内容正文:
化学反应原理(周星星·化学)
1
第二节 水的电离和溶液的 PH
第 1课时 水的电离和溶液的 pH
课前思考
弱电解质包括哪些?
弱电解质均存在电离平衡,那水的电离是怎样的?
一、水的电离
1.水的电离
(1)水是一种极弱的电解质,水的电离方程式为 H2O+H2O H3O++OH-或 H2O H++OH-
(2)水的电离常数表达式
)(
)()(
2OHc
OHcHcK
—
电离
因为水的电离极其微弱,在室温下 1L纯水(即 55.6 mol)只有 1×10-7mol H2O电离,电离前后 H2O的
物质的量几乎不变,因此 c(H2O)可以视为常数,上式可表示为:c (H+)·c (OH-)=K 电离·c (H2O)。其中常数
K 电离与常数 c(H2O)的积作为一新的常数,叫做水的离子积常数,简称水的离子积,记作 KW,即 KW= c(H
+)· c(OH-)
2.水的离子积常数(KW)
(1)表达式:KW=c(H+)·c(OH-)
(2)数值:室温(25 ℃)下,KW=1.0×10-14
(3)影响因素:KW只受温度影响,由于水的电离是吸热过程,温度升高,KW增大
(4)适用范围:Kw不仅适用于纯水(或其他中性溶液),也适用于酸、碱、盐的稀溶液,不管是哪种溶液,
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由水电离出的 c(H+)与 c(OH-)一定相等
(5)意义:Kw揭示了在任何水溶液中均存在 H+、OH-,只要温度不变,KW不变
注意
①水的离子积常数 KW=c(H+)·c(OH-),其实质是水溶液中的H+和OH-浓度的乘积,不一定是水
电离出的H+和OH-浓度的乘积
②25 ℃时,KW=1×10-14,100 ℃时,KW=1×10-12
3.影响水的电离平衡的因素
(1)温度(升高温度,促进水的电离):水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向右移动,电离程
度增大,c(H+)和 c(OH-)同时增大,KW增大,但由于 c(H+)和 c(OH-)始终保持相等,故仍呈中性
(2)加入酸、碱或强酸的酸式盐(抑制水的电离):向纯水中加入酸(强酸或弱酸)、碱(强碱或弱碱)、强酸的
酸式盐(NaHSO4)或以电离为主的多元弱酸的酸式盐(NaHSO3),由于酸(碱)电离产生的 H+(OH-),使溶
液中 c(H+)或 c(OH-)增大,使水的电离平衡左移,水的电离程度减小
(3)含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐(促进水的电离):在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐,
由于它们能跟水电离出的 H+和 OH-结合生成难电离物,使水的电离平衡右移,水的电离程度增大
(4)加入活泼金属(促进水的电离):向纯水中加入金属钠,由于活泼金属能与水电离的 H+直接作用,产生
氢气,促进水的电离
H2O H++OH- ΔH>0
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) 水的电离程度 Kw
升高温度
加入 HCl(g)
加入 NaOH(s)
加入 NaHSO4(s)
加入金属 Na
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4.水的离子积表达式的应用:在水溶液中,均存在水的电离平衡,因此在表达式中,c(H+)、c(OH-)表
示整个溶液总物质的量浓度,KW=c(H+)溶液·c(OH-)溶液
(1)纯水中:KW=c(H+)水·c(OH-)水
(2)酸溶液中:KW=[c(H+)酸+c(H+)水]·c(OH-)水,由于 c(H+)酸>>c(H+)水,故忽略水电离出的 H+
即:KW=c(H+)酸·c(OH-)水,但由水电离出来的:c(H+)水=c(OH-)水
例:计算 25℃,0.1 mol·L-1 的 HCl 中,c(H+)酸= ,c(H+)水= ,c(OH-)水
= ,由水电离出的 c(H+)水·c(OH-)水=____________
(3)碱溶液中:KW=c(H+)水·[c(OH-)碱+c(OH-)水],由于 c(OH-)碱>>c(OH-)水,故忽略水电离出的 OH-
即:KW=c(H+)水·c(OH-)碱,但由水电离出来的:c(H+)水=c(OH-)水
例:计算 25℃,0.1 mol·L-1的 NaOH 中,c(H+)水= ,c(OH-)碱= ,c(OH-)水
= ,由水电离出的 c(H+)水·c(OH-)水=____________
注意
①在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的 c(H+)与 c(OH-)一定相等
②室温下,由水电离出的 c 水(H+)或 c 水(OH-)<10-7 mol·L-1时,可能是加酸或加碱抑制了水的电离
③给水加热,水的电离程度增大,c(H+)>10-7 mol·L-1,pH<7,但水仍显中性
【对点训练 1】
1.下列有关“水”的说法正确的是( )
A.水是强电解质
B.氢氧两种元素只能组成水
C.水的电子式可表示为:
D.水的电离方程式可表 示为: 2 2 3H O H O H O OH
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2.常温下,0.1 mol·L-1的 NaOH溶液中由水电离出的 OH-的物质的量浓度为( )
A.0.1 mol·L-1 B.1.0×10-13 mol·L-1
C.1.0×10-7 mol·L-1 D.无法确定
3.25℃时,相同物质的量浓度的下列溶液:①NaCl、②NaOH、③H2SO4,其中水的电离程度按由大到
小顺序排列的一组是( )
A.③>②>① B.②>③>① C.①>②>③ D.③>①>②
4.水的电离过程为 H2O H++OH-,在 25℃时,水的离子积 Kw=1.0×10-14;在 35℃时,水的离
子积 Kw=2.1×10-14。则下列叙述正确的是( )
A.c(H+)随着温度的升高而降低 B.35℃时,c(H+)>c(OH-)
C.35℃时的水比 25℃时的水电离程度小 D.水的电离是吸热过程
5.在相同温度下,0.01 mol·L-1的 NaOH 溶液和 0.01 mol·L-1的盐酸相比较,下列说法正确的是( )
A.由水电离出的 c(H+)相等 B.由水电离出的 c(H+)都是 1.0×10-12 mol·L-1
C.由水电离出的 c(OH-)都是 0.01 mol·L-1 D.两者都促进了水的电离
6.常温下,下列三种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为( )
①1 mol·L-1的盐酸 ②0.1 mol·L-1的盐酸 ③0.01 mol·L-1的 NaOH
A.1∶10∶100 B.0∶1∶12 C.14∶13∶12 D.14∶13∶2
7.室温下,若溶液中由水电离产生的 c(OH-)=1×10-14 mol·L-1,满足此条件的溶液中一定可以大量共
存的离子组是( )
A.Al3+、Na+、NO-3、Cl- B.K+、Na+、Cl-、NO-3
C.K+、Na+、Cl-、AlO-2 D.K+、NH+4、SO2-4 、NO-3
8.某温度下,向 c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入 NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液中 c(H
+)=
1×10-3 mol·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是( )
A.该温度高于 25 ℃ B.由水电离出来的 H+的浓度为 1×10-11 mol·L-1
C.加入 NaHSO4晶体抑制水的电离 D.取该溶液加水稀释 100倍,溶液中的 c(OH-)增大
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9.已知液氨的性质与水相似。T℃时,NH3+NH3 NH+4+NH-2,NH +4的平衡浓度为 1×10-15 mol·L
-1,则下列说法正确的是( )
A.在此温度下液氨的离子积为 1×10-17
B.在液氨中放入金属钠,可生成 NaNH2
C.恒温下,在液氨中加入 NH4Cl,可使液氨的离子积减小
D.降温,可使液氨电离平衡逆向移动,且 c(NH+4 )<c(NH-2 )
10.常温下,某溶液中由水电离出来的 c(H+)=1.0×10-11 mol·L-1,该溶液可能是________
①二氧化硫的水溶液 ②氯化钠水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液
二、溶液的酸碱性与 pH
1.溶液的酸碱性
(1)溶液的酸碱性:溶液酸碱性的判断标准是溶液中 c(H+)与 c(OH-)的相对大小
(2)溶液的酸碱性与 c(H+)和 c(OH-)的关系
c(H+)与 c(OH-)相对大小 c(H+)/mol·L-1的范围(25 ℃)
中性溶液 c(OH-)=c(H+) c(H+)=1.0×10-7
酸性溶液 c(OH-)<c(H+) c(H+)>1.0×10-7
碱性溶液 c(OH-)>c(H+) c(H+)<1.0×10-7
(3)溶液的 pH 与 c(H+)及酸碱性的关系
①pH 的定义:pH是 c(H+)的负对数,其表达式是 pH=-lg c(H+)
②pH 的意义:pH越大,溶液的碱性越强;pH越小,溶液的酸性越强
③溶液酸碱性与 pH 的关系(常温下):pH<7,为酸性溶液;pH=7,为中性溶液;pH>7,为碱性溶
液
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④pH 的适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1
注意
①酸性(碱性)溶液并不一定是酸类(碱类)物质
②判断溶液的酸碱性不能根据 c(H+)和 c (OH –)绝对大小,而应比较二者相对大小,不受温度影响
③溶液的酸碱性也不能根据 pH来判断,如:pH=7 的溶液不一定为中性溶液,100℃时,pH=6 为中
性溶液
④当 c(H+)或 c(OH-)大于 1 mol·L-1时,通常用 c(H+)或 c(OH-)直接表示
⑤当 c(H+)或 c(OH-)小于或等于 1 mol·L-1时,通常用 pH表示
2.溶液酸碱性的测定方法
(1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的 pH 范围)
指示剂 变色范围(颜色与 pH的关系)
石蕊 <5.0红色 5.0~8.0紫色 >8.0蓝色
酚酞 <8.2无色 8.2~10.0浅红色 >10.0红色
甲基橙 <3.1红色 3.1~4.4橙色 >4.4黄色
(2)利用 pH试纸测定
①使用 pH 试纸的正确操作:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待
测液点在试纸的中央,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出 pH
②pH 试纸分类
a.广泛 pH试纸:其 pH范围是 0~14(最常用),可以识别的 pH差约为 1,只能读整数
b.精密 pH试纸:可判别 0.2或 0.3的 pH差值
c.专用 pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用 pH试纸
(3)用 pH 计测量:pH计也叫酸度计,该仪器可精密测量溶液的 pH。其量程为 0~14,可精确测定试液
的 pH(读至小数点后 2位)
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注意
①pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释可能产生误差
②pH 试纸不能测漂白性的物质的 pH(如:氯水、次氯酸盐、浓硝酸),pH 试纸不能测脱水性的物质
的 pH(如:浓硫酸)
3.pH的应用
(1)医疗上:血液中的 pH是诊断疾病的一个重要参数,而利用药物调控血液的 pH是辅助治疗的重要手段
之一
(2)生活中:人们使用的护发素的主要功能也是调节头发的 pH,使之达到适宜的酸碱度
(3)环保领域:酸性和碱性废水的处理常利用中和反应,处理过程中可利用 pH自动测定仪进行检测和控
制
(4)农业生产中:各种农作物生长都对土壤的 pH范围有一定的要求
(5)科学实验和工农业生产中:溶液 pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。
如在用于测定酸碱溶液浓度的酸碱中和反应滴定中,溶液 pH的变化是判断滴定终点的依据
【对点训练 2】
1.柠檬是有药用价值的水果之一,对人体十分有益。鲜柠檬维生素含量极为丰富,是美容的天然佳品,
能防止和消除皮肤色素沉着,具有美白作用。已知在常温下柠檬水中的 c(OH-)=1×10-11 mol/L,则其
pH等于( )
A.11 B.7 C.5 D.3
2.25℃的下列溶液中,碱性最强的是( )
A.pH=11的溶液 B.c(OH-)=0.12 mol·L-1的溶液
C.含有 4 g NaOH的 1 L溶液 D.c(H+)=1×10-10 mol·L-1的溶液
3.常温下,下列溶液中酸性一定最弱的是( )
A.pH=4 B.c(H+)=1×10-3 mol·L-1
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C.c(OH-)=1×10-11 mol·L-1 D. cH
+
cOH-
=1012
4.下列溶液一定呈中性的是( )
A.由非电解质溶于水得到的溶液
B.c(OH-)、c(H+)均为 5.0×10-7 mol·L-1的溶液
C.等物质的量的强酸与强碱反应得到的溶液
D.将 c(OH-)=10-5 mol·L-1的烧碱溶液稀释到原来的 100倍所得到的溶液
5.下列有关溶液的酸碱性与 pH的说法错误的是( )
A.溶液 pH越小,酸性越强,反之,碱性越强
B.pH<7的溶液可能呈酸性
C.当溶液中的 c(H+)或 c(OH-)较小时,用 pH表示其酸碱度更为方便
D.把 pH试纸直接插入待测溶液中,测其 pH
6.能抑制水的电离,并使溶液中 c(H+)>c(OH-)的操作是( )
①将水加热煮沸 ②向水中投入一小块金属钠
③向水中通 CO2 ④向水中通 NH3
A.①③ B.①③④ C.③ D.②④
7.已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为 amol·L-1的一元酸HA与bmol·L-1的一元碱 BOH
等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( )
A.a=b B.混合溶液的 pH=7
C.混合溶液中,c(H+)= Kw mol·L-1 D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
8.用 pH试纸测定溶液 pH的正确操作是( )
A.将一小块试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中央,再与标准比色卡对照
B.将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中央,再与标准比
色卡对照
C.将一小条试纸在待测液中蘸一下,取出后放在表面皿上,与标准比色卡对照
D.将一小条试纸先用蒸馏水润湿后,在待测液中蘸一下,取出后与标准比色卡对照
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9.pOH也可以表 示溶液的酸碱度,已知 pOH=-lgc(OH-),常温下,0.1 mol·L-1的下列溶液中 pOH最大
的是( )
A.HCl B.NaOH C.CH3COOH D.NH3·H2O
三、pH 的计算 (25 ℃) [已知:lg2=0.3;lg3=0.48]
1.单一溶液的 pH 计算
(1)求强酸溶液的 pH:已知 c mol·L-1 的 HnA强酸溶液,则 c(H+)=nc mol·L-1; ncHcpH lglg )(
【对点训练 3】
1.计算 25 ℃时 1×10-3mol·L-1HCl溶液的 pH?
2.计算 25 ℃时 1×10-3mol·L-1 H2SO4溶液的 pH?
3.计算 25 ℃时 pH=1的 HCl溶液的物质的量浓度为多少?
4.计算 25 ℃时 pH=1的 H2SO4溶液的物质的量浓度为多少?
(2)求强碱溶液的 pH:已知 c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液,则 c(OH-)=nc mol·L-1;
nc
K
OHc
KHc ww
)(
)(
;
ncnc
K
Hc
w
pH lg14lglg )(
(求碱溶液 pH时注意转换)
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【对点训练 4】
1.计算 25 ℃时 0.1 mol·L-1 NaOH溶液的 pH?
2.计算 25 ℃时 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液的 pH?
3.计算 25 ℃时 pH=12的 NaOH溶液的物质的量浓度为多少?
4.计算 25 ℃时 pH=12的 Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为多少?
(3)求一元弱酸溶液的 pH
【对点训练 5】
1.已知常温下浓度为 0.01 mol·L-1的 CH3COOH溶液的电离度为 1%,求该溶液的 pH值?
2.已知常温下浓度为 0.01 mol·L-1的 CH3COOH溶液的电离常数为 1.8×10-5,求该溶液的 pH值?
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(4)求一元弱碱溶液的 pH
【对点训练 6】
1.已知常温下浓度为 0.01 mol·L-1的氨水溶液的电离度为 1%,求该溶液的 pH值?
2.已知常温下浓度为 0.01 mol·L-1的氨水溶液的电离常数为 1.8×10-5,求该溶液的 pH值?
2.酸碱溶液混合后 pH的计算
(1)强酸与强酸混合 (稀溶液体积变化忽略)
两强酸混合:先求混合后的 c(H+)混,
21
2211 )()()(
VV
VHcVHcHc
混 ,然后再求 pH
速算规律: pH相差 2个单位以上的强酸等体积混合,混合后的 pH 混=pH 小+0.3
【对点训练 7】
1.1 L 0.1 mol·L-1HCl与 2 L 0.2 mol·L-1HCl混合,求该混合溶液的 pH值
2.将 pH=1和 pH=3的盐酸溶液等体积混合,求该混合溶液的 pH值
3.将 pH=2的 H2SO4溶液与 pH=4的 H2SO4溶液等体积混合后,求溶液的 pH值
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(2)强碱与强碱混合 (稀溶液体积变化忽略)
两强碱混合:先计算
21
2211 )()()(
__
_
VV
VOHcVOHcOHc
混 ,再求
混)(
)( w
OHc
KHc ,最后求
pH
速算规律:pH相差 2个单位以上的强碱等体积混合,混合后的 pH 混=pH 大-0.3
【对点训练 8】
1.1L 0.1 mol·L-1NaOH与 2L 0.2 mol·L-1Ba(OH)2混合,求该混合溶液的 pH值
2.将 pH=11和 pH=13的 NaOH溶液等体积混合,求该混合溶液的 pH值
3.将 pH=8的 NaOH溶液与 pH=10的 NaOH溶液等体积混合后,求溶液的 pH值
3.强酸与强碱混合:根据 n(H+)与 n(OH-)的相对大小先判断酸、碱的过量情况 (稀溶液体积变化忽略)
(1)恰好完全反应:溶液呈中性,pH=7 (25 ℃)
(2)若酸过量[n(H+)>n(OH-)]:先求
碱酸
碱碱酸酸
VV
VOHcVHc
Hc
)()()( ,再求 pH
(3) 若 碱 过 量 [n(OH - ) > n(H + )] : 先 求
碱酸
酸酸碱碱
VV
VHcVOHc
OHc
)()()( , 再 求
混)(
)( w
OHc
KHc ,最后求 pH。
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【对点训练 9】
1.常温下 pH=4的 HCl和 pH=10的 NaOH分别按体积比为 1:1,11:9,9:11混合,分别求三种情
况下溶液的 pH值
4.常温下,酸与碱 pH之和为 14,等体积混合
(1)若为强酸与强碱,则混合后 pH=7
(2)若为强酸与弱碱,则混合后 pH>7
(3)若为弱酸与强碱,则混合后 pH<7
【对点训练 10】
1.在室温下,等体积的酸和碱的溶液混合后,pH一定大于 7的是( )
A.pH=3的硝酸跟 pH=11的氢氧化钾溶液 B.pH=3的盐酸跟 pH=11的氨水
C.pH=3硫酸跟 pH=11的氢氧化钠溶液 D.pH=3的磷酸跟 pH=11的氢氧化钾溶液
四、溶液的稀释与 pH
1.酸碱溶液稀释时 pH的变化
酸(pH=a) 碱(pH=b)
弱酸 强酸 弱碱 强碱
稀释 10n倍 pH<a+n pH=a+n pH>b-n pH=b-n
无限稀释 pH趋向于 7
2.酸或碱溶液稀释时 pH 的变化图像
(1)pH 相等的酸或碱溶液稀释后溶液 pH的变化示意图
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(2)c 相等的酸或碱溶液稀释后溶液 pH的变化示意图
【微点拨】可以看出无论是 c相等还是 pH相等,加水稀释相同倍数 pH变化大的都是强酸或强碱
3.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同 pH的盐酸、醋酸加水稀释的图像
加水稀释相同的倍数 加水稀释到相同的 pH
盐酸的 pH大 醋酸加入的水多
(2)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释的图像
加水稀释相同的倍数 加水稀释到相同的 pH
醋酸的 pH大 盐酸加入的水多
【对点训练 11】
1.在室温下,下列叙述正确的是( )
A.将 1 mL pH=3的一元酸溶液稀释到 10 mL,若溶液的 pH<4,则此酸为弱酸
B.将 1 mL 1.0×10-5 mol·L-1盐酸稀释到 1 000 mL,得到 pH=8的盐酸
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C.用 pH=1的盐酸分别中和 1 mL pH=13的 NaOH溶液和氨水,NaOH消耗盐酸的体积大
D.pH=2的盐酸与 pH=1的硫酸比较,c(Cl-)=c(SO2-4 )
2.常温下,关于溶液的稀释下列说法正确的是( )
A.pH=3的醋酸溶液稀释 100倍,pH=5
B.pH=4的 H2SO4溶液加水稀释 100倍,溶液中由水电离产生的 c(H+)=1×10-6 mol·L-1
C.将 1 L 0.1 mol·L-1的 Ba(OH)2溶液稀释为 2 L,pH=13
D.pH=8的 NaOH溶液稀释 100倍,其 pH=6
3.pH=2的 a、b两种酸溶液各 1 mL,分别加水稀释到 1 000 mL,其中 pH与溶液体积 V的关系如图所
示。下列说法正确的是( )
A.a、b两酸溶液的物质的量浓度一定相等 B.稀释后,a酸溶液的酸性比 b酸溶液强
C.x=6时,a是强酸,b是弱酸 D.若 a、b都是弱酸,则 2<x<5
4.浓度均为 0.10 mol·L-1、体积均为 V0的MOH 和 ROH溶液,分别加水稀释至体积 V,pH随 lg V
V0
的变
化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.MOH 的碱性强于 ROH的碱性 B.ROH的电离程度:b点大于 a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的 c(OH-)相等 D.当 lgV
V0
=2时,若两溶液同时升高温度,则c
M+
cR+
增大
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5.常温下,按要求完成关于溶液稀释的问题。
(1)将 1 L 0.1 mol·L-1的 Ba(OH)2溶液加水稀释为 2 L,pH=________
(2)pH=4的 H2SO4溶液加水稀释 100倍,溶液中由水电离产生的 c(H+)=________
(3)体积相同、pH均为 3的盐酸和醋酸,加入水稀释至 a mL和 b mL,测得稀释后溶液的 pH均为 5,则
a______(填“>”“<”或“=”)b
(4)pH=5的硫酸稀释 10 000倍后,c(H+)∶c(SO2-4 )=________
6.(1)体积相同,浓度均为 0.2 mol·L-1的盐酸和 CH3COOH溶液,分别加水稀释 10倍,溶液的 pH分别
变成 m和 n,则 m与 n的关系为__________________
(2)体积相同,浓度均为 0.2 mol·L-1的盐酸和 CH3COOH溶液,分别加水稀释 m倍、n倍,溶液的 pH都
变成 3,则 m与 n的关系为________________
(3)体积相同,pH均等于 1的盐酸和 CH3COOH溶液,分别加水稀释 m倍、n倍,溶液的 pH都变成 3,
则 m与 n的关系为_________________
(4)体积相同,pH均等于 13的氨水和 NaOH溶液,分别加水稀释 m倍、n倍,溶液的 pH都变成 9,则 m
与 n的关系为_________________
7.(1)下列溶液一定呈中性的是___________。
A.pH=7的溶液 B.c(H+)=10-7 mol·L-1的溶液
C.c(H+)/c(OH-)=10-14的溶液 D.氨水和氯化铵的混合液中 c(H+)=c(OH-)
(2)已知 T℃时,Kw=1×10-13,则 T℃___________25 ℃(填“>”“<”或“=”)。在 T℃时将 pH=12的 NaOH溶
液 a L与 pH=1的硫酸 b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的 pH=11,则
a∶b=___________。
(3)25 ℃时,有 pH=x的盐酸和 pH=y的氢氧化钠溶液(x≤6,y≥8),取 a L该盐酸与 b L该氢氧化钠溶液
反应,恰好完全中和,则两溶液的 pH的关系式 x+y为___________(用 a、b表示)。
化学反应原理(周星星·化学)
17
1.25℃时,某溶液中由水电离产生的 c(H+)和 c(OH-)的乘积为 1×10-18,则下列说法正确的是( )
A.该溶液的 pH一定为 9 B.该溶液的 pH可能为 5
C.该溶液的 pH可能为 7 D.不会有这样的溶液
2.已知常温下 0.01 mol·L-1 CH3COOH 溶液中 c(H+)=4.32×10-4 mol·L-1,则该 CH3COOH溶液中水的
离子积常数( )
A.<1×10-14 B.>1×10-14 C.=1×10-14 D.无法确定
3.常温下,取浓度相同的 NaOH 和 HCl 溶液,以 3∶2体积比相混合,所得溶液的 pH 等于 12,则原溶液
的浓度为( )
A.0.01mol·L-1 B.0.17mol·L-1 C.0.05mol·L-1 D.0.50mol·L-1
4.25 ℃时,在等体积的①0.5 mol·L-1的 H2SO4溶液;②0.05 mol·L-1的 Ba(OH)2溶液;③1 mol·L-1的
NaCl溶液;④纯水中由水电离出的 H+的物质的量之比是( )
A.1∶10∶107∶107 B.107∶107∶1∶1 C.107∶106∶2∶2 D.107∶106∶(2×107)∶2
5.常温下,下列叙述不正确的是( )
A.c(H+)>c(OH-)的溶液一定显酸性
B.pH=3的弱酸溶液与 pH=11的强碱溶液等体积混合后溶液呈酸性
C.pH=5的硫酸溶液稀释到原来的 500倍,稀释后 c(SO2-4 )与 c(H+)之比约为 1∶10
D.中和 10 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液与 100 mL 0.01 mol·L-1醋酸溶液所需 NaOH的物质的量不同
6.下列叙述正确的是( )
A.95 ℃纯水的 pH<7,说明加热可导致水呈酸性
B.室温下,pH=3的醋酸溶液,稀释 10倍后 pH=4
C.室温下,pH=3的醋酸溶液与 pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后 pH=7
D.0.2 mol·L-1的盐酸与等体积水混合后 pH=1
化学反应原理(周星星·化学)
18
7.用 pH试纸测定某无色溶液的 pH时,规范的操作是( )
A.将 pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化,并跟标准比色卡比较
B.将溶液倒在 pH试纸上跟标准比色卡比较
C.用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在 pH试纸上,跟标准比色卡比较
D.在试管内放入少量溶液,煮沸,把 pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较
8.为更合理地表示溶液的酸碱性,科学家提出“酸度”(用 AG表示)概念,AG=lg
cH+
cOH- 。下列叙述
中正确的是( )
①任何温度下,纯水的 AG等于 0 ②溶液的 AG越小,酸性越强
③25 ℃时,0.1 mol·L-1盐酸的 AG=12 ④25 ℃时,某溶液的 AG=-10,其 pH=10
A.①③ B.②④
C.①② D.③④
9.25℃时,体积为 Va、pH=a的某一元强酸溶液与体积为 Vb、pH=b的某一元强碱溶液均匀混合后,
溶液的 pH=7,已知 b=6a,Va<Vb,下列有关 a的说法正确的是( )
A.a可能等于 1 B.a一定大于 2 C.a一定小于 2 D.a一定等于 2
10.已知常温时 HClO 的 Ka=3.0×10-8,HF 的 Ka=3.5×10-4,现将 pH和体积都相同的次氯酸和氢氟
酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅱ为氢氟酸稀释时 pH变化曲线
B.取 a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的 NaOH溶液,消耗氢氟酸的体积较小
C.b点溶液中水的电离程度比 c点溶液中水的电离程度小
D.从 b点到 d点,溶液中 cR
-
cHR·cOH-
保持不变(HR代表 HClO 或 HF)
化学反应原理(周星星·化学)
19
11.某温度下,等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,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表示的是盐酸的变化曲线
B.b点溶液的导电性比 c点溶液的导电性强
C.取等体积的 a点、b点对应的溶液,消耗的 NaOH的量相同
D.b点酸的总浓度大于 a点酸的总浓度
12.25℃时,若 pH=a的 10体积某强酸溶液与 pH=b的 1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合
之前该强酸的 pH与强碱的 pH之间应满足的关系( )
A.a+b=14 B.a+b=13 C.a+b=15 D.a+b=7
13.常温下,将 pH=1的硫酸溶液平均分成两等份,一份加入适量水,另一份加入与该硫酸溶液物质的
量浓度相同的氢氧化钠溶液,两者 pH都增大了 1。则加入水和加入 NaOH 溶液的体积比约为( )
A.11∶1 B.10∶1 C.6∶1 D.5∶1
14.某温度下,HNO2和 CH3COOH的电离常数分别为 5.0×10-4和 1.7×10-5。将 pH和体积均相同的两
种酸溶液分别稀释,其 pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表 HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从 c点到 d点,溶液中cHA·cOH
-
cA-
保持不变(其中 HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积 a点的两溶液分别与 NaOH恰好中和后,溶液中 n(Na+)相同
化学反应原理(周星星·化学)
20
15.25 ℃时,水溶液中 c(H+)与 c(OH-)的变化关系如图所示,下列判断错误的是( )
A.ac曲线上的任意一点都有 c(H+)·c(OH-)=10-14
B.bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C.d点对应溶液的温度高于 25℃,pH<7
D.c点溶液不可能是盐溶液
16.如图表示水中 c(H+)和 c(OH-)的关系,下列判断错误的是( )
A.两条曲线间任意点均有 c(H+)·c(OH-)=Kw
B.M区域内(边界除外)任意点均有 c(H+)<c(OH-)
C.温度:T1<T2
D.XZ线段上任意点均有 pH=7
17.常温下,浓度均为 c0、体积均为 V0的MOH和 ROH两种碱液分别加水稀释至体积为 V,溶液 pH随
lg V
V0
的变化如图甲所示;当 pH=b时,两曲线出现交叉点 x,如图乙所示。下列叙述正确的是( )
化学反应原理(周星星·化学)
21
A.c0、V0均不能确定其数值大小
B.电离常数 Kb(MOH)≈1.1×10-4
C.x点处两种溶液中水的电离程度相等
D.lg V
V0
相同时,将两种溶液同时升高相同的温度,则
cR+
cM+
增大
18.水的电离常数如图两条曲线所示,曲线中的点都符合 c(H+)·c(OH-)=常数,下列说法错误的是( )
A.图中温度 T1>T2
B.图中五点 Kw间的关系:B>C>A=D=E
C.曲线 a、b均代表纯水的电离情况
D.若处在 B点时,将 pH=2的硫酸溶液与 pH=12的 KOH溶液等体积混合后,溶液显碱性
19.下表是不同温度下水的离子积数据,试回答以下问题:
温度/℃ 25 t1 t2
水的离子积 Kw 1×10-14 a 1×10-12
(1)若 25<t1<t2,则 a________(填“>”“<”或“=”)1×10-14
(2)25℃时,某 Na2SO4溶液中 c(SO2-4 )=5×10-4 mol·L-1,取该溶液 1 mL加水稀释至 10 mL,则稀释后
溶液中
c(Na+)∶c(OH-)=________
(3)在 t2 ℃,pH=10的 NaOH溶液中,水电离产生的 OH-浓度为________________
(4)在 t2 ℃时由水电离出的 c(H+)=1×10-6 mol·L-1。若该温度下,某溶液的 pH=7,则该溶液________(填
字母)。
a.呈中性 b.呈碱性 c.呈酸性 d.c(OH-)=100c(H+)
化学反应原理(周星星·化学)
22
20.(1)某温度(T℃)时,测得 0.01 mol·L-1 NaOH溶液的 pH=11,则该温度下水的 Kw=________
(2)在此温度下,将 pH=a的 NaOH溶液 Va L与 pH=b的 H2SO4溶液 Vb L混合
①若所得混合液为中性,且 a=11,b=3,则 Va∶Vb=________
②若所得混合液为中性,且 Va∶Vb=10∶1,则 a+b=__________
③若所得混合液的 pH=10,且 a=12,b=2,则 Va∶Vb=________
21.室温下,有一 pH为 12的 NaOH溶液 100 mL,如果在忽略溶液混合时的体积变化下将其 pH降为 11,
则:
(1)若用蒸馏水应加入________mL
(2)若用 pH=10的 NaOH溶液,应加入______mL
(3)若用 pH=2的盐酸,应加入________mL
(4)若用 0.01 mol·L-1硫酸,应加入________mL
22.25℃时,若体积为 Va、pH=a的某一元强酸与体积 Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已
知:
Va<Vb和 a=0.5b。请填写下列空白:
(1)a值可否等于3(填“可”或“否”)________,其理由是_____________________________________________
(2)a值可否等于5(填“可”或“否”)________,其理由是_____________________________________________
(3)a的取值范围是_______________________________________
23.在水的电离平衡中,c(H+)和 c(OH-)的关系如图所示:
(1)A 点水的离子积为 1×10- 14,B 点水的离子积为__________。造成水的离子积变化的原因是
______________
化学反应原理(周星星·化学)
23
(2)下列说法正确的是________(填字母)。
a.图中 A、B、D三点处 Kw的大小关系:B>A>D b.AB线上任意点的溶液均显中性
c.B点溶液的 pH=6,显酸性 d.图中温度 T1>T2
(3)T2 ℃时,若向溶液中滴加盐酸,能否使体系处于 B点位置?为什么?_____________________________
(4)T2 ℃时,若盐酸中 c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的 c(H+)=________________
化学反应原理(周星星·化学)
24
答案及解析
一、
3、
H2O H++OH- ΔH>0
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) 水的电离程度 Kw
升高温度 右移 增大 增大 增大 增大
加入HCl(g) 左移 增大 减小 减小 不变
加入NaOH(s) 左移 减小 增大 减小 不变
加入NaHSO4(s) 左移 增大 减小 减小 不变
加入金属Na 右移 减小 增大 增大 不变
【对点训练 1】
1.【答案】D
【详解】
A.水是弱电解质,故 A错误;
B.氢氧两种元素能组成水、过氧化氢,故 B错误;
C.水是共价化合物,电子式可表示为 ,故 C错误;
D.水是弱电解质,电离方程式可表示为 2 2 3H O H O H O OH
,故D正确;
选D。
2.【答案】B
化学反应原理(周星星·化学)
25
【详解】
NaOH 为强碱,在水溶液中完全电离为Na+和OH-,水电离出的OH-很少,可以忽略不计,所以 0.1 mol·L-1
的NaOH 溶液中 c(OH-)=0.1 mol·L-1,则由水电离出的 c 水(OH-)=c 水(H+)=
14
wK 10=
c O .1H 0
mol·L-1=1.0
×10-13 mol·L-1。。
答案选 B。
3.【答案】C
【详解】
2 4NaOH H SO、 抑制水的电离,NaCl 不影响水的电离平衡, 2 4H SO 为二元强酸,电离产生的 Hc 大于
NaOH 电离产生的 OHc ,对水的抑制程度更大,故水的电离程度按由大到小的顺序为①>②>③,故
答案为:C。
4.D。解析:由题中条件可以看出,温度升高时,Kw增大。25 ℃时,c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1;35 ℃
时,
c(H+)=c(OH-)≈1.45×10-7 mol·L-1。温度升高,c(H+) 和 c(OH-) 都增大,且始终相等,水的电离程
度也增大,因温度升高平衡向正反应方向移动,故水的电离为吸热过程。
5.A。解析 A项,二者 c(H+)、c(OH-)相同,对水电离抑制程度相同;B、C 项,没有告诉温度,Kw
不知,无法求水电离出的 c(H+)H2O、c(OH-)H2O;D项,二者均抑制水电离。
6.A。解析:①1 mol·L-1的盐酸中由水电离出的氢离子浓度为
10-14
1
mol·L-1=10-14 mol·L-1,
②0.1 mol·L-1的盐酸中由水电离出的氢离子浓度为
10-14
0.1
mol·L-1=10-13 mol·L-1,
③0.01 mol·L-1的NaOH 中由水电离出的氢离子浓度为
10-14
0.01
mol·L-1=10-12 mol·L-1,
由水电离出的氢离子浓度之比为 10-14 mol·L-1∶10-13 mol·L-1∶10-12 mol·L-1=1∶10∶100,故选 A。
化学反应原理(周星星·化学)
26
7.B。解析:溶液中由水电离产生的 c(OH-)=1×10-14 mol·L-1,溶液的 pH为 0 或 14,溶液呈酸性或
碱性。A项,Al3+与OH-不能大量共存;C项,AlO -2 与H+不能大量共存;D项,NH +4 与OH-不能大
量共存。
8.B。解析:25 ℃时,纯水中 c(H+)=1×10-7 mol·L-1,c(H+)=1×10-6 mol·L-1说明水的电离得到促
进,故 T>25 ℃,A项正确;c(H+)=1×10-6 mol·L-1,水的离子积常数为 1×10-12,Kw=c(H+)·c(OH
-),当 c(H+)=1×10-3 mol·L-1时,c(OH-)=1×10-9 mol·L-1,故由水电离出来的 c(H+)=1×10-9 mol·L
-1,B项错误;NaHSO4电离生成氢离子,对水的电离起抑制作用,水的电离程度减小,C项正确;温度不
变时,Kw不变,加水稀释,c(H+)减小,Kw=c(H+)·c(OH-),所以 c(OH-)增大,D项正确。
9.B。解析:由电离方程式知,NH +4 与NH -2 的离子平衡浓度相等,都为 1×10-15 mol·L-1,根据水的
离子积得液氨的离子积 K=c(NH-2 )·c(NH+4 )=1×10-30,A项错误;离子积只与温度有关,与离子浓度
无关,C项错误;因为电离吸热,所以降温平衡逆向移动,c(NH+4 )、c(NH-2 )都减小但相等,D项错误。
10.①④
解析:某溶液中由水电离出来的 c(H+)=1.0×10-11 mol·L-1,说明溶液既可能呈酸性,也可能呈碱性。
①SO2+H2O H2SO3,H2SO3 HSO-3 +H+,HSO-3 SO2-3 +H+,溶液呈酸性;④NaOH===Na
++OH-,溶液呈碱性。
【对点训练 2】
1.D。解析:c(OH-)=10-11mol/L,则 c(H+)=
Kw
c OH-
=
1.0×10-14
1×10-11
=1×10-3 mol/L,pH=3。
2.B。解析:A项,c(OH-)=10-3 mol·L-1;B 项,c(OH-)=0.12 mol·L-1;C 项,c(OH-)=0.1
mol·L-1;D项,c(OH-)=10-4 mol·L-1。
3.A
4.B。解析:SO2 是非电解质,溶于水得到亚硫酸溶液,呈酸性,A项错误;c(H+)、c(OH-)均为 5.0
×10-7 mol·L-1 的溶液,c(H+)=c(OH-),所以溶液呈中性,B项正确;等物质的量的硫酸与氢氧
化学反应原理(周星星·化学)
27
化钠反应得到的溶液呈酸性,C项错误;将 c(OH-)=10-5 mol·L-1 的烧碱溶液稀释至原来的 100 倍
所得到的溶液仍呈碱性,D项错误。
5.D。解析:A 项,因 pH=-lgc(H+),所以 pH 越小,c(H+)越大,酸性越强;pH 越大,c(H+)越小,
则 c(OH-)越大,碱性越强,正确;B项,在常温下,pH<7 的溶液呈酸性,正确;C项,当 c(H+)或 c(OH
-)小于 1 mol·L-1时,使用 pH表示其酸碱度更为方便,正确;D项,用 pH试纸测溶液 pH时,不能把
pH试纸直接插入溶液中,正确的做法为取一片 pH试纸,放在洁净的表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取
待测液点于试纸中央,然后与标准比色卡对照读取数据,D项错误。
6.C。解析:①的 c(H+)=c(OH-);②的 c(H+)<c(OH-);③的 H2CO3电离抑制H2O电离,c(H+)>c(OH
-);④的NH3·H2O电离抑制 H2O电离,c(H+)<c(OH-)。
7.C。解析:判断溶液呈中性的依据是 c(H+)=c(OH-)。A 项中,a=b,酸碱恰好完全反应生成正盐和水,
由于酸碱强弱未知,不能确定溶液的酸碱性;B项中未说明温度为 25 ℃,故混合溶液的 pH=7 时不一
定呈中性;C项混合溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw,因为 c(H+)= Kw mol·L-1,则 c(OH-)= Kw mol·L
-1,c(H+)=c(OH-),故溶液呈中性;D项中 c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),只能说明溶液中电荷守恒,
无法判断溶液的酸碱性。
8.A。解析:pH试纸的使用方法:把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒点在试
纸的中部,随即(30 s 内)用标准比色卡与之对照,确定溶液的 pH。pH 试纸不能用水润湿,若用水润湿会
使溶液变稀,可能使测定结果产生误差。
9.【答案】A
【详解】
pOH=-lgc(OH-),pOH的值与 c(OH-)的大小成反比,即 c(OH-)越小则 pOH越大,在 4个选项中,0.1 mol·L-1
的 HCl 溶液中 c(OH-)最小,所以 pOH最大,故 A符合题意。
答案选 A。
化学反应原理(周星星·化学)
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【对点训练 3】
1.pH=3
2.pH=2.7
3.c(HCl)=0.1 mol·L-1
4.c(H2SO4)=0.05 mol·L-1
【对点训练 4】
1.pH=13
2.pH=13.3
3.c(NaOH)=0.1 mol·L-1
4.c(Ba(OH)2)=0.05 mol·L-1
【对点训练 5】
1.pH=4
2.pH=3.3
【对点训练 6】
1.pH=10
2.pH=10.7
【对点训练 7】
1.pH=0.8
2.pH=1.3
3.pH=2.3
【对点训练 8】
化学反应原理(周星星·化学)
29
1.pH=0.5
2.pH=12.7
3.pH=9.7
【对点训练 9】
pH=7;pH=5;pH=9
【对点训练 10】
1.B。解析:A、C两项中都是强酸与强碱中和,等体积混合时酸溶液中氢离子的物质的量和碱溶液中氢
氧根离子的物质的量相等,即 pH 强酸+pH 强碱=14,恰好完全中和,pH=7;B项,pH 强酸+pH 弱碱=14,
混合后碱过量,pH>7;D项,pH 弱酸+pH 强碱=14,混合后酸过量,pH<7。
【对点训练 11】
1.A。解析:A项,假设该酸是强酸,稀释 10 倍后,溶液的 pH为 4,实际上溶液的 pH小于 4,说明溶
液中存在酸的电离平衡,所以该酸是弱酸;C项,pH 相同的 NaOH溶液和氨水,氨水的物质的量浓度大
于氢氧化钠溶液,所以用 pH=1 的盐酸分别中和 1 mL pH=13 的 NaOH 溶液和氨水,氨水消耗盐酸的体
积大。
2.C。解析:A项,pH=3 的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动,稀释 100 倍时,3<pH<5;B 项,
pH=4 的 H2SO4溶液稀释 100 倍时,溶液中的 c(H+)=1×10-6 mol·L-1,溶液中的 c 水(OH-)=
1×10-14
1×10-6
mol·L-1=
1×10-8 mol·L-1,c 水(H+)=c 水(OH-)=1×10-8 mol·L-1;C项,1 L 0.1mol·L-1 Ba(OH)2溶液稀释到2 L
时,c(OH-)=
0.2
2
mol·L-1=0.1mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,pH=13;D项,NaOH 是强碱溶液,
无论怎么稀释,pH在常温下不可能成为 6,只能无限接近于 7。
3.D。解析:读图可知,稀释过程中,b酸的 pH 变化小,则 b酸较 a 酸弱,两者 pH相等时,物质的量
化学反应原理(周星星·化学)
30
浓度一定不同,A项错误;读图知稀释后 a溶液的 pH大于 b 溶液的 pH,则 a 中 c(H+)小于 b中 c(H+),
a 酸溶液的酸性比 b酸溶液的酸性弱,B项错误;pH=2 的 a 酸溶液稀释 1 000 倍,pH 不可能增加 4,C
项错误;若 a、b都是弱酸,稀释 1 000 倍后,a、b两溶液 pH均要增大,且增加量均小于 3,故 2<x<5。
4.D。解析:A项,0.10 mol·L-1等体积的MOH和 ROH溶液,前者 pH=13,后者 pH 小于 13,说明
前者是强碱,后者是弱碱,正确;B项,ROH是弱碱,加水稀释,促进电离,b点电离程度大于 a 点,
正确;C项,两碱溶液无限稀释,溶液近似呈中性,c(OH-)相等,正确;D项,由MOH是强碱,在溶
液中完全电离,所以 c(M+)不变,ROH是弱碱,升高温度,促进电离平衡 ROH R++OH-向右移动,
c(R+)增大,所以
cM+
cR+
减小,错误。
5.(1)13
(2)1×10-8 mol·L-1
(3)<
(4)200∶1
解析:(1)c(OH-)=
1×0.1×2
2
mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,故 pH=13。(2)稀释
后 c(H+)=10-6 mol·L-1,c(OH-)=10-8 mol·L-1,c(H+)水=c(OH-)=10-8 mol·L-1。(3)若将盐酸和醋
酸同等程度地稀释到体积都为 a mL,则盐酸的 c(H+)比醋酸的 c(H+)小。若要稀释到两溶液的 c(H+)相等,
则醋酸应该继续加水稀释,则有 b>a。
6.(1)m<n
(2)m>n
(3)m<n
(4)m>n
解析:(1)等浓度的盐酸和醋酸稀释过程的图像如图甲所示:分别加水稀释 10 倍后,二者的浓度仍相同,