现有四种弱酸,它们在常温下的电离平衡常数如下表所示:
弱酸
HCOOH
HCN
电离平衡常数
下列说法错误的是
A.、、、结合质子的能力由大到小的顺序为
B.向溶液中通入时不会反应生成
C.向NaCN溶液中通入少量时生成碳酸氢钠和HCN
D.常温下,向HCOOH溶液中加入一定量的,所得溶液的,则混合液中
【答案】A
【详解】A.酸电离平衡常数越大,则其酸根结合氢离子能力越弱,依据电离平衡常数得到酸性强弱为:HClO2> HCOOH>HCN>,则同浓度、、、结合H+的能力由强到弱的顺序为: >>HCOO﹣>,A错误;
B.碳酸的远小于的,所以该反应无法发生,B正确;
C.HCN的电离常数介于碳酸的两步电离常数之间,所以少量通入足量溶液中发生反应的离子方程式为:,C正确;
D.向HCOOH溶液中加入一定量的,所得溶液的,,D正确;
故选A。
4.某同学进行如下实验:
已知:在实验温度下,
的电离平衡常数:,;
的电离平衡常数:,。
下列说法不正确的是
A.饱和溶液可以除去中的
B.依据可推知,向溶液中加入,不能生成或
C.过程Ⅰ所得溶液中存在
D.过程Ⅱ所得溶液中存在
【答案】D
【详解】A.的电离平衡常数:大于的电离平衡常数:,H2SO3能NaHCO3与发生反应生成CO2,也不生成其他杂质,故可用饱和NaHCO3溶液可以除去CO2中的SO2,故A正确;
B.假设向溶液中加入,能生成或,则反应为:,但此时得到的是,与题中所给的信息相悖,说明向溶液中加入,不能生成或,故B正确;
C.过程I所得NaHCO3和Na2SO3混合溶液中存在电荷守恒:,故C正确;
D.过程II所得溶液中,存在物料守恒:则,故D错误;
故答案选D。
(
知识梳理五
)
五、 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
1.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(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(H+)
pH
中和碱的能力
与活泼金属反应产生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(H+)
c(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
2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
3.判断HA为一元弱酸的常用方法
(1)常温下,测量NaA溶液的pH,若pH 7,则证明HA为 。
(2)取10-amol/L的HA溶液,测其pH a,证明HA为 。
(3)测NaA的溶液中各离子的浓度若c(Na+) c(A-),证明HA为 。
(4)取amol/LHA溶液与amol/LnaOH溶液等体积混合,测其pH 7(常温),证明HA为弱酸。
(5)若已知两相同pH同体积的两瓶酸液,加等体积的进行稀释,测其pH,pH变化 的为更弱的酸。
(6)若已知两相同pH同体积的两瓶酸液,加水稀释到相同的pH,加水 的为更弱的酸。
(7)若已知pH=a的HA某酸溶液和pH=a的另一某HB酸溶液,在HA溶液中加少量固体NaA,在HB溶液中加少量固体NaB,若HA中pH不变,则HA为 ,而HB中pH变化大,则HB为 。
【答案】3.(1)> 一元弱酸 (2)> 弱酸 (3)> 弱酸 (4)> (5)小 (6)多 (7)强酸 弱酸
(
经典典例
)
1.25℃时,的盐酸和醋酸各1 mL分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅰ代表盐酸的稀释过程
B.a点溶液的导电性比b点溶液的导电性强
C.b点溶液中和氢氧化钠的能力强于a点溶液
D.将a、b两点所示溶液加热至30℃,的值变小
【答案】B
【详解】A.稀释相同的倍数,强酸的pH增大的多,则曲线Ⅰ代表盐酸的稀释过程,故A正确;
B.溶液的导电性由溶液中自由移动离子的浓度决定,a点溶液pH大,溶液中c(H+)、c(Cl-)小,则a点溶液的导电性比b点溶液的导电性弱,故B错误;
C.的盐酸和醋酸各1 mL,溶液中CH3COOH的物质的量远大于HCl,稀释相同倍数后,b点溶液中CH3COOH的量大于a点溶液中HCl,则中和氢氧化钠的能力b点强于a点溶液,故C正确;
D.将a、b两点所示溶液加热至30℃,b点CH3COOH的电离平衡正向移动,增大,而不变,则的值变小,故D正确;
故选B。
2.室温下,取pH相同的两种一元酸HA和HB各1mL,分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示,下列说法正确的是
A.酸性
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.溶液中的导电能力:d点>e点
D.从b点到d点,比值变小
【答案】C
【分析】pH相同的两种一元酸HA和HB,分别加水稀释,HB的pH变化小于HA,说明HB的电离程度小于HA,HB的初始浓度大于HA。
【详解】A.根据分析可知HB的电离程度小于HA,则酸性HA>HB,A错误;
B.b点和c点相比,pH更小,则溶液中酸电离出的氢离子浓度更大,对水电离的抑制作用越强烈,则溶液中水的电离程度b点<c点,B错误;
C.溶液中的离子浓度越大导电能力越强,d点pH更小,氢离子浓度更大,故导电能力:d点>e点,C正确;
D.从b点到d点,Ka值保持不变,c(H+)减小,变大,D错误;
故选C。
3.25℃时,相同pH的两种一元弱酸HA与HB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。下列叙述不正确的是
A.HA的酸性强于HB
B.溶液中水的电离程度:b点<c点
C.相同浓度的NaA与NaB溶液中,
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中相同
【答案】D
【分析】由图可知,稀释相同的倍数,HA的pH变化更大则酸性HA大于HB;
【详解】A.由分析可知,HA的酸性强于HB,A正确;
B.b点酸电离出氢离子浓度更大,对水的电离抑制作用更大,则溶液中水的电离程度:b点<c点,B正确;
C.HA的酸性强于HB,根据越弱越水解可知,相同浓度的NaA与NaB溶液中NaB的水解程度更大,则,C正确;
D.HA的酸性强于HB,相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液中HB的浓度大于HA,则相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,HB所得的溶液中大,D错误;
故选D。
4.某温度下,相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A.b点与c点的溶液中和NaOH的能力相等
B.b点溶液的导电性比a点溶液的导电性强
C.a点的数值比c点的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
【答案】A
【分析】弱酸醋酸随加水量的增加,不断发生电离,故II为醋酸,I为盐酸。
【详解】A.I为盐酸,酸的总浓度不变,故中和氢氧化钠的能力相等,A项正确;
B.b点溶液的离子浓度比a点溶液的离子浓度小,b点溶液的导电性比a点溶液的导电性弱,B项错误;
C.温度一定,任何稀的水溶液中的Kw都是一定值,C项错误;
D.由于醋酸是弱酸,要使稀释前盐酸和醋酸溶液pH值相同,则醋酸的浓度比盐酸大得多,稀释相同倍数后,前者仍大于后者,D项错误。
故选A。
拓展练习
1.在一定条件下,溶液中存在水解平衡:.下列说法正确的是
A.稀释溶液,上述可逆反应平衡常数增大 B.通入,溶液增大
C.加入固体,平衡向逆反应方向移动 D.升高温度,不变
【答案】C
【详解】A.平衡常数仅与温度有关,温度不变,则稀释时平衡常数不变,故A错误;
B.通入水中,生成H2CO3,可以与OH-反应,平衡正向移动,c(OH-)减小,pH减小,故B错误;
C.加入NaOH固体,c(OH-)减增大,平衡逆向移动,故C正确;
D.因水解是吸热过程,则升温可以促进水解平衡正向移动,c()增大,c()减小,增大,故D错误;
选C。
2.下列事实能证明是弱电解质的是
A.与反应放出气体
B.用溶液做导电实验,灯泡很暗
C.在溶液中滴入石蕊溶液,溶液变红
D.中和等、等体积的盐酸和溶液时,消耗的碱多
【答案】D
【详解】A.与反应放出气体只能证明HNO2酸性强于碳酸,不能证明其是弱电解质,故A不符合题意;
B.溶液的导电性与离子浓度成正比,用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗,只能说明溶液中离子浓度很小,不能说明亚硝酸的电离程度,所以不能证明亚硝酸为弱电解质,故B不符合题意;
C.在溶液中滴入石蕊溶液,溶液变红,说明溶液显酸性,不能证明亚硝酸为弱电解质,故C不符合题意;
D.中和等、等体积的盐酸和溶液时,消耗的碱多,说明亚硝酸部分电离,为弱电解质,故D符合题意;
故选D。
3.常温下,的两种酸溶液各,分别加水稀释到,其溶液的与溶液体积的关系如图所示,则下列说法正确的是
A.A、B两种酸溶液物质的量浓度一定相等
B.稀释后酸溶液的酸性比B酸溶液强
C.若都是强酸,则
D.时,是强酸,是弱酸
【答案】D
【分析】由图可知,稀释相同的倍数,A的pH变化大,则A的酸性比B的酸性强,溶液中氢离子浓度越大,酸性越强,对于一元强酸来说,c(酸)=c(H+),但对于一元弱酸,c(酸)>c(H+),据此分析判断。
【详解】A.因A、B酸的强弱不同,对一元强酸来说c(酸)=c(H+) ,对于一元弱酸, c(酸)> c(H+) ,由图的起始点可知,A、B两种酸的pH值相同,所以溶液的物质的量浓度不相等,故A错误;
B.由图可知,稀释相同倍数后,B的pH小,c(H+)大,则B酸的酸性强,故B错误;
C.A、B是强酸,稀释10n倍,强酸pH增大n,由1mL稀释到1000mL后溶液的pH=5,即a=5,故C错误;
D.稀释10n倍,强酸pH增大n,由1mL稀释到1000mL后强酸溶液的pH=5,即a=5,而弱酸,加水稀释时促进弱酸电离,所以溶液中pH为5>a>2 ,因此A为强酸,B为弱酸,故D正确;
故答案选D。
4.下列说法不正确的是
A.常温下,测定0.1mol·L-1醋酸溶液的pH可证明醋酸是弱电解质
B.相同温度下,与相同浓度、相同体积的盐酸和醋酸溶液恰好中和时消耗NaOH的物质的量相同
C.由反应NaR+CO2(少量)+H2O=HR+NaHCO3可知:Ka1(H2CO3)>Ka(HR)>Ka2(H2CO3)
D.等体积pH=2的两种酸分别与足量的铁反应,单位时间内酸性较强的酸与铁反应速率更快
【答案】D
【详解】A.醋酸是弱酸,在溶液中部分电离出氢离子,则常温下,测得0.1mol·L-1醋酸溶液的pH大于1,说明醋酸是弱电解质,故A正确;
B.相同温度下,相同浓度、相同体积的盐酸和醋酸溶液的中和能力相同,则与相同浓度、相同体积的盐酸和醋酸溶液恰好中和时消耗氢氧化钠的物质的量相同,故B正确;
C.由强酸制弱酸的原理可知,碳酸的酸性强于HR,由少量二氧化碳与NaR反应生成可知,HR的酸性强于碳酸氢根离子,则电离常数的大小顺序为Ka1(H2CO3)>Ka(HR)>Ka2(H2CO3) ,故C正确;
D.等体积pH=2的两种酸与铁反应时,单位时间内酸性较强的酸与铁反应的速率更慢,故D错误;
故选D。
5.柱状图可以直观地表示水溶液中微粒的种类和浓度。关于下图中盐酸和醋酸的说法正确的是
A.两种溶液中:盐酸<醋酸
B.加水稀释同等倍数后,盐酸更大
C.两溶液溶质的浓度:
D.用两溶液中和相同物质的量的时,所需醋酸的体积大
【答案】B
【分析】由图可知,盐酸和醋酸溶液中氢离子浓度相等,盐酸是强酸,醋酸是弱酸,溶液中存在电离平衡,则氢离子浓度相等的盐酸溶液浓度小于醋酸溶液,中和能力小于醋酸溶液。
【详解】A.常温下,两种溶液中c(H+)相同,溶液中c(OH-)=,相同温度下,KW相同,因此两溶液中c(OH-)相同,A错误;
B.盐酸和醋酸溶液中氢离子浓度相等,加水稀释同等倍数后,强酸溶液的氢离子浓度变化大,则盐酸中的氢离子浓度更小,pH更大,B正确;
C.醋酸是弱酸,盐酸是强酸,氢离子浓度相等的盐酸溶液浓度小于醋酸溶液,C错误;
D.用两溶液中和相同物质的量的NaOH时,消耗醋酸溶液的体积小, D错误;
故答案为:B。
6.肼是一种常见的航天燃料。为二元弱碱,在水中的电离与相似。下列说法正确的是
A.常温下,向的溶液中加水稀释时,会增大
B.肼与硫酸反应生成酸式盐的化学式为
C.反应后的水溶液中含有多种阳离子,其中阳离子N2H的电子式为
D.在水溶液中的第一步电离方程式:N2H4+H2O⇌N2H+OH-
【答案】D
【分析】为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,故联氨第一步电离方程式为N2H4+H2O⇌+OH-,第二步电离方程式为+H2O⇌+OH-,据此分析作答。
【详解】A. 为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,故联氨第一步电离方程式为N2H4+H2O⇌+OH-,第二步电离方程式为+H2O⇌+OH-,是肼的第二级电离平衡常数的倒数,加水稀释时平衡常数不变,故也不变,故A错误;
B. 为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,故联氨第一步电离方程式为N2H4+H2O⇌+OH-,第二步电离方程式为+H2O⇌+OH-,故联氨与硫酸形成的酸式盐为(N2H6)(HSO4)2,故B错误;
C. 中存在N-N键,每个N元素达到8电子稳定结构,电子式为,故C错误;
D. 为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,故联氨第一步电离方程式为N2H4+H2O⇌+OH-,故D正确;
故选D。
7.25℃时,两种不同浓度(、)的弱酸溶液中,、、和随变化的关系如图所示。已知:为的电离常数,电离度。下列说法正确的是
A.溶液中的电离度(忽略水的电离)
B.b曲线表示溶液中的变化情况
C.P点时
D.当溶液的时,溶液中满足
【答案】A
【分析】两种不同浓度(、)的弱酸HB溶液中,HB的电离方程式为:HBH++B-,pH增大,平衡正向移动,c(HB)减小,c(B-)增大,结合初始浓度可知a曲线为c1中的c(HB),b曲线为c1中的c(B-),c曲线为c2中的c(HB),d曲线为c2中c(B-)。
【详解】A.由分析 可知a曲线为c1中的c(HB),溶液中的电离度,A正确;
B.由初始浓度可知a曲线为c1中的c(HB),b曲线为c1中的c(B-),c曲线为c2中的c(HB),d曲线为c2中c(B-),B错误;
C.P点溶液中,c(H-)=c(B-),所以不满足,C错误;
D.在c1溶液中,a、b曲线交点处,c(HB)=c(B-),Ka= ,得pH=-lgKa,根据图像可知,当溶液的pH大于-1gKa时,c(B-)>c(HB),D错误;
故选A。
8.电还原空气污染物NO的转化路径如图。25℃,NH2OH的。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.含有的质子数为
B.含有的键数为
C.路径①中生成11.2L(已折算为标准状况)时,转移电子数为
D.25℃,1LNH2OH和HCl混合液中,若,则数目为
【答案】C
【详解】A.1个NH3含10个质子,含有的质子数为0.1mol×10×mol-1=,故A正确;
B.物质的量为,结构式为N=N=O,1molN2O含有2mol键,则含有的键数为,故B正确;
C.标准状况下11.2L物质的量为,路径①中NO转化为1molN2时转移4mol电子,则转移电子数为0.5mol×4× mol-1=2,故C错误;
D.电离平衡:,,当,c(OH-)=1×10-8mol/L,25℃下,溶液体积为1L,则数目为,故D正确;
故选C。
9.已知,磷酸(H3PO4)是三元酸,Ka1=7.0×10-3,亚磷酸(H3PO3)是二元酸,Ka1=6.0×10-2,Ka2=2.5×10-7。亚磷酸易溶于水和醇,加热到180℃时分解成磷酸和磷化氢,亚磷酸在生产生活中还有很多其他用途。下列推测不正确的是
A.Na2HPO3是酸式盐 B.磷酸的酸性比亚磷酸弱
C.亚磷酸既有氧化性又有还原性 D.磷酸可以用于生产农药
【答案】A
【详解】A.由于亚磷酸是一种二元酸,则Na2HPO3是亚磷酸与足量氢氧化钠发生反应的产物,是正盐,故A错误;
B.亚磷酸(H3PO3)的Ka1=6.0×10-2,比磷酸(H3PO4)的Ka1=7.0×10-3大,所以磷酸的酸性比亚磷酸弱,故B正确;
C.亚磷酸中磷元素为+3价,处于磷元素的中间价态,因此亚磷酸既有氧化性又有还原性,故C正确;
D.磷酸可以用于生产磷酸酯类的农药,故D正确;
故答案为:A。
10.根据表中提供的数据,判断下列离子方程式或化学方程式书写正确的是
化学式
HClO
H2CO3
电离常数/mol·L-1
K=3×10-8
K1=4×10-7 K2=4×10-11
A.向Na2CO3溶液中滴加少量次氯酸溶液:+H+=
B.向NaHCO3溶液中滴加过量次氯酸溶液: + HClO = ClO-+CO2↑+H2O
C.向NaClO溶液中通入少量CO2:CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO
D.向NaClO溶液中通入过量CO2:CO2+2NaClO+H2O=Na2CO3+2HClO
【答案】C
【分析】由电离平衡常数可知,酸性顺序H2CO3>HClO>,据此分析回答;
【详解】A.向Na2CO3溶液中滴加少量次氯酸溶液,离子方程式为,A错误;
B.酸性H2CO3>HClO,故向NaHCO3溶液中滴加过量次氯酸溶液不反应,B错误;
C.由酸性顺序H2CO3>HClO>可知,向NaClO溶液中通入少量CO2的化学方程式:CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO,C正确;
D.向NaClO溶液中通入过量CO2,化学方程式为:CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO,D错误;
故选C。
11.K、Ka、KW分别表示化学平衡常数、电离平衡常数和水的离子积常数,下列判断正确的是
A.温度升高,三者都增大
B.化学平衡常数的大小与温度、浓度、催化剂等有关
C.室温下Ka(HCN)<Ka(HF),说明HF的电离度比HCN大
D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡后,仅增大压强,平衡向右移动,K值不变
【答案】D
【详解】A.对于放热反应,温度升高,平衡逆向移动,化学平衡常数减小,故A错误;
B.化学平衡常数的大小只与温度有关,与浓度、催化剂等无关,故B错误;
C.电离度与温度、浓度、同离子效应等有关,室温下Ka(HCN)<Ka(HF), HF的电离度不一定比HCN大,故C错误;
D.化学平衡常数只与温度有关,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)平衡后,仅增大压强,平衡向右移动,但K值不变,故D正确;
故选D。
12.烟气脱硫可有效减少引起的大气污染,同时还可得到有用产品。传统湿法脱硫多以碱性物质作吸收剂,新型脱硫方法选用离子液体(指在室温或接近室温时呈液态的盐类物质,由阴、阳离子组成)作吸收剂,通过物理和化学吸收实现脱硫。已知时,几种酸的电离常数: ,; ,;(乳酸)。传统湿法脱硫涉及的下列离子方程式中,正确的是
A.烟气与氧化镁浆液的反应:
B.烟气与石灰石浆液反应得到石膏:
C.烟气与氨水反应得到硫酸铵:
D.烟气与海水中的反应:
【答案】C
【详解】A.烟气与氧化镁浆液的反应,实质是二氧化硫和氢氧化镁的反应,氢氧化镁为固体,离子方程式中不可拆分,A错误;
B.烟气与石灰石浆液反应得到石膏:,B错误;
C.烟气与氨水反应并被氧气氧化后得到硫酸铵,方程式为:,C正确;
D.由碳酸和醋酸的电离常数可知,烟气与海水中的反应:,D错误;
故选C。
13.已知在25℃时,醋酸、次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为:
醋酸
次氯酸
碳酸
亚硫酸
(1)写出亚硫酸的第一步电离平衡常数表达式 。
(2)相同条件下,、、、的酸性由强到弱的顺序为 。
(3)在相同条件下,、、和结合的能力由弱到强的顺序是 。
(4)若保持温度不变,在醋酸溶液中通入少量气体,下列量会变小的是________(填字母序号,下同)。
A. B. C.醋酸的电离平衡常数
(5)下列离子方程式中错误的是 。
A少量通入次氯酸钠溶液中:
B.少量通入次氯酸钙溶液中:
C.过量通入氢氧化钠溶液中:
(6)用食醋浸泡有水垢的水壶,可以清除其中的水垢,通过该事实 (填“能”或“不能”)比较醋酸与碳酸的酸性强弱。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)A
(5)B
(6)能
【详解】(1)亚硫酸的电离平衡为:H2SO3⇌H++HSO,电离平衡常数表达式Ka1=;
(2)电离常数越大,酸性越强,由表格数据可知,、、、的酸性由强到弱的顺序为;
(3)如果对应的酸酸性越弱,则该离子越容易结合氢离子,由酸性:可知,,、、和结合的能力由弱到强的顺序是;
(4)若保持温度不变,在醋酸溶液中通入少量HCl(g),溶液中c(H+)增大而抑制醋酸电离,温度不变醋酸电离平衡常数不变,
A.抑制醋酸电离,则c(CH3COO-)变小,故A符合;
B.HCl完全电离导致溶液中c(H+)增大,故B不符合;
C.温度不变醋酸的电离平衡常数不变,故C不符合;
答案选A;
(5)A.酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,K(H2CO3)>K(HClO)>K(HCO),则酸性H2CO3>HClO>HCO,少量通入次氯酸钠溶液中的离子方程式为
故A正确;
B.SO2、次氯酸钙发生氧化还原反应,离子方程式为SO2+ClO-+Ca2++H2O═CaSO4↓+Cl-+2H+,故B错误;
C.过量CO2通入NaOH溶液中生成可溶性的碳酸氢钙,离子方程式为,故C正确;
答案选B;
(6)用食醋浸泡有水垢的水壶,可以清除其中的水垢,说明醋酸能与碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,由强酸制取弱酸的反应原理可知,醋酸的酸性大于碳酸;乙酸能与碳酸氢钠反应生成CO2气体,符合强酸制弱酸的原理,说明乙酸的酸性比碳酸强。
14.图表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃),回答下列各题:
酸
HCN
HClO
电离平衡常数()
(1)结合表中给出的电离常数回答下列问题:
①上述四种酸中,酸性最弱、最强的酸分别是 、 (用化学式表示),
②下列能使醋酸溶液中的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是 (填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的固体 D.加少量冰醋酸
③依据表中数据判断醋酸和次氯酸钠溶液能否反应,如果不能反应说出理由,如果能发生反应请写出相应的离子方程式 。
(2)已知草酸是一种二元弱酸,其电离常数,,写出草酸的电离方程式 、 ,试从电离平衡移动的角度解释的原因 。
【答案】(1) HCN HNO2 B
(2) 由于一级电离产生氢离子,增大了溶液中氢离子浓度,使电离平衡向左移动
【详解】(1)①四种酸都是一元酸,Ka越大,酸性越强,则四种酸中,酸性最弱的是HCN,酸性最强的是HNO2。
②A.升高温度,醋酸的电离平衡正向移动,醋酸的电离度增大,电离平衡常数增大,A错误;
B.加水稀释,醋酸的电离平衡正向移动,醋酸的电离程度增大,但是电离平衡常数不变,B正确;
C.加少量醋酸钠固体,溶液中醋酸根离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,醋酸电离程度减小,C错误;
D.加少量冰醋酸,醋酸浓度增大,虽然醋酸的电离平衡正向移动,但是醋酸的电离程度减小,D错误;
故答案选B;
③根据表中数据可知醋酸的酸性强于次氯酸,故醋酸能与次氯酸钠溶液反应,离子方程式为。
(2)草酸是一种二元弱酸,分步电离,其电离方程式为、;由于一级电离产生氢离子,增大了溶液中氢离子浓度,使电离平衡向左移动,故。
15.填空。
(1)一定温度下,现有a.盐酸,b.硫酸,c.醋酸三种酸。
①当三种酸体积相同,物质的量浓度相同时,使其恰好完全中和所需NaOH的物质的量由大到小的顺序是 (用a、b、c表示)。
②当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是 (用a、b、c表示)。
③当c(H+)相同、体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为 (用a、b、c表示)。
(2)已知亚磷酸(H3PO3)为二元酸,常温下,向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。
①写出亚磷酸电离的方程式: 、 。
②表示pH与lg的变化关系的曲线是 (填“I”或“II”)。
③根据图像计算亚磷酸的Ka1= 。
【答案】(1) b>a=c c>a=b a=b=c
(2) H3PO3⇌+H+ ⇌+H+ I 10-1.4
【详解】(1)①中和1molH2SO4消耗2molNaOH,中和1mol盐酸或醋酸,均消耗1molNaOH,当三种酸体积相同,物质的量浓度相同时,使其恰好完全中和所需NaOH的物质的量由大到小的顺序是b>a=c;
②硫酸和盐酸为强酸,完全电离,醋酸为弱酸,只发生了部分的电离,当三者c(H+)相同且体积也相同时,说明醋酸的浓度远远大于硫酸和盐酸,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是c>a=b;
③当c(H+)相同、体积相同时,若产生相同体积的H2(相同状况),由于开始时c(H+)相同,反应速率的大小关系为a=b=c;
(2)由于,,且Ka1>Ka2,由图像可知,相同的、时,曲线II对应的H+浓度较大,为一级电离曲线;
①亚磷酸电离的方程式H3PO3⇌+H+;⇌+H+;
②根据分析,表示pH与lg的变化关系的曲线是I;
③根据B点,。
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