专题3 第1单元 第2课时 电离平衡常数 水的电离平衡-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1作业与测评word（苏教版2019）

化学　选择性必修1　作业与测评 第2课时　电离平衡常数　水的电离平衡 (建议用时：15分钟) 一、电离平衡常数和电离度 1．电离平衡常数 概念 对一元弱酸或一元弱碱来说，在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的________________与________________________之比是一个常数 Ka表示________的电离平衡常数，Kb表示________的电离平衡常数 表达式 一元弱酸 HAH＋＋A－，Ka＝________ 多元弱酸 H2BH＋＋HB－，Ka1＝________ HB－H＋＋B2－，Ka2＝______ 意义 在相同温度下，K越大，表示弱电解质的电离程度________，弱酸的酸性或弱碱的碱性相对________ 影响因素 电离常数与弱电解质本身的性质及________有关，由于电离是一个吸热过程，升温，K值________ 答案　各种离子的浓度的乘积　溶液中未电离的分子的浓度　弱酸　弱碱　　　　越大　越强　温度　增大 2．电离度 弱电解质的电离度可表示为α＝__________________。 答案　×100% 二、水的电离平衡 1．水的电离 水是一种极弱的电解质，电离方程式简写为______________________。 答案　H2OH＋＋OH－ 2．水的离子积常数 (1)表达式：Kw＝______________________，常温下，Kw为__________。 (2)影响因素：水的离子积Kw只受温度的影响，温度升高，Kw________。 (3)适用范围：Kw不仅适用于纯水，还可适用于______________。 答案　(1)c(H＋)·c(OH－)　1．0×10－14　 (2)增大　 (3)稀的电解质水溶液 1．常温下，向氨水中加水稀释的过程中，NH3·H2O的电离平衡常数、NH3·H2O的电离程度、溶液导电性的变化正确的是(　　) A．增大、增大、减小 B．不变、增大、减小 C．不变、减小、减小 D．减小、减小、增大 答案　B 2．已知25 ℃时，醋酸溶液中存在下述关系：Ka＝＝1．75×10－5，其中Ka是该温度下醋酸的电离平衡常数。下列有关Ka的说法正确的是(　　) A．当向该溶液中加入一定量的硫酸时，Ka增大 B．升高温度，Ka增大 C．向醋酸溶液中加水，Ka增大 D．向醋酸溶液中加氢氧化钠溶液，Ka增大 答案　B 3．下列关于水的离子积常数的叙述正确的是(　　) A．因为水的离子积常数的表达式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以Kw随着溶液中H＋浓度或OH－浓度的变化而变化 B．水的离子积常数Kw与水的电离常数K是同一个物理量 C．水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化 D．水的离子积常数Kw与水的电离常数K是两个没有任何关系的物理量 答案　C 解析　水的离子积常数Kw＝K·c(H2O)，一定温度下K和c(H2O)都是定值，所以Kw仅仅是温度的函数，B、D错误，C正确。水的离子积常数的表达式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，只要温度一定，Kw就不变，溶液中H＋浓度变大，OH－浓度就变小，A错误。 4．0．10 mol·L－1 HA溶液中有1%的HA电离，则HA的电离平衡常数Ka为(　　) A．1．0×10－5 B．1．0×10－7 C．1．0×10－8 D．1．0×10－9 答案　A 解析　发生电离的HA的物质的量浓度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平(HA)＝0．10 mol·L－1－1．0×10－3 mol·L－1≈1．0×10－1 mol·L－1，将有关数据代入平衡常数表达式得：Ka＝＝1．0×10－5。 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．向纯水中加入少量NaHSO4固体，在温度不变时，溶液中(　　) A．增大 B．c(H＋)减小 C．c(H＋)与c(OH－)的乘积增大 D．c(OH－)增大 答案　A 解析　纯水中存在电离平衡：H2OH＋＋OH－，加入NaHSO4固体，c(H＋)增大，c(OH－)减小，c(H＋)·c(OH－)不变，增大。 2．常温下，某溶液中由水电离出的c(H＋)＝1．0×10－13 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 A．①④ B．①② C．②③ D．③④ 答案　A 解析　某溶液中由水电离出的c(H＋)＝1．0×10－13 mol·L－1，说明该溶液中水的电离受到抑制，故该溶液既可能呈酸性，也可能呈碱性。SO2的水溶液呈酸性，①符合题意；氯化钠和硝酸钠的水溶液呈中性，②③不符合题意；NaOH的水溶液呈碱性，④符合题意。 [归纳总结]　影响水电离平衡的因素 体系变化 条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH－) c(H＋) 加酸 逆向 不变 减小 减小 增大 加碱 逆向 不变 减小 增大 减小 温度 升温 正向 增大 增大 增大 增大 降温 逆向 减小 减小 减小 减小 3．下表是几种弱酸在常温下的电离平衡常数： CH3COOH H2CO3 Ka＝1．8×10－5 Ka1＝4．3×10－7 Ka2＝5．6×10－11 H2S H3PO4 Ka1＝9．1×10－8 Ka2＝1．1×10－14 Ka1＝7．5×10－3 Ka2＝6．2×10－8 Ka3＝2．2×10－13 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．常温下，加水稀释醋酸，增大 D．向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，电离常数不变 答案　C 解析　由表格数据可知，Ka1(H2CO3)>Ka1(H2S)，则碳酸的酸性强于氢硫酸，A正确；多元弱酸分步电离，以第一步电离为主，则多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定，B正确；由溶液呈电中性可知，c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，稀释过程中，c(H＋)和c(CH3COO－)减小，c(OH－)增大，则＝的值会减小，C错误；电离平衡常数是温度的函数，向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，电离常数不变，D正确。 4．温度分别为T1(T1＝25 ℃)和T2时，水溶液中水的离子积曲线如图所示。下列判断错误的是(　　) A．T2>25 ℃ B．x＝1．0×10－7 C．Kw(a)＝Kw(d) D．b点溶液呈碱性，c点溶液呈酸性 答案　C 解析　水的电离过程吸热，升高温度促进水的电离，25 ℃时纯水中c(H＋)＝1．0×10－7 mol·L－1，T2时纯水中c(H＋)＝1．0×10－6 mol·L－1，大于25 ℃时纯水中的c(H＋)，所以T2>25 ℃，故A正确；a点表示25 ℃时纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1．0×10－7 mol·L－1，所以x＝1．0×10－7，故B正确；升高温度促进水的电离，水的离子积常数增大，T2>25 ℃，所以Kw(a)<Kw(d)，故C错误；b点溶液中c(H＋)<c(OH－)，溶液呈碱性，c点溶液中c(H＋)>c(OH－)，溶液呈酸性，故D正确。 5．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A．在水电离出的c(H＋)＝的溶液中：Na＋、Mg2＋、Cl－、SO B．在水电离出的c(H＋)＝10－14 mol·L－1的溶液中：Ca2＋、K＋、Cl－、HCO C．c(OH－)/c(H＋)＝10－12的溶液中：Ag＋、Al3＋、NO、Cl－ D．加入金属铝能放出大量H2的溶液：NH、K＋、HCO、CH3COO－ 答案　A 解析　A项，水电离出的c(H＋)＝的溶液呈中性，Na＋、Mg2＋、Cl－、SO能大量共存；B项，在水电离出的c(H＋)＝10－14 mol·L－1的溶液中存在大量H＋或OH－，HCO能够与H＋和OH－反应，在此溶液中不能大量共存；C项，c(OH－)/c(H＋)＝10－12的溶液呈酸性，任何条件下Ag＋与Cl－都不能大量共存；D项，加入金属铝能放出大量H2的溶液，为酸或强碱，NH能与强碱反应，CH3COO－能与酸反应，HCO既能与酸反应又能与强碱反应，不能大量共存。 6．现取20 mL c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1的CH3COOH溶液，加入0．2 mol·L－1的氨水，测得溶液导电性变化如图所示，则加入氨水前CH3COOH的电离度为(　　) A．0．5% B．1．5% C．0．1% D．1% 答案　D 解析　由题图知，当加入10 mL氨水时，溶液的导电能力最强，即此时二者恰好反应，则有20×10－3 L×c(CH3COOH)＝0．2 mol·L－1×10×10－3 L，则c(CH3COOH)＝0．1 mol·L－1，故CH3COOH的电离度为×100%＝1%。 7．将10 mL 0．1 mol·L－1的氨水加蒸馏水稀释到1 L后，下列变化正确的是(　　) ①NH3·H2O的电离程度增大 ②c(NH3·H2O)增大 ③NH的数目增多 ④c(OH－)增大 ⑤溶液的导电性增强 ⑥增大 A．仅①②③ B．仅①③⑤ C．仅①③⑥ D．仅②④⑥ 答案　C 解析　氨水加水稀释，NH3·H2O的电离程度增大，则c(NH3·H2O)减小，NH的数目增多，①③正确，②错误；溶液中n(OH－)增大，但c(OH－)减小，④错误；溶液稀释时c(NH)和c(OH－)均减小，溶液的导电性减弱，⑤错误；根据Kb＝，可得＝，由于温度不变，Kb不变，而c(OH－)减小，则增大，⑥正确。 8．下列有关电解质溶液的说法正确的是(　　) A．向0．1 mol·L－1 CH3COOH溶液中加入少量水，溶液中的值减小 B．向0．1 mol·L－1的氨水中加入少量硫酸铵固体，则溶液中的值减小 C．向一定浓度的醋酸溶液中加水稀释，则溶液中的值增大 D．40 ℃时，向氨水中不断通入CO2，随着CO2的通入，的值不断增大 答案　B 解析　加水稀释促进CH3COOH的电离，n(H＋)增大，n(CH3COOH)减小，则溶液中＝增大，A错误；向0．1 mol·L－1的氨水中加入少量硫酸铵固体，c(NH)增大，抑制NH3·H2O的电离，c(OH－)减小，c(NH3·H2O)增大，故 的值减小，B正确；CH3COOH的电离平衡常数Ka＝，＝，温度不变，Ka不变，故的值不变，C错误；NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝ ，温度一定时，Kb为常数，随着CO2的通入，消耗OH－，NH3·H2O电离平衡正向移动，c(NH)逐渐增大，则＝不断减小，D错误。 9．水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．图中对应点的温度关系为a>b>c B．纯水仅升高温度，可从a点变到c点 C．水的离子积常数Kw数值大小关系为b<c<d D．在b点对应温度下，0．5 mol·L－1的H2SO4溶液与1 mol·L－1的KOH溶液等体积混合，混合后c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1 答案　D 解析　水的电离是吸热过程，温度升高，水的离子积常数增大，根据图中数据得出水的离子积常数Kw数值大小关系为b>c>a＝d，温度关系为b>c>a＝d，A、C错误；a点和c点的c(OH－)相等，若纯水仅升高温度，c(OH－)与c(H＋)都增大，B错误；b点的Kw＝1×10－12，0．5 mol·L－1的H2SO4溶液与1 mol·L－1的KOH溶液等体积混合，充分反应后所得溶液显中性，则c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，D正确。 10．下列说法正确的是(　　) A．稀释弱电解质溶液时，溶液中所有粒子浓度都一定会减小 B．弱电解质的电离平衡右移，电离平衡常数增大 C．向CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，的值先增大再减小 D．室温下，向10 mL pH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，溶液中的值不变 答案　D 解析　稀释弱电解质溶液时，不是所有粒子浓度都会减小，如稀释弱酸时，c(H＋)会减小，但c(OH－)会增大，A错误；电离平衡常数只受温度影响，若由温度之外的因素变化引起电离平衡移动，则电离平衡常数不变，B错误；＝，在向CH3COOH溶液中滴加等浓度的氨水的过程中，c(OH－)不断变大，Kb(NH3·H2O)不变，故的值变小，C错误；＝＝ ，温度不变，则Ka(CH3COOH)、Kw不变，故的值不变，D正确。 11．HClO4、H2SO4、HNO3和HCl都是强酸，其在水溶液中酸性差别不大。如表是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数。由表格中数据判断下列说法不正确的是(　　) 酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3 Ka 1．6×10－5 6．3×10－9 1．6×10－9 4．2×10－10 A．在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离 B．在冰醋酸中H2SO4的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO C．在冰醋酸中HClO4是这四种酸中酸性最强的酸 D．水对这四种酸的强弱没有区分能力，但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱 答案　B 解析　根据电离平衡常数知，在冰醋酸中这四种酸都不完全电离，故A正确；在冰醋酸中硫酸存在电离平衡，所以其电离方程式为H2SO4H＋＋HSO，HSOH＋＋SO，故B错误；在冰醋酸中，高氯酸的电离平衡常数最大，所以高氯酸的酸性最强，故C正确；这四种酸在水中都完全电离，在冰醋酸中电离程度不同，所以水对这四种酸的强弱没有区分能力，但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱，故D正确。 [归纳总结]　电离常数的应用 (1)比较弱电解质的相对强弱。相同温度下，弱酸的Ka越大，则酸性越强，物质的量浓度相同时，c(H＋)越大，电离度越大。 (2)比较多元弱酸溶液中c(H＋)大小。多元弱酸是分步电离的，且Ka1≫Ka2≫Ka3，原因是第一步电离产生的H＋对第二步、第三步电离起到抑制作用，比较溶液中c(H＋)大小时，只考虑第一步电离即可。 (3)Ka大的酸能与Ka小的酸式盐反应，反之不反应。 (4)计算电离度(以一元弱酸HA为例) HA　　　H＋　＋　A－ 起始： 　　　　　　　　　　c酸 0 0 平衡： c酸(1－α) c酸·α c酸·α Ka＝＝，因为α很小，所以1－α≈1，即Ka＝c酸·α2，所以α＝。 12．(2023·北京四中高三上学期期中)现有HX、H2Y和H2Z三种酸，各酸及其盐之间不发生氧化还原反应，它们的电离常数如下表所示。 酸 电离常数(25 ℃) HX Ka＝10－9．2 H2Y Ka1＝10－6．4　Ka2＝10－10．3 H2Z Ka1＝10－1．9　Ka2＝10－7．2 下列说法正确的是(　　) A．在水溶液中结合H＋的能力：Y2－<Z2－ B．NaHY与NaHZ两溶液混合反应的离子方程式为HY－＋HZ－===Y2－＋H2Z C．Na2Y溶液与过量HX反应的离子方程式：HX＋Y2－===X－＋HY－ D．25 ℃时，浓度均为0．1 mol/L的H2Y和H2Z溶液的pH：H2Y<H2Z 答案　C 解析　Ka2(H2Z)>Ka2(H2Y)，故HZ－的电离程度比HY－的大，故在水溶液中结合H＋的能力：Y2－>Z2－，A错误；H2Z的一级电离常数大于H2Y的二级电离常数，故HY－＋HZ－===Y2－＋H2Z不能发生，B错误；根据电离平衡常数越大，酸性越强，判断酸性：H2Y<H2Z，故pH：H2Y>H2Z，D错误。 二、非选择题 13．已知25 ℃时，弱电解质的电离平衡常数： Ka(CH3COOH)＝1．75×10－5，Ka(HSCN)＝0．13。现使20 mL 0．10 mol·L－1的CH3COOH溶液和20 mL 0．10 mol·L－1的HSCN溶液分别与20 mL 0．10 mol·L－1的NaHCO3溶液反应，实验测得产生的CO2气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。 (1)反应开始时，两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是___________________ _______________________________________________________________________________。 (2)反应结束后，所得溶液中c(SCN－)________(填“>”“＝”或“<”)c(CH3COO－)。 答案　(1)Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH)，溶液中c(H＋)：HSCN>CH3COOH，c(H＋)越大，反应速率越快 (2)> 解析　(2)因为反应结束后，两种溶液中溶质分别为等物质的量的CH3COONa和NaSCN，又CH3COOH的酸性弱于HSCN的，则CH3COO－比SCN－更易结合H＋，故c(SCN－)>c(CH3COO－)。 14．一定温度下，冰醋酸在加水稀释过程中溶液导电能力的变化曲线如图所示，请回答下列问题： (1)O点导电能力为零的原因是________________________________。 (2)a、b、c三点中，CH3COOH的电离度最大的是______；CH3COOH的电离平衡常数表达式Ka＝______________________。 (3)若使c点溶液中的c(CH3COO－)增大，则下列措施中，可选择________(填序号，下同)。 A．加热 B．加入固体KOH C．加水 D．加入固体CH3COONa E．加入锌粒 (4)在CH3COOH溶液的稀释过程中(b点以后)，始终保持增大趋势的是________。 A．c(H＋) B．H＋的个数 C．CH3COOH的分子数 D． (5)下列有关CH3COOH溶液的说法正确的是______。 A．CH3COOH溶液中各离子浓度的关系为c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－) B．向0．10 mol·L－1的CH3COOH溶液中加水，c(H＋)增大 C．CH3COOH溶液中各离子浓度的关系为c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－) D．常温下，c(H＋)＝0．01 mol·L－1的 CH3COOH溶液与c(OH－)＝0．01 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合后，溶液呈碱性 答案　(1)无水醋酸不能电离出离子　 (2)c点　　 (3)ABDE　(4)BD　(5)A 解析　(3)溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，电离过程吸收热量，加热以及加入固体KOH、加入锌粒均可使平衡正向移动，c(CH3COO－)增大。加水虽然也可使平衡正向移动，但因为溶液的体积增大，所以c(CH3COO－)减小。加入固体CH3COONa，平衡逆向移动，但因加入了CH3COO－，故c(CH3COO－)增大。 (4)在CH3COOH溶液的稀释过程中，CH3COOH的电离程度增大，因此H＋的个数增多。溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，Ka＝c(CH3COO－)·，稀释过程中，Ka值不变，c(CH3COO－)减小，故增大。 (5)根据溶液中电荷守恒可知，A正确；稀释虽然使弱酸的电离平衡正向移动，但溶液的酸性减弱，即c(H＋)减小，B错误；CH3COOH溶液中水也发生了微弱电离，所以c(H＋)>c(CH3COO－)，C错误；因为CH3COOH只有少部分发生电离，所以反应后CH3COOH过量，溶液呈酸性，D错误。 11 学科网（北京）股份有限公司 $$