内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
第二课时 电离平衡常数
学习目标 1.了解电离平衡常数及其意义。2.能正确地书写电离平衡常数的表达式并进行有关的计算。
学习理解
01
探究应用
02
目录
CONTENTS
总结提升
03
课时作业
04
学习理解
各种离子浓度的乘积
未电离分子
Ka
Kb
学习理解
目录
6
学习理解
目录
7
第一步
学习理解
目录
8
相对强弱
大
>
>
学习理解
目录
9
不同
本身性质
温度
吸
增大
学习理解
目录
10
×
×
√
×
×
学习理解
目录
11
探究应用
知识点一 电离常数的应用
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.判断复分解反应能否发生,一般应符合“强酸制弱酸”规律。
探究应用
目录
13
1.下列关于弱电解质的电离平衡常数的叙述,正确的是( )
A.因为电离过程是吸热过程,所以温度越高,同一弱电解质的电离平衡常数越小
B.弱电解质的电离平衡常数是用各微粒的平衡浓度表示的,所以弱电解质的电离平衡常数只与浓度有关
C.对于不同的弱酸,电离平衡常数越大,酸性一定越强,可以通过电离平衡常数的大小判断弱酸酸性的相对强弱
D.弱电解质的电离平衡常数用来衡量弱电解质电离能力强弱
答案
探究应用
目录
14
答案
解析
探究应用
目录
15
知识点二 电离常数的有关计算
探究应用
目录
16
探究应用
目录
17
探究应用
目录
18
(3)意义
①电离度实质上表示的是弱电解质达到电离平衡时的转化率,表示弱电解质在水中的电离程度。
②温度相同、浓度相同时,不同弱电解质的电离度不同。温度、浓度相同时,一元弱酸的α越大,表示其酸性越强。
③同一弱电解质的浓度不同,电离度也不同,溶液越稀,电离度越大。
(4)影响因素
影响电离度的外界因素主要是弱电解质溶液的浓度和温度。
①电离度随着溶液浓度的增大而减小,随着溶液浓度的减小而增大。
②升高温度则电离度增大,降低温度则电离度减小。
探究应用
目录
19
3.0.1 mol/L的HA溶液中有1%的HA电离,则HA的电离常数Ka为( )
A.1.0×10-5 B.1.0×10-6
C.1.0×10-7 D.1.0×10-8
答案
探究应用
目录
20
解析
探究应用
目录
21
4.现取20 mL c(H+)=0.001 mol·L-1的CH3COOH溶液,加入0.2 mol·L-1的氨水,测得溶液导电能力变化如图,则加入氨水前CH3COOH的电离度为( )
A.0.1% B.0.5%
C.1% D.1.5%
答案
解析
探究应用
目录
22
总结提升
自我反思:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
本课总结
总结提升
目录
24
答案
随堂提升
总结提升
目录
25
2.在25 ℃时,0.1 mol·L-1的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3溶液中溶质的电离常数分别为5.6×10-4、1.8×10-4、6.2×10-10、 =4.5×10-7和 =4.7×10-11,其中氢离子浓度最小的是( )
A.HNO2溶液 B.HCOOH溶液
C.HCN溶液 D.H2CO3溶液
答案
总结提升
目录
26
答案
总结提升
目录
27
解析
总结提升
目录
28
4.相同温度下,根据三种酸的电离平衡常数,下列判断正确的是( )
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-1HX溶液的电离平衡常数大于0.1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数
答案
酸 HX HY HZ
电离平衡常数Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2
总结提升
目录
29
解析 电离平衡常数越大,酸性越强,三种酸的酸性强弱关系:HX<HY<HZ,故A错误;由电离平衡常数可以判断,HZ、HX、HY都属于弱酸,故C错误;电离平衡常数只与温度有关,与酸的浓度无关,故D错误。
解析
酸 HX HY HZ
电离平衡常数Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2
总结提升
目录
30
5.25 ℃时,三种酸的电离平衡常数如表:
答案
增大
总结提升
目录
31
答案
cd
总结提升
目录
32
解析
总结提升
目录
33
课时作业
答案
[学习·理解]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
35
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
36
答案
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)在水中的电离度与浓度关系的是( )
解析 根据乙酸和一氯乙酸的Ka可知二者酸性:一氯乙酸>乙酸。在温度不变、浓度相等时,电离度:一氯乙酸>乙酸,A、C错误;对于弱酸,浓度越大,电离度越小,B正确,D错误。
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
37
答案
解析 醋酸加水稀释,促进醋酸的电离,溶液中带电粒子的数目增加,A错误;醋酸加水稀释,电离程度增大,但c(H+)减小,C错误;电离常数Ka只与温度有关,与醋酸的浓度无关,D错误。
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
38
5.(2023·广东广州高二期末)证据推理与模型认知是化学学科核心素养之一。下列基于反应事实的推理正确的是( )
A.a>b>c>d B.d>b>c>a
C.b>c>d>a D.d>b>a>c
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
39
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
40
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
41
答案
本组内选择题有一个或两个选项符合题意。
7.常温下,碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如表所示。下列说法正确的是( )
[应用·实践]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
42
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
43
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
44
解析 A项,向该溶液中滴加几滴浓盐酸,H+浓度增大,平衡逆向移动,平衡时溶液中c(H+)增大,错误;B项,向该溶液中加少量CH3COONa固体,CH3COO-浓度增大,平衡逆向移动,错误;C项,电离平衡常数只与温度有关,该温度下0.01 mol·L-1醋酸溶液的Ka=1.75×10-5,正确;D项,电离吸热,升高温度平衡正向移动,c(H+)增大,Ka增大,正确。
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
45
9.已知T ℃时两种弱酸HX、HY的电离常数分别为5.0×10-4、1.7×10-5。将pH和体积均相同的HX、HY溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.曲线Ⅰ代表HY溶液
B.将a点的两溶液分别与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,对应酸的电离常数保持不变
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
46
解析 温度相同时,酸的电离平衡常数越大,其酸性越强,电离常数:HX>HY,则酸性:HX>HY,pH和体积均相同的HX、HY溶液分别加水稀释相同的倍数,pH变化较大的酸的酸性强,由题图可知,曲线Ⅰ表示HY溶液、曲线Ⅱ表示HX溶液,A正确;酸性:HX>HY,则等体积、等pH的两溶液:c(HY)>c(HX),两溶液分别与NaOH恰好中和后,HY消耗NaOH的量更多,则HY溶液与NaOH恰好中和后溶液中n(Na+)更大,B错误;酸会抑制水的电离,酸性越强,其对水的电离的抑制作用越大,酸性:b点>c点,所以水的电离程度:b点<c点,C错误;从c点到d点,温度不变,则对应酸的电离常数保持不变,D正确。
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
47
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
48
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
49
11.25 ℃时,部分物质的电离平衡常数如下表所示:
请回答下列问题:
(1)H2S的一级电离平衡常数表达式为 =____________________。
(2)CH3COOH、H2C2O4、H2S的酸性由强到弱的顺序为____________________
____________________________。
答案
H2C2O4>CH3COOH>H2S
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
50
(3)H2C2O4与少量的KOH溶液反应的化学方程式为________________________
______________________________________。
(4)NaHS溶液与NaHC2O4溶液反应的离子方程式为______________________
________________________________________________。
(5)H+浓度相同、等体积的两份溶液A(盐酸)和B(CH3COOH)分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是________(填序号)。
①反应所需要的时间:B>A ②开始反应时的速率:A>B
③参加反应的锌的物质的量:A=B ④反应过程的平均速率:B>A
⑤B中有锌剩余
答案
H2C2O4+KOH===KHC2O4+H2O
③④
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
51
解析 (5)H+浓度相同、等体积的盐酸和醋酸,由于醋酸是弱酸,在水溶液中存在电离平衡,所以含有未电离的醋酸分子,因此二者分别和锌反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,且放出氢气的质量相等,则盐酸反应完全,醋酸有剩余。由于反应过程中醋酸溶液中不断电离出新的H+,故c(H+)比盐酸的大,所以平均速率:B>A,反应所需要的时间:B<A,①错误,④正确;反应开始c(H+)相同,所以开始反应时的速率:A=B,②错误;由于反应产生的氢气相同,因此参加反应的锌的物质的量:A=B,③正确;由于醋酸是弱酸,部分电离,当溶液中c(H+)相同时,醋酸的浓度大于盐酸的浓度,溶液的体积相等,因此醋酸的物质的量比盐酸多,最后盐酸中有锌剩余,⑤错误。
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
52
①反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是_____________________________________
_____________________________________。
12.(1)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。现将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。
答案
Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH),溶液中c(H+):HSCN>CH3COOH,c(H+)越大反应速率越快
[创新·提高]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
53
②反应结束后,所得溶液中c(SCN-)________(填“>”“=”或“<”)c(CH3COO-)。
(2)现有2.0×10-3 mol·L-1的氢氟酸溶液,调节溶液pH(忽略调节时体积变化),实验测得25 ℃时平衡体系中c(F-)、c(HF)与溶液pH的关系如图所示(已知pH=4时溶液中H+的浓度为1.0×10-4 mol·L-1):
25 ℃时,HF的电离平衡常数Ka(HF)=__________________________________
(列式求值)。
答案
>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
54
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
课时作业
目录
55
R
1.电离平衡常数:
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生成的eq \x(\s\up1(01))______________________与溶液中eq \x(\s\up1(02))_____________的浓度之比是一个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数,用K表示(弱酸在水中的电离常数通常用eq \x(\s\up1(03))_____表示,弱碱用eq \x(\s\up1(04))_____表示)。
2.表示方法
(1)一元弱酸在水中的电离常数:
CH3COOHCH3COO-+H
+Ka=eq \x(\s\up1(01))______________________
(2)一元弱碱在水中的电离常数:
NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-
Kb=eq \x(\s\up1(02))______________________
eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))
+,4)eq \f(c(NH)·c(OH-),c(NH3·H2O))
(3)多元弱酸的电离是分步进行的,每一步电离都有各自的电离常数。如H2CO3:
H2CO3H++HCOeq \o\al(-,3)
=eq \x(\s\up1(03))________________
HCOeq \o\al(-,3)H++COeq \o\al(2-,3)
=eq \x(\s\up1(04))_______________
比较多元弱酸的各步电离常数可以发现,>……当eq \x(\s\up1(05))_________时,计算多元弱酸中的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑eq \x(\s\up1(06))________电离。多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况类似。
-,3)eq \f(c(HCO)·c(H+),c(H2CO3))
2-,3)eq \f(c(CO)·c(H+),c(HCOeq \o\al(-,3)))
3.电离平衡常数表示的意义
电离常数表明了弱电解质的电离能力,根据相同温度下电离常数的大小,可以判断弱电解质的eq \x(\s\up1(01))____________。在同一温度下,同一类型的弱电解质,电离常数越eq \x(\s\up1(02))____,其电离能力越强。如25 ℃时,H2CO3的=4.5×10-7,=4.7×10-11;HClO的Ka=4.0×10-8,即酸性:H2CO3eq \x(\s\up1(03))____HClOeq \x(\s\up1(04))____HCOeq \o\al(-,3)。
4.影响电离平衡常数的因素
(1)内因:同一温度下,不同弱电解质的电离常数eq \x(\s\up1(01))_______,说明电离常数由物质eq \x(\s\up1(02))_________所决定。
(2)外因:弱电解质的电离常数只受eq \x(\s\up1(03))_______影响,与溶液的浓度无关。由于弱电解质的电离过程eq \x(\s\up1(04))_______热,故电离常数随着温度的升高而eq \x(\s\up1(05))_______。
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)H2CO3的电离常数表达式:Ka=2-,3)eq \f(c2(H+)·c(CO),c(H2CO3))
。( )
(2)弱电解质的电离平衡右移,电离平衡常数一定增大。( )
(3)在同一温度下,不同弱电解质的电离常数不同。( )
(4)某一弱电解质,电离程度越大,电离常数就越大。( )
(5)多元弱碱的第一级电离程度较大,产生的OH-对第二级、三级电离产生促进作用。( )
3.根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,
eq \f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))=eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH)·c(H+))=eq \f(Ka,c(H+)),加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则eq \f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))增大。
解析 加水稀释促进HClO电离,溶液中c(H+)减小,A错误;稀释过程中溶液中c(H+)、c(ClO-)、c(HClO)都减小,但是温度不变,电离常数不变,eq \f(c(H+),c(HClO))=eq \f(Ka,c(ClO-)),故eq \f(c(H+),c(HClO))增大,B正确,C错误;稀释过程中,c(H+)减小,电离常数不变,eq \f(c(HClO),c(ClO-))=eq \f(c(H+),Ka),eq \f(c(HClO),c(ClO-))减小,D错误。
2.常温下,将浓度为0.05 mol/L的HClO溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A.c(H+) B.eq \f(c(H+),c(HClO)) C.Ka(HClO)
D.eq \f(c(HClO),c(ClO-))
1.电离常数的相关计算(以弱酸HX为例)
HX H+ + X-
起始
(mol·L-1) c(HX) 0 0
平衡
(mol·L-1) c(HX)-c(H+) c(H+) c(X-)
则Ka=eq \f(c(H+)·c(X-),c(HX)-c(H+))≈eq \f(c2(H+),c(HX)-c(H+))。
(1)已知c(HX)和c(H+),求电离常数Ka。
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可以近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则Ka=eq \f(c2(H+),c(HX)),代入数值求解即可。
(2)已知c(HX)和电离常数Ka,求c(H+)。因弱酸溶液中c(H+)很小,c(HX)-c(H+)≈c(HX),则c(H+)=eq \r(Ka·c(HX)),代入数值求解即可。
2.电离度(α)
(1)定义
弱电解质在水中的电离达到平衡状态时,已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分率,称为电离度。
(2)表达式
电离度通常用α表示:α=eq \f(已电离的溶质分子数,原有溶质分子总数)×100%
式中的分子、分母也可以分别用已电离的溶质的物质的量和原有溶质的物质的量(包括已电离的和未电离的)来代替。
解析 由题意列三段式如下:
HA H+ + A-
起始(mol/L) 0.1 0 0
转化(mol/L) 0.1×1% 10-3 10-3
平衡(mol/L) 0.1-0.001≈0.1 10-3 10-3
Ka=eq \f(c(H+)·c(A-),c(HA))=eq \f(10-3×10-3,0.1)=10-5。
解析 CH3COOH溶液中c(H+)=0.001 mol·L-1,根据题图可知,当氨水的体积为10 mL时溶液导电能力最强,说明此时氨水恰好与醋酸完全反应,所以醋酸的浓度为eq \f(0.2 mol·L-1×0.01 L,0.02 L)=0.1 mol·L-1,CH3COOH的电离度为eq \f(0.001 mol·L-1,0.1 mol·L-1)×100%=1%。
1.已知25 ℃时,醋酸溶液中存在下述关系:Ka=eq \f(c(H+)·c(CH3COO-),c(CH3COOH))=1.75×10-5,其中Ka为醋酸的电离平衡常数。有关Ka的下列说法正确的是( )
A.当向该溶液中加入一定量的硫酸时,Ka的值增大
B.升高温度,Ka的值增大
C.向醋酸溶液中加水,Ka的值增大
D.向醋酸溶液中加氢氧化钠溶液,Ka的值增大
3.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 ③NHeq \o\al(+,4)的数目增多 ④c(OH-)增大 ⑤溶液的导电性增强 ⑥+,4)eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))
增大
A.仅①②③
B.仅①③⑤
C.仅①③⑥
D.仅②④⑥
解析 氨水加水稀释,NH3·H2O的电离程度增大,则c(NH3·H2O)减小,NHeq \o\al(+,4)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(NHeq \o\al(+,4))和c(OH-)均减小,溶液的导电性减弱,⑤错误;+,4)eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))
=eq \f(Kb,c(OH-)),由于温度不变,Kb不变,而c(OH-)减小,则+,4)eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))
增大,⑥正确。
请回答下列问题:
(1)一般情况下,当温度升高时,Ka________(填“增大”“减小”或“不变”)。
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数Ka
1.8×10-5
=4.3×10-7
=5.6×10-11
3.0×10-8
(2)下列反应不能发生的是________(填标号)。
a.COeq \o\al(2-,3)+2CH3COOH===2CH3COO-+CO2↑+H2O
b.ClO-+CH3COOH===CH3COO-+HClO
c.COeq \o\al(2-,3)+2HClO===CO2↑+H2O+2ClO-
d.2ClO-+CO2+H2O===COeq \o\al(2-,3)+2HClO
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数Ka
1.8×10-5
=4.3×10-7
=5.6×10-11
3.0×10-8
解析 (2)由电离平衡常数大小可知,酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCOeq \o\al(-,3),则由强酸可制弱酸的原理知,c、d两项不能发生。
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数Ka
1.8×10-5
=4.3×10-7
=5.6×10-11
3.0×10-8
本组内选择题只有一个选项符合题意。
1.对于碳酸溶液中的电离平衡,下列电离平衡常数的表达式正确的是( )
A.Ka=2-,3)eq \f(c(CO)·c(H+),c(H2CO3))
B.Ka=2-,3)eq \f(c(CO)·c2(H+),c(H2CO3))
C.=-,3)eq \f(c(HCO)·c(H+),c(H2CO3))
D.=2-,3)eq \f(c(CO)·c2(H+),c(HCOeq \o\al(-,3)))
2.下列说法正确的是( )
A.电离常数受溶液浓度的影响
B.电离常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.电离常数大的酸中的c(H+)一定比电离常数小的酸中的c(H+)大
D.H2SO3的电离常数表达式:Ka=2-,3)eq \f(c(H+)·c(SO),c(H2SO3))
4.室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是( )
A.溶液中带电粒子的数目减小
B.溶液中eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.醋酸的电离常数Ka随醋酸浓度减小而减小
酸的电离常数(常温)
C6H5OHC6H5O-+H+ Ka=a
H2CO3HCOeq \o\al(-,3)+H+ =b HCOeq \o\al(-,3)COeq \o\al(2-,3)+H+ =c
CH3COOHCH3COO-+H+ Ka=d
反应事实
(常温)
①C6H5OH+Na2CO3===C6H5ONa+NaHCO3
②C6H5ONa+CO2+H2O===C6H5OH+NaHCO3
③CH3COOH+NaHCO3===CH3COONa+H2O+CO2↑
解析 一般情况下,强酸可以与弱酸的盐溶液反应制得弱酸,由题给反应事实可知,弱酸或酸式酸根离子的酸性强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>C6H5OH>HCOeq \o\al(-,3),由弱酸的酸性越强,电离常数越大可知,d>b>a>c,故选D。
酸的电离常数(常温)
C6H5OHC6H5O-+H+ Ka=a
H2CO3HCOeq \o\al(-,3)+H+ =b HCOeq \o\al(-,3)COeq \o\al(2-,3)+H+ =c
CH3COOHCH3COO-+H+ Ka=d
反应事实
(常温)
①C6H5OH+Na2CO3===C6H5ONa+NaHCO3
②C6H5ONa+CO2+H2O===C6H5OH+NaHCO3
③CH3COOH+NaHCO3===CH3COONa+H2O+CO2↑
6.已知7.1×10-4、6.8×10-4、6.2×10-10分别是三种酸在某温度时的电离平衡常数。若这三种酸可发生反应:①NaCN+HNO2===HCN+NaNO2 ②NaCN+HF===HCN+NaF ③NaNO2+HF===HNO2+NaF,则下列叙述中不正确的是( )
A.HF的电离平衡常数为7.1×10-4
B.HNO2的电离平衡常数为6.2×10-10
C.根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D.HNO2的电离平衡常数比HCN的大,比HF的小
H2CO3
H2SO3
HClO
=4.5×10-7
=1.4×10-2
Ka=4.0×10-8
=4.7×10-11
=6.0×10-8
—
A.向Na2CO3溶液中通入少量SO2:2COeq \o\al(2-,3)+SO2+H2O===2HCOeq \o\al(-,3)+SOeq \o\al(2-,3)
B.常温下,相同浓度的H2SO3溶液和H2CO3溶液,后者的酸性更强
C.向NaClO溶液中通入少量CO2:2ClO-+CO2+H2O===2HClO+COeq \o\al(2-,3)
D.向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度
解析 相同温度下,酸的电离平衡常数越大,酸性越强,由电离平衡常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HSOeq \o\al(-,3)>HClO>HCOeq \o\al(-,3)。因为酸性:H2SO3>H2CO3>HSOeq \o\al(-,3),所以向Na2CO3溶液中通入少量SO2,生成HCOeq \o\al(-,3)和SOeq \o\al(2-,3),当SO2过量时,生成CO2和HSOeq \o\al(-,3),A正确;由题意可知,常温下第一电离平衡常数:H2SO3>H2CO3,所以相同条件下,同浓度的H2SO3溶液的酸性强于H2CO3溶液的酸性,B错误;酸性:H2CO3>HClO>HCOeq \o\al(-,3),所以CO2通入NaClO溶液中生成碳酸氢根离子和次氯酸,正确的离子方程式为CO2+H2O+ClO-===HCOeq \o\al(-,3)+HClO,C错误;向氯水中加入NaHSO3溶液,NaHSO3能和氯水中的HClO发生氧化还原反应而降低HClO的浓度,D错误。
8.醋酸的电离方程式为CH3COOH(aq)H+(aq)+CH3COO-(aq) ΔH>0。25 ℃时,0.1 mol·L-1醋酸溶液的Ka=eq \f(c(H+)·c(CH3COO-),c(CH3COOH))=1.75×10-5。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,平衡时溶液中c(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醋酸溶液的Ka=1.75×10-5
D.升高温度,c(H+)增大,Ka增大
10.已知:pH=-lg c(H+)。正常血液的pH范围是7.35~7.45,pH小于7.2会引起酸中毒。H2CO3/HCOeq \o\al(-,3)缓冲体系可稳定血液的pH,其缓冲作用可表示为H+(aq)+HCOeq \o\al(-,3)(aq) H2CO3(aq)CO2(g)+H2O(l),常温下H2CO3的Ka1=4.5×10-7。下列说法错误的是( )
A.缓冲体系中加入少量强酸时,-,3)eq \f(n(H2CO3),n(HCO))
变大
B.缓冲体系中加入少量强碱时,发生的主要反应为HCOeq \o\al(-,3)+OH-===COeq \o\al(2-,3)+H2O
C.血浆中-,3)eq \f(c(HCO),c(H2CO3))
=4.5时,会引起酸中毒
D.酸中毒时,可以注射少量NaHCO3溶液缓解症状
解析 缓冲体系中加入少量强酸时,氢离子浓度增大,根据电离平衡常数表达式可知,-,3)eq \f(c(H2CO3),c(HCO))
=eq \f(c(H+),Ka1),温度不变,Ka1不变,因此溶液中-,3)eq \f(n(H2CO3),n(HCO))
变大,A正确;缓冲体系中加入少量强碱时,氢氧根离子会消耗缓冲体系中的氢离子,题述平衡逆向进行,碳酸转化为碳酸氢根离子,B错误;血浆中-,3)eq \f(c(HCO),c(H2CO3))
=4.5时,根据电离平衡常数表达式可知,此时溶液中的氢离子浓度为eq \f(4.5×10-7,4.5) mol·
L-1=10-7 mol·L-1,会引起酸中毒,C正确;酸中毒时,血液中的H+过多,可用NaHCO3溶液与之反应加以缓解,D正确。
化学式
CH3COOH
H2C2O4
H2S
电离平衡常数
1.8×10-5
=5.4×10-2
=5.4×10-5
=1.3×10-7
=7.1×10-15
eq \f(c(H+)·c(HS-),c(H2S))
HS-+HC2Oeq \o\al(-,4)===H2S↑+C2Oeq \o\al(2-,4)
eq \f(c(H+)·c(F-),c(HF))=eq \f(1.0×10-4×1.6×10-3,4.0×10-4)=4.0×10-4
解析 (1)②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的酸性,则CH3COO-比SCN-更易结合H+,故c(SCN-)>c(CH3COO-)。
(2)pH=4时,c(H+)=1.0×10-4 mol·L-1,c(F-)=1.6×10-3 mol·L-1,c(HF)=4.0×10-4 mol·L-1,由电离平衡常数的定义可知Ka(HF)=eq \f(c(H+)·c(F-),c(HF))=eq \f(1.0×10-4×1.6×10-3,4.0×10-4)=4.0×10-4。
$$