第11讲 电离平衡-【暑假预学】2025-2026学年高二化学人教版(2019)预学教程
2025-06-10
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 电离平衡 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 弱电解质的电离 |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 651 KB |
| 发布时间 | 2025-06-10 |
| 更新时间 | 2025-06-10 |
| 作者 | 载载化学知识铺 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52521093.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第11讲 电离平衡
学习任务
预学1:强电解质和弱电解质
预学2:弱电解质的电离平衡
预学3:电离平衡常数
◆预学1 强电解质与弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质:在水溶液中和熔融状态下均以分子形式存在,因而不能导电的化合物。
2.强电解质和弱电解质
(1)实验探究——盐酸和醋酸的电离程度
取相同体积、0.1mol/L的盐酸和醋酸, 比较它们pH的大小,试验其导电能力,并分别与等量镁条反应。观察、比较并记录现象。
酸
1.0 mol·L-1盐酸
1.0 mol·L-1醋酸
pH
_________
_________
导电能力
_________
_________
与镁
反应
现象
反应_________,产生气体
反应_________,产生气体
结论
盐酸反应快,表明盐酸中c(H+)较_______ ,说明盐酸的电离程度_________醋酸的电离程度
(2)强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能_________电离的电解质
在水溶液中只能_________电离的电解质
电解质在溶液中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有_________分子
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①多数盐(包括难溶性盐);
②强酸,如HCl、H2SO4等;
③强碱,如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸,如CH3COOH、HClO等;
②弱碱,如NH3·H2O等;
③水
【易错警示】
(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。
【典例1】下列物质含共价键的强电解质是( )
A.NaOH B.HClO C.CaCl2 D.CO2
【对点练】下列物质属于弱电解质的是( )
A.NH3 B.CH3COOH C.Ca(OH)2 D.AlCl3
(1)CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电,是因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电,不是其本身电离出离子,故为非电解质。单质、溶液既不是电解质,也不是非电解质。
(2)电解质的强、弱与其溶解性无关。难溶盐如BaSO4、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电解质。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
◆预学2 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡状态
(1)概念:在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的_________相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离过程就达到了__________________。
(2)建立过程
(3)电离平衡的特征
2.电离方程式的书写
(1)强电解质
完全电离,在写电离方程式时,用“_________ ”。
(2)弱电解质
部分电离,在写电离方程式时,用“_________”。
①一元弱酸、弱碱一步电离。
如CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+,
NH3·H2O:NH3·H2ONH+OH-。
②多元弱酸分步电离,必须_________ 写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如H2CO3:H2CO3H++HCO(主),HCOH++CO(次)。
③多元弱碱分步电离 (较复杂),在中学阶段要求一步写出。
如Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
3.电离平衡的影响因素
(1)温度:弱电解质的电离一般是_________过程,升高温度使电离平衡向电离的方向移动,电离程度_________。
(2)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度_________,离子相互碰撞结合为分子的几率_________,电离程度_________。
(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,电离程度_________。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时,电离平衡向_________方向移动。
【疑难点拨】
2.一元强酸和一元弱酸的比较
(1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项
目酸
c(H+)
酸性
中和碱的能力
与足量活泼金属反应产生H2的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
大
强
相同
相同
大
一元弱酸
小
弱
小
(2)相同体积、相同c(H+)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项目
酸
c(H+)
酸性
中和碱的能力
与足量活泼金属反应产生H2的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
相同
相同
小
少
相同
【典例2】下列对氨水中存在的电离平衡:NH3·H2ONH+OH-叙述正确的是( )
A.加水后,溶液中n(OH-)增大
B.加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大
C.加入少量浓氢氧化钠溶液,电离平衡正向移动
D.加入少量氯化铵固体,溶液中c(NH)减少
【对点练】已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中的值增大,可以采取的措施是( )
A.加少量烧碱溶液 B.加少量醋酸钠 C.加少量冰醋酸 D.加水
外界条件对电离平衡影响的四个不一定
(1)稀醋酸加水稀释时,溶液中不一定所有的离子浓度都减小。例如,稀醋酸加水稀释时,溶液中的c(H+)减小,c(OH-)增大。
(2)电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小。例如,CH3COOHCH3COO-+H+,平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能消除,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大。
(3)电离平衡右移,离子的浓度不一定增大。例如,在CH3COOH溶液中加水稀释或加少量NaOH固体,都会引起平衡右移,但c(H+)都比原平衡时要小。
(4)电离平衡右移,电离程度不一定增大。例如,增大弱电解质的浓度,电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度减小。
◆预学3 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_________,这个常数叫做电离平衡常数,简称_________________,用_________表示(通常用Ka、Kb分别表示_________、_________ 的电离平衡常数)。
2.电离平衡常数的表示方法
1.一元弱酸、弱碱
电离方程式
电离常数表达式
CH3COOH
__________________
__________________
NH3·H2O
__________________
__________________
2.多元弱酸、弱碱
(1)多元弱酸:多元弱酸的电离是分步进行的,各步都有平衡常数,通常用K1、K2来表示,如H2CO3
H2CO3 H+ +HCO3- K1=__________________
HCO3- H+ +CO32- K2= __________________
(2)多元弱碱:多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况类似,但多元弱碱的电离可写成一步,如Cu(OH)2
Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH- K=__________________
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度_________,酸(或碱)性_________。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由物质的_________所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与_________有关,由于电离为吸热过程,所以电离平衡常数随温度升高而_________。
5.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
起始浓度/mol·L-1 a 0 0
变化浓度/mol·L-1 x x x
平衡浓度/mol·L-1 a-x x x
则Ka==≈
6.电离平衡常数的应用
(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_________,酸性(或碱性) _________。
(2)根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。
(3)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律,如25 ℃时,Ka(HCOOH)=1.77×10-4 mol·L-1,Ka(HCN)=4.9×10-10 mol·L-1,故知HCOOH+NaCN===HCN+HCOONa。
(4)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,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
【名师点评】【易错警示】【疑难点拨】
1.电离平衡的移动与电离平衡常数K、离子浓度的关系
实例
CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0
NH3·H2ONH+OH- ΔH>0
改变条件
平衡移动方向
电离平衡常数
c(H+)
c(OH-)
平衡移动方向
电离平衡常数
c(OH-)
c(H+)
加水稀释
向右
不变
减小
增大
向右
不变
减小
增大
加HCl
向左
不变
增大
减小
向右
不变
减小
增大
加NaOH
向右
不变
减小
增大
向左
不变
增大
减小
加CH3COONH4
向左
不变
减小
增大
向左
不变
减小
增大
升高温度
向右
变大
增大
向右
变大
增大
【典例3】相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )
酸
HCN
CH3COOH
H3PO2
电离常数K
6.2×10-10
1.75×10-5
5.9×10-2
A.三种酸的强弱关系:HCN>CH3COOH>H3PO2
B.反应H3PO2+CH3COO-===CH3COOH+H2PO能够发生
C.由电离常数可以判断,H3PO2属于强酸,HCN和CH3COOH属于弱酸
D.相同温度下,1 mol·L-1 HCN溶液的电离常数大于0.1 mol·L-1HCN溶液的电离常数
【对点练】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K/(mol·L-1)
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A.三种酸的强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-===HY+Z-不能够发生
C.V升HY溶液,加入水使溶液体积为2V,则Q=K(HY),平衡正向移动,促进HY电离
D.0.1 mol·L-1 HX溶液加水稀释,值变小
比较多元弱酸各步电离的电离常数可以发现,对于同一种多元弱酸或多元弱碱,第一步的电离常数远大于第二步的,即:Ka1> Ka2> Ka3>……。当Ka1≫ Ka2时,当计算多元弱酸中的c(H+),或比较多元弱酸的酸性相对强弱时,通常只考虑第一步电离。多元弱碱的情况与多元弱酸类似。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1) 盐酸能导电,所以盐酸是电解质。( )
(2)HClO为弱酸,故NaClO为弱电解质。( )
(3)强电解质在溶液中不存在溶质分子,而弱电解质在溶液中存在溶质分子。( )
(4)盐酸跟铁粉反应时,向盐酸中加入适量的CH3COONa固体可减缓反应速率。( )
(5)电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大。( )
(6)H2CO3的电离常数表达式:K=。( )
(7)相同温度下,0.01 mol·L-1的醋酸溶液与0.1 mol·L-1的醋酸溶液CH3COOH的Ka一定相同。( )
(8)改变条件,电离平衡常数增大,电离平衡一定向正向移动。( )
(9)向醋酸溶液中滴加等浓度NaOH溶液,混合溶液的导电能力不变。( )
(10)同一弱电解质,浓度大的电离平衡常数大。( )
【基础训练】
1.下列物质属于弱电解质的是( )
A.KOH B.NH3 C.H2SO3 D.NH4HCO3
2.下列物质属于强电解质的是( )
A.CH3COOH B.SO3 C.BaSO4 D.石墨
3.下列有关电解质、强电解质、弱电解质的分类正确的是( )
A
B
C
D
电解质
Cu
CO2
NaCl
NaOH
强电解质
HCl
Ba(OH)2
HClO4
BaSO4
弱电解质
CH3COOH
H2O
Fe(SCN)3
氨水
4.下列电离方程式正确的是( )
A.NaHSO4= Na++ HSO4- B.NaHCO3Na++H++CO32-
C.H3PO43H++PO43- D.HF H++F-
5.下列说法正确的是( )
A.强酸和强碱一定是强电解质,不论其水溶液浓度大小,都能完全电离
B.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
C.强电解质不一定都是离子化合物
D.多元酸、多元碱的导电性一定比一元酸、一元碱的导电性强
6.下列有关电离平衡的叙述中正确的是( )
A.电解质达到电离平衡后,各种离子的浓度相等
B.电离平衡时,由于分子和离子的浓度不断发生变化,所以说电离平衡是动态平衡
C.电离平衡是相对的、暂时的,外界条件改变时,平衡就会发生移动
D.电解质在溶液里达到电离平衡时,分子的浓度和离子的浓度相等
7.对于碳酸溶液中的电离平衡,下列电离常数的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
8.在0.2 mol·L-1的CH3COOH溶液中,当CH3COOHH++CH3COO-已达平衡时,若要使CH3COOH的电离程度减小,溶液中的c(H+)增大,应加入( )
A.CH3COONa固体 B.氨水 C.HCl D.H2O
9.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)在水中的电离程度和浓度关系的是( )
10.下列说法正确的是( )
A.电离平衡常数受溶液浓度的影响
B.电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.电离常数大的酸溶液中c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中大
D.H2CO3的电离常数表达式:K=
11.在醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使电离平衡左移且c(H+)减小,应采取的措施是( )
A.加入NaOH(s) B.加入盐酸 C.加蒸馏水 D.降低温度
12.根据下表数据(均在同温、同压下测定),可得出弱电解质的强弱顺序为( )
酸
HX
HY
HZ
电离常数
7.2×10-4
1.8×10-6
1.8×10-8
A.HX>HY>HZ B.HZ>HY>HX C.HY>HZ>HX D.HZ>HX>HY
13.在25℃时,0.1mol·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、Ka1=4.0×10-6、Ka2=4.5×10-7,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
14.从植物花汁中提取的一种有机物,可简化表示为HIn,在水溶液中因存在下列电离平衡,故可用作酸、碱指示剂:
在上述溶液中加入适量下列物质,最终能使指示剂显黄色的是( )
A.盐酸 B.NaHCO3溶液 C.NaHSO4溶液 D.NaClO(固体)
15.现有下列物质 ①熔化的NaCl ②盐酸 ③氯气 ④冰醋酸 ⑤铜⑥酒精(C2H5OH) ⑦醋酸铵 ⑧液氨 ⑨SO2请用以上物质回答下列问题。(填序号)
(1)属于强电解质的是_______;在上述状态下能导电的是_______;
(2)属于弱电解质的是_______;
(3)属于非电解质,但溶于水后的水溶液能导电的是_______。
16.25℃时,三种弱电解质的电离平衡常数如表:
化学式
HCOOH
CH3COOH
NH3•H2O
电离平衡常数
1.77×10-4
1.75×10-5
1.76×10-5
(1)下列方法中,可以使0.10mol•L-1CH3COOH溶液中CH3COOH电离程度增大的是__。
a.通入少量HCl气体 b.加入少量冰醋酸 c.加入少量醋酸钠固体 d.加入少量水
(2)常温下,0.1mol•L-1的NH3•H2O溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定变小的是__。
a.c(OH-) b. c.c(H+)•c(OH-) d.
17.回答下列问题:
(1)为了证明醋酸是弱电解质,某同学分别取pH=3醋酸和盐酸各1mL,分别用蒸馏水稀释到100mL,然后用pH试纸分别测定两溶液的pH,则可认定醋酸是弱电解质,判断的依据是_______。
(2)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,回答下列问题:
①该溶液中c(H+)=_______ mol∙L−1。
②HA的电离平衡常数K=_______。
③由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的_______倍。
(3)部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数/25 ℃
K=1.77×10-4
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11
3.0×10-8
①在相同浓度的HCOOH和HClO的溶液中,用“>”“<”或“=”填空。
溶液导电能力:HCOOH_______HClO。
②HCO3-的电离平衡常数表达式为_______
③将少量CO2气体通入NaClO溶液中,写出该反应离子方程式_______。
(4)某浓度的氨水中存在平衡:NH3·H2O NH4++OH-,如想增大NH4+的浓度而不增大OH-的浓度,应采取的措施是_______ (填字母)。
A.适当升高温度 B.加入NH4Cl固体 C.通入NH3 D.加入少量浓盐酸
【能力提升】
18.在相同温度下,100mL 0.1mol·L-1的醋酸与10mL 1mol·L-1的醋酸相比较,下列说法正确的是( )
A.溶液中H+的物质的量前者大于后者 B.前者的电离程度小于后者
C.发生中和反应时所需NaOH的量前者大于后者 D.溶液中CH3COOH的物质的量前者大于后者
19.氢氰酸(HCN)是一种弱酸,在水溶液中存在电离平衡:HCN H++CN-,常温下电离常数为Ka。下列说法正确的是( )
A.0.1mol·L-1 HCN溶液的pH<1 B.增大HCN溶液浓度,其电离程度减小
C.升高HCN溶液温度,平衡逆向移动 D.加入少量溶液,会使Ka增大
20.在稀氨水中存在下列平衡:NH3 + H2ONH3·H2ONH4++ OH— ,对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A.加入少量NH4Cl固体,平衡逆向移动,溶液的pH减小
B.通入少量氨气,平衡正向移动,c (NH3·H2O) 减小
C.加入少量NaOH固体,并恢复至室温,平衡逆向移动,NH3·H2O的电离平衡常数减小
D.加水稀释,NH3·H2O的电离程度及c (OH— )都增大
21.下表是几种弱酸在常温下的电离平街常数:
CH3COOH
H2CO3
H2S
H3PO4
1.8×10-5
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka1=9.1×10-8
Ka2=1.1×10-12
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,电离平衡常数不变
22.下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃),回答下列各题:
酸
CH3COOH
HNO2
HCN
HClO
电离平衡常数(Ka)
1.8×10-5
4.6×10-4
5×10-10
3×10-8
(1)当温度升高时,K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)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CH3COOH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CH3COONa固体
D.加少量冰醋酸 E.加氢氧化钠固体
③依上表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__________________。
(3)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K1>>K2的原因___________。
(4)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,请设计一个简单的实验验证醋酸与碳酸的酸性强弱。方案:___________。
23.25℃时,三种酸的电离平衡常数如表所示。
化学式
CH3COOH
HClO
H3PO3
名称
醋酸
次氯酸
亚磷酸
电离平衡常数
1.8×10-5
3.0×10-8
Ki=8.3×10-3 K2=5.6×10-6
回答下列问题:
(1)浓度均为0.1mol/L的CH3COOH,HClO,H3PO3溶液中,c(H+)最小的是__________。
(2)亚磷酸(H3PO3)为二元酸,具有较强的还原性Na2HPO3是_________(填“酸式盐”“碱式盐”或“正盐”)。H3PO3的第二级电离方程式为________________________。此时的电离平衡常数表达式K=____________。
(3)常温下,0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释的过程中,下列表达式的数值变大的是___(填字母)。
A.c(H+) B. C.c(CH3COO-) D.c(CH3COOH)
(4)体积均为10mL、c(H+)均为10-2mol/L的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程中c(H+)的变化如图所示测HX的电离平衡常数__________(填“大于”、“小于”或“等于”)醋酸的电离平衡常数,理由是______________________________________。
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第11讲 电离平衡
学习任务
预学1:强电解质和弱电解质
预学2:弱电解质的电离平衡
预学3:电离平衡常数
◆预学1 强电解质与弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质:在水溶液中和熔融状态下均以分子形式存在,因而不能导电的化合物。
2.强电解质和弱电解质
(1)实验探究——盐酸和醋酸的电离程度
取相同体积、0.1mol/L的盐酸和醋酸, 比较它们pH的大小,试验其导电能力,并分别与等量镁条反应。观察、比较并记录现象。
酸
1.0 mol·L-1盐酸
1.0 mol·L-1醋酸
pH
小
大
导电能力
强
弱
与镁
反应
现象
反应 剧烈 ,产生气体
反应 缓慢 ,产生气体
结论
盐酸反应快,表明盐酸中c(H+)较 大 ,说明盐酸的电离程度 大于醋酸的电离程度
(2)强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能 全部 电离的电解质
在水溶液中只能 部分 电离的电解质
电解质在溶液中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有 电解质 分子
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①多数盐(包括难溶性盐);
②强酸,如HCl、H2SO4等;
③强碱,如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸,如CH3COOH、HClO等;
②弱碱,如NH3·H2O等;
③水
【易错警示】
(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。
【典例1】下列物质含共价键的强电解质是( )
A.NaOH B.HClO C.CaCl2 D.CO2
【答案】A
【解析】A项,NaOH含有离子键和共价键,属于强电解质,A符合题意;B项,HClO只含有共价键,属于弱电解质,B不符合题意;C项,CaCl2只含有离子键,属于强电解质,C不符合题意;D项,CO2只含有共价键,属于非电解质,D不符合题意;故选A。
【对点练】下列物质属于弱电解质的是( )
A.NH3 B.CH3COOH C.Ca(OH)2 D.AlCl3
【答案】B
【解析】A项,NH3是非电解质,A错误;B项,醋酸是弱酸,是弱电解质,B正确;C项,Ca(OH)2是强碱,是强电解质,C错误;D项,氯化铝溶于水完全电离为氯离子和铝离子,是强电解质,D错误;故选B。
(1)CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电,是因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电,不是其本身电离出离子,故为非电解质。单质、溶液既不是电解质,也不是非电解质。
(2)电解质的强、弱与其溶解性无关。难溶盐如BaSO4、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电解质。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
◆预学2 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡状态
(1)概念:在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率 相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离过程就达到了 电离平衡状态 。
(2)建立过程
(3)电离平衡的特征
2.电离方程式的书写
(1)强电解质
完全电离,在写电离方程式时,用“ === ”。
(2)弱电解质
部分电离,在写电离方程式时,用“ ”。
①一元弱酸、弱碱一步电离。
如CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+,
NH3·H2O:NH3·H2ONH+OH-。
②多元弱酸分步电离,必须 分步 写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如H2CO3:H2CO3H++HCO(主),HCOH++CO(次)。
③多元弱碱分步电离 (较复杂),在中学阶段要求一步写出。
如Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
3.电离平衡的影响因素
(1)温度:弱电解质的电离一般是 吸热 过程,升高温度使电离平衡向电离的方向移动,电离程度 增大 。
(2)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度 越小 ,离子相互碰撞结合为分子的几率 越小 ,电离程度 越大 。
(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,电离程度 减小 。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时,电离平衡向 电离 方向移动。
【疑难点拨】
2.一元强酸和一元弱酸的比较
(1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项
目酸
c(H+)
酸性
中和碱的能力
与足量活泼金属反应产生H2的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
大
强
相同
相同
大
一元弱酸
小
弱
小
(2)相同体积、相同c(H+)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项目
酸
c(H+)
酸性
中和碱的能力
与足量活泼金属反应产生H2的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
相同
相同
小
少
相同
【典例2】下列对氨水中存在的电离平衡:NH3·H2ONH+OH-叙述正确的是( )
A.加水后,溶液中n(OH-)增大
B.加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大
C.加入少量浓氢氧化钠溶液,电离平衡正向移动
D.加入少量氯化铵固体,溶液中c(NH)减少
【答案】A
【解析】A项,加水使NH3·H2O电离平衡右移,n(OH-)增大,正确;B项,加入少量浓盐酸使c(OH-)减小,错误;C项,加入浓NaOH溶液,电离平衡向左移动,错误;D项,加NH4Cl固体,c(NH)增大,错误。
【对点练】已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中的值增大,可以采取的措施是( )
A.加少量烧碱溶液 B.加少量醋酸钠 C.加少量冰醋酸 D.加水
【答案】D
【解析】A错,加烧碱溶液消耗H+,平衡向右移动,n(H+)、n(CH3COOH)均减小,但n(H+)减小程度大,,故的值减小;B错,加入少量醋酸钠,平衡向左移动,n(H+)减小,n(CH3COOH)增大,二者平衡浓度比值减小;C错,加少量冰醋酸,平衡向右移动,n(H+)增大,但n(H+)增大程度不如n(CH3COOH)增大的多,故二者平衡浓度比值减小;D对,加水,平衡向右移动,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,二者平衡浓度比值增大。
外界条件对电离平衡影响的四个不一定
(1)稀醋酸加水稀释时,溶液中不一定所有的离子浓度都减小。例如,稀醋酸加水稀释时,溶液中的c(H+)减小,c(OH-)增大。
(2)电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小。例如,CH3COOHCH3COO-+H+,平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能消除,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大。
(3)电离平衡右移,离子的浓度不一定增大。例如,在CH3COOH溶液中加水稀释或加少量NaOH固体,都会引起平衡右移,但c(H+)都比原平衡时要小。
(4)电离平衡右移,电离程度不一定增大。例如,增大弱电解质的浓度,电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度减小。
◆预学3 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 常数 ,这个常数叫做电离平衡常数,简称 电离常数 ,用 K 表示(通常用Ka、Kb分别表示 弱酸 、 弱碱 的电离平衡常数)。
2.电离平衡常数的表示方法
1.一元弱酸、弱碱
电离方程式
电离常数表达式
CH3COOH
CH3COOHCH3COO- + H+
Ka=
NH3·H2O
NH3·H2ONH4++ OH-
Kb =
2.多元弱酸、弱碱
(1)多元弱酸:多元弱酸的电离是分步进行的,各步都有平衡常数,通常用K1、K2来表示,如H2CO3
H2CO3 H+ +HCO3- K1=
HCO3- H+ +CO32- K2=
(2)多元弱碱:多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况类似,但多元弱碱的电离可写成一步,如Cu(OH)2
Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH- K= K=
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度 越大 ,酸(或碱)性 越强 。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由物质的 本性 所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与 温度 有关,由于电离为吸热过程,所以电离平衡常数随温度升高而 增大 。
5.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
起始浓度/mol·L-1 a 0 0
变化浓度/mol·L-1 x x x
平衡浓度/mol·L-1 a-x x x
则Ka==≈
6.电离平衡常数的应用
(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)根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。
(3)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律,如25 ℃时,Ka(HCOOH)=1.77×10-4 mol·L-1,Ka(HCN)=4.9×10-10 mol·L-1,故知HCOOH+NaCN===HCN+HCOONa。
(4)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,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
【名师点评】【易错警示】【疑难点拨】
1.电离平衡的移动与电离平衡常数K、离子浓度的关系
实例
CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0
NH3·H2ONH+OH- ΔH>0
改变条件
平衡移动方向
电离平衡常数
c(H+)
c(OH-)
平衡移动方向
电离平衡常数
c(OH-)
c(H+)
加水稀释
向右
不变
减小
增大
向右
不变
减小
增大
加HCl
向左
不变
增大
减小
向右
不变
减小
增大
加NaOH
向右
不变
减小
增大
向左
不变
增大
减小
加CH3COONH4
向左
不变
减小
增大
向左
不变
减小
增大
升高温度
向右
变大
增大
向右
变大
增大
【典例3】相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )
酸
HCN
CH3COOH
H3PO2
电离常数K
6.2×10-10
1.75×10-5
5.9×10-2
A.三种酸的强弱关系:HCN>CH3COOH>H3PO2
B.反应H3PO2+CH3COO-===CH3COOH+H2PO能够发生
C.由电离常数可以判断,H3PO2属于强酸,HCN和CH3COOH属于弱酸
D.相同温度下,1 mol·L-1 HCN溶液的电离常数大于0.1 mol·L-1HCN溶液的电离常数
【答案】B
【解析】酸性越强电离平衡常数越大,三种酸的强弱关系:HCN<CH3COOH<H3PO2,故A错误;根据“强酸制弱酸”,反应H3PO2+CH3COO-===CH3COOH+H2PO能够发生,故B正确;由电离常数可以判断,H3PO2、HCN、CH3COOH都属于弱酸,故C错误;电离平衡常数与浓度无关,相同温度下,1 mol·L-1 HCN溶液的电离常数等于0.1 mol·L-1 HCN溶液的电离常数,故D错误。
【对点练】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K/(mol·L-1)
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A.三种酸的强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-===HY+Z-不能够发生
C.V升HY溶液,加入水使溶液体积为2V,则Q=K(HY),平衡正向移动,促进HY电离
D.0.1 mol·L-1 HX溶液加水稀释,值变小
【答案】C
【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,则酸根离子水解程度越小,根据电离平衡常数知,这三种酸的强弱顺序是HZ>HY>HX,故A错误;由A知,HZ的酸性大于HY,根据强酸制取弱酸知,HZ+Y-===HY+Z-能发生,故B错误;K(HY)=,加水后Q= =K(HY),Q<K,平衡正向移动,促进HY电离,故C正确;=,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大,故D错误。
比较多元弱酸各步电离的电离常数可以发现,对于同一种多元弱酸或多元弱碱,第一步的电离常数远大于第二步的,即:Ka1> Ka2> Ka3>……。当Ka1≫ Ka2时,当计算多元弱酸中的c(H+),或比较多元弱酸的酸性相对强弱时,通常只考虑第一步电离。多元弱碱的情况与多元弱酸类似。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1) 盐酸能导电,所以盐酸是电解质。( )
(2)HClO为弱酸,故NaClO为弱电解质。( )
(3)强电解质在溶液中不存在溶质分子,而弱电解质在溶液中存在溶质分子。( )
(4)盐酸跟铁粉反应时,向盐酸中加入适量的CH3COONa固体可减缓反应速率。( )
(5)电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大。( )
(6)H2CO3的电离常数表达式:K=。( )
(7)相同温度下,0.01 mol·L-1的醋酸溶液与0.1 mol·L-1的醋酸溶液CH3COOH的Ka一定相同。( )
(8)改变条件,电离平衡常数增大,电离平衡一定向正向移动。( )
(9)向醋酸溶液中滴加等浓度NaOH溶液,混合溶液的导电能力不变。( )
(10)同一弱电解质,浓度大的电离平衡常数大。( )
【答案】(1)× (2) × (3))√ (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)√ (9)× (10)×
【基础训练】
1.下列物质属于弱电解质的是( )
A.KOH B.NH3 C.H2SO3 D.NH4HCO3
【答案】C
【解析】A项,KOH为强碱,在水溶液中完全电离,为强电解质,A不符合题意;B项,NH3自身不能发生电离,为非电解质,B不符合题意;C项,H2SO3为二元弱酸,在水溶液不完全电离,为弱电解质,C符合题意;D项,NH4HCO3为盐,在水溶液中完全电离,为强电解质,D不符合题意;故选C。
2.下列物质属于强电解质的是( )
A.CH3COOH B.SO3 C.BaSO4 D.石墨
【答案】C
【解析】A项,CH3COOH在水溶液中部分电离,CH3COOH是弱电解质,故不选A;B项,SO3自身不能电离,SO3是非电解质,故不选B;C项,硫酸钡溶于水的部分完全电离出钡离子和硫酸根离子,BaSO4是强电解质,故选C;D项,石墨是单质,既不是电解质又不是非电解质,故不选D;故选C。
3.下列有关电解质、强电解质、弱电解质的分类正确的是( )
A
B
C
D
电解质
Cu
CO2
NaCl
NaOH
强电解质
HCl
Ba(OH)2
HClO4
BaSO4
弱电解质
CH3COOH
H2O
Fe(SCN)3
氨水
【答案】C
【解析】A项,Cu是金属单质,而不是化合物,因此不属于电解质,A不符合题意;B项,CO2是化合物,但其溶于水或受热熔化时都不能发生电离而导电,因此属于非电解质,B不符合题意;C项,物质分类合理,C符合题意;D项,氨水是混合物,而不是化合物,因此不属于弱电解质,D不符合题意;故选C。
4.下列电离方程式正确的是( )
A.NaHSO4= Na++ HSO4- B.NaHCO3Na++H++CO32-
C.H3PO43H++PO43- D.HF H++F-
【答案】D
【解析】A项,NaHSO4是强酸的酸式盐,完全电离产生Na+、H+、SO42-,电离方程式应该为:NaHSO4=Na++ H++ SO42-,A错误;B项,NaHCO3是强酸的酸式盐,完全电离产生Na+、HCO3-,电离方程式为:NaHCO3= Na++ HCO3-,B错误;C项,磷酸是三元弱酸,分步电离,每一步电离存在电离平衡,主要是第一步电离,电离方程式为:H3POH++ H2PO4-,C错误;D项,HF是一元弱酸,存在电离平衡,电离产生H+、F-,电离方程式为:HFH++F-,D正确;故选D。
5.下列说法正确的是( )
A.强酸和强碱一定是强电解质,不论其水溶液浓度大小,都能完全电离
B.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
C.强电解质不一定都是离子化合物
D.多元酸、多元碱的导电性一定比一元酸、一元碱的导电性强
【答案】C
【解析】A项,硫酸是强酸,98.3%的浓硫酸,由于水太少,硫酸大部分以分子形式存在,故A错误;B项,溶液导电能力与离子浓度有关,若强电解质溶液的浓度很小、弱电解质溶液中离子浓度很大,强电解质溶液的导电能力可能比弱电解质溶液的导电能力弱,故B错误;C项,强电解质不一定都是离子化合物,如共价化合物HCl是强电解质,故C正确;D项,溶液导电能力与离子浓度、离子所带电荷有关,与几元酸无关,如磷酸是三元酸,其导电性不如同浓度硫酸的导电性强,故D错误;故选C。
6.下列有关电离平衡的叙述中正确的是( )
A.电解质达到电离平衡后,各种离子的浓度相等
B.电离平衡时,由于分子和离子的浓度不断发生变化,所以说电离平衡是动态平衡
C.电离平衡是相对的、暂时的,外界条件改变时,平衡就会发生移动
D.电解质在溶液里达到电离平衡时,分子的浓度和离子的浓度相等
【答案】C
【解析】A项,电解质达到电离平衡后,电解质电离成离子的速率与离子结合生成分子的速率相等,各种离子的浓度不再变化,但不一定相等,故A错误;B项,电离平衡状态时,由于电离速率与离子结合生成分子的速率相等,分子和离子的浓度不再发生变化,电离平衡是动态平衡,故B错误;C项,电离平衡是一定条件下的动态平衡,当外界条件改变时,平衡就会发生移动,然后重新达到平衡状态,故C正确;D项,电解质在溶液里达到电离平衡时,分子的浓度和离子的浓度不变,但不一定相等,故D错误;故选C。
7.对于碳酸溶液中的电离平衡,下列电离常数的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】碳酸是分步电离的,H2CO3H++HCO3-、HCO3-H++CO32-,其中以第一步电离为主,故碳酸的第一步电离的平衡常数,第二步电离的平衡常数。故选C。
8.在0.2 mol·L-1的CH3COOH溶液中,当CH3COOHH++CH3COO-已达平衡时,若要使CH3COOH的电离程度减小,溶液中的c(H+)增大,应加入( )
A.CH3COONa固体 B.氨水 C.HCl D.H2O
【答案】C
【解析】A项,向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体,CH3COONa溶于水电离出CH3COO-,抑制CH3COOH的电离,CH3COOH的电离程度减小,溶液中的c(H+)减小,错误;B项,向CH3COOH溶液中加入氨水,氨水和H+反应,促进CH3COOH的电离,CH3COOH的电离程度增大,但溶液中的c(H+)减小,错误;C项,向CH3COOH溶液中加入HCl,c(H+)增大,抑制CH3COOH的电离,CH3COOH的电离程度减小,正确;D项,稀释CH3COOH溶液,促进CH3COOH的电离,CH3COOH的电离程度增大,但c(H+)减小,错误。
9.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)在水中的电离程度和浓度关系的是( )
【答案】B
【解析】根据甲、乙的电离平衡常数得,这两种物质都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度:CH3COOH<CH2ClCOOH,可以排除A、C;当浓度增大时,物质的电离程度减小,排除D选项,故B项正确。
10.下列说法正确的是( )
A.电离平衡常数受溶液浓度的影响
B.电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.电离常数大的酸溶液中c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中大
D.H2CO3的电离常数表达式:K=
【答案】B
【解析】A项,电离平衡常数是温度的函数,与溶液浓度无关,A项错误;B项,电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱,B项正确;C项,酸中c(H+)既跟酸的电离常数有关,还跟酸的浓度有关,C项错误;D项,H2CO3属于二元弱酸,其电离方程式为:H2CO3HCO3−+H+、HCO3−H++CO32−,K1=,K2=,电离以第一步为主,D项错误;故选B。
11.在醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使电离平衡左移且c(H+)减小,应采取的措施是( )
A.加入NaOH(s) B.加入盐酸 C.加蒸馏水 D.降低温度
【答案】D
【解析】A项,加入NaOH固体会消耗氢离子,c(H+)减小,但平衡向右移动,A不符合题意;B项,加入盐酸氢离子的浓度可能会增大,B不符合题意;C项,加水稀释溶液酸性减弱c(H+)减小,但稀释会促进醋酸的电离,平衡向右移动,C不符合题意;D项,弱电解质的电离为吸热过程,降低温度平衡向左移动,c(H+)减小,D符合题意;故选D。
12.根据下表数据(均在同温、同压下测定),可得出弱电解质的强弱顺序为( )
酸
HX
HY
HZ
电离常数
7.2×10-4
1.8×10-6
1.8×10-8
A.HX>HY>HZ B.HZ>HY>HX C.HY>HZ>HX D.HZ>HX>HY
【答案】A
【解析】在同一情况下,酸的电离常数越大,则酸性越强,故根据表格信息可知,电离常数:HX>HY>HZ,则酸性:HX>HY>HZ,故选A。
13.在25℃时,0.1mol·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、Ka1=4.0×10-6、Ka2=4.5×10-7,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】C
【解析】酸溶液的电离常数越大,说明该酸在溶液中的电离程度越大,酸性越强,溶液中氢离子浓度越大,反之,溶液中氢离子浓度越小;由电离常数的大小可知,酸性由强到弱的顺序是:HNO2>HCOOH>H2CO3>HCN,故c(H+)最小的是HCN溶液。故选C。
14.从植物花汁中提取的一种有机物,可简化表示为HIn,在水溶液中因存在下列电离平衡,故可用作酸、碱指示剂:
在上述溶液中加入适量下列物质,最终能使指示剂显黄色的是( )
A.盐酸 B.NaHCO3溶液 C.NaHSO4溶液 D.NaClO(固体)
【答案】B
【解析】A项,盐酸中含有大量氢离子,会使平衡逆向移动,溶液显红色,A不符合题意;B项,碳酸氢根可以消耗氢离子,使平衡正向移动,溶液显黄色,B符合题意;C项,硫酸氢钠溶液中有大量氢离子,会使平衡逆向移动,溶液显红色,C不符合题意;D项,次氯酸钠溶液具有漂白性,溶液最终会无色,D不符合题意;故选B。
15.现有下列物质 ①熔化的NaCl ②盐酸 ③氯气 ④冰醋酸 ⑤铜⑥酒精(C2H5OH) ⑦醋酸铵 ⑧液氨 ⑨SO2请用以上物质回答下列问题。(填序号)
(1)属于强电解质的是_______;在上述状态下能导电的是_______;
(2)属于弱电解质的是_______;
(3)属于非电解质,但溶于水后的水溶液能导电的是_______。
【答案】(1)①⑦ ①②⑤ (2) ④ (3)⑧⑨
【解析】根据电解质是指在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物,非电解质则为在水溶液或熔融状态下均不能够导电的化合物,强电解质则是在水溶液中能够完全电离的电解质,弱电解质则是在水溶液中部分发生电离的电解质,据此分析解题:①熔化的NaCl能导电,是强电解质; ②盐酸能导电,但是属于混合物,既不是电解质也不是非电解质;③氯气不能导电,属于单质,既不是电解质也不是非电解质,但其水溶液由于Cl2和水反应产生了HCl和HClO而能导电;④冰醋酸本身不能导电,是弱酸,属于弱电解质,水溶液中由于CH3COOH部分电离而导电;⑤铜是金属单质,能够导电,既不是电解质也不是非电解质;⑥酒精(C2H5OH)是非电解质,在水溶液或熔融状态下均不能够导电;⑦醋酸铵是盐,本身不能导电,其水溶液能够导电,且在水溶液中完全电离,故属于强电解质;⑧液氨虽然水溶液可以导电,但是由于不是NH3本身电离,而是NH3和H2O生成的NH3‧H2O发生电离,故其是非电解质;⑨SO2虽然水溶液可以导电,但是由于不是SO2本身电离,而是SO2和H2O生成的H2SO3发生电离,故其是非电解质,综上所述可知:(1)属于强电解质的是①⑦;在上述状态下能导电的是①②⑤;(2)属于弱电解质的是④;(3)属于非电解质,但溶于水后的水溶液能导电的是⑧⑨。
16.25℃时,三种弱电解质的电离平衡常数如表:
化学式
HCOOH
CH3COOH
NH3•H2O
电离平衡常数
1.77×10-4
1.75×10-5
1.76×10-5
(1)下列方法中,可以使0.10mol•L-1CH3COOH溶液中CH3COOH电离程度增大的是__。
a.通入少量HCl气体 b.加入少量冰醋酸 c.加入少量醋酸钠固体 d.加入少量水
(2)常温下,0.1mol•L-1的NH3•H2O溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定变小的是__。
a.c(OH-) b. c.c(H+)•c(OH-) d.
【答案】(1)d (2)a
【解析】(1)a项,通入少量HCl气体,溶液中氢离子浓度增大,抑制醋酸的电离,醋酸的电离程度减小,故a不选;b项,加入少量冰醋酸,醋酸的电离平衡向正反应方向移动,但醋酸的电离程度减小,故b不选;c项,加入少量醋酸钠固体,溶液中c(CH3COO-)增大,平衡逆向进行,CH3COOH电离程度减小,故c不选;d项,加入少量水,促进CH3COOH电离,其电离程度增大,故d选,故选d;(2)a项,NH3•H2O溶液加水稀释过程中促进NH3•H2O电离,但c(OH-)减小,故a选;b项,NH3•H2O溶液加水稀释过程中促进NH3•H2O电离,溶液中n(OH-)增大,n(NH3•H2O)减小,所以增大,故b不选;c项,Kw= c(H+)• c(OH-),只随温度改变而改变,故c不选;d项,NH3•H2O溶液加水稀释过程中促进NH3•H2O电离,c(OH-)减小,c(H+)增大,所以增大,故d不选,故选a。
17.回答下列问题:
(1)为了证明醋酸是弱电解质,某同学分别取pH=3醋酸和盐酸各1mL,分别用蒸馏水稀释到100mL,然后用pH试纸分别测定两溶液的pH,则可认定醋酸是弱电解质,判断的依据是_______。
(2)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,回答下列问题:
①该溶液中c(H+)=_______ mol∙L−1。
②HA的电离平衡常数K=_______。
③由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的_______倍。
(3)部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数/25 ℃
K=1.77×10-4
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11
3.0×10-8
①在相同浓度的HCOOH和HClO的溶液中,用“>”“<”或“=”填空。
溶液导电能力:HCOOH_______HClO。
②HCO3-的电离平衡常数表达式为_______
③将少量CO2气体通入NaClO溶液中,写出该反应离子方程式_______。
(4)某浓度的氨水中存在平衡:NH3·H2O NH4++OH-,如想增大NH4+的浓度而不增大OH-的浓度,应采取的措施是_______ (填字母)。
A.适当升高温度 B.加入NH4Cl固体 C.通入NH3 D.加入少量浓盐酸
【答案】(1)盐酸稀释后的pH=5,而醋酸溶液稀释100倍后溶液的pH<5
(2)1×10−4 1×10−7 106
(3)> ClO-+ CO2 + H2O = HCO3- + HClO
(4)bd
【解析】(1)为了证明醋酸是弱电解质,某同学分别取pH=3醋酸和盐酸各1mL,分别用蒸馏水稀释到100mL,然后用pH试纸分别测定两溶液的pH,则可认定醋酸是弱电解质,根据强酸稀释10n倍,pH变化n个单位,弱酸变化不到n个单位,因此判断的依据是盐酸稀释后的pH=5,而醋酸溶液稀释100倍后溶液的pH<5;故答案为:盐酸稀释后的pH=5,而醋酸溶液稀释100倍后溶液的pH<5。(2)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,①HA只有0.1%电离,则0.1%的HA电离出的氢离子浓度c(H+)= 0.1 mol∙L−1×0.1%=1×10−4 mol∙L−1;②HA的电离平衡常数;③由HA电离出的c(H+)= 1×10−4 mol∙L−1,c(OH-)= 1×10−10 mol∙L−1,则HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的倍;(3)①根据电离平衡常数得到酸强弱顺序为HCOOH>H2CO3>HClO>HCO3-,相同浓度酸越强其电离出的离子浓度越大,溶液导电性越强,因此溶液导电能力:HCOOH>HClO;②HCO3-的电离方程式为HCO3- H++CO32-,其电离平衡常数表达式为;③根据酸的强弱顺序,将少量CO2气体通入NaClO溶液中,该反应离子方程式ClO-+ CO2+ H2O = HCO3- + HClO;(4)a.适当升高温度,平衡正向移动铵根浓度、氢氧根浓度增大,故a不符合题意;b.加入NH4Cl固体,铵根离子浓度增大,平衡逆向移动,氢氧根浓度减小,故b符合题意;c.通入NH3,氨水浓度增大,平衡正向移动,铵根离子浓度、氢氧根浓度增大,故c不符合题意;d.加入少量浓盐酸,氢离子消耗氢氧根,平衡正向移动,铵根离子浓度增大,故d符合题意;答案为bd。
【能力提升】
18.在相同温度下,100mL 0.1mol·L-1的醋酸与10mL 1mol·L-1的醋酸相比较,下列说法正确的是( )
A.溶液中H+的物质的量前者大于后者 B.前者的电离程度小于后者
C.发生中和反应时所需NaOH的量前者大于后者 D.溶液中CH3COOH的物质的量前者大于后者
【答案】A
【解析】A项,前者电离程度大于后者,所含H+的物质的量大于后者,故A正确;B项,前者浓度小,CH3COOH的电离程度前者大于后者,故B错误;C项,两种溶液所含溶质物质的量相等,故发生中和反应时所需NaOH的量相同,故C错误;D项,前者浓度小,CH3COOH的电离程度大,所含CH3COOH的物质的量前者小于后者,故D错误;故选C。
19.氢氰酸(HCN)是一种弱酸,在水溶液中存在电离平衡:HCN H++CN-,常温下电离常数为Ka。下列说法正确的是( )
A.0.1mol·L-1 HCN溶液的pH<1 B.增大HCN溶液浓度,其电离程度减小
C.升高HCN溶液温度,平衡逆向移动 D.加入少量溶液,会使Ka增大
【答案】B
【解析】A项,氢氰酸(HCN)是一种弱酸,不能完全电离,因此0.1mol·L-1HCN溶液中c(H+)<0.1mol·L-1,pH>1,故A错误;B项,弱电解质溶液的浓度越大,弱电解质的电离程度越小,氢氰酸是一种弱酸,为弱电解质,增大HCN溶液浓度,其电离程度减小,故B正确;C项,弱电解质的电离是吸热过程,升高HCN溶液温度,HCN H++CN-平衡正向移动,故C错误;D项,加入少量NaOH溶液,中和氢离子,电离平衡右移,但溶液的温度不变,电离平衡常数不变,故D错误;故选B。
20.在稀氨水中存在下列平衡:NH3 + H2ONH3·H2ONH4++ OH— ,对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A.加入少量NH4Cl固体,平衡逆向移动,溶液的pH减小
B.通入少量氨气,平衡正向移动,c (NH3·H2O) 减小
C.加入少量NaOH固体,并恢复至室温,平衡逆向移动,NH3·H2O的电离平衡常数减小
D.加水稀释,NH3·H2O的电离程度及c (OH— )都增大
【答案】A
【解析】A项,加入少量NH4Cl固体,导致溶液中铵根离子浓度增大,NH3·H2O的电离平衡逆向移动,氢氧根离子浓度减小,溶液的pH减小,A正确;B项,通入少量氨气,导致氨气与水的反应平衡正向移动,c(NH3·H2O)增大,B错误;C项,加入少量NaOH固体,并恢复至室温,NH3·H2O的电离平衡逆向移动,但NH3·H2O的电离平衡常数与温度有关,温度未变,平衡常数不变,C错误;D项,加水稀释,NH3·H2O的电离平衡正向移动,电离程度增大,但c(OH-)减小,D错误;故选A。
21.下表是几种弱酸在常温下的电离平街常数:
CH3COOH
H2CO3
H2S
H3PO4
1.8×10-5
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka1=9.1×10-8
Ka2=1.1×10-12
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,电离平衡常数不变
【答案】D
【解析】A项,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。弱酸的电离平衡常数越大,该酸的酸性就越强。由于碳酸的电离平衡常数Ka1=4.3×10-7比H2S氢硫酸的电离平衡常数Ka1= Ka1=9.1×10-8大,所以酸性:碳酸比氢硫酸的酸性强,A正确;B项,多元弱酸一级电离产生的氢离子会抑制二级电离,所以多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离,故多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定,B正确;C项,醋酸是一元弱酸,在溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释,使电离平衡正向移动,导致溶液中n(H+)有所增加,n(CH3COOH)减小,在同一溶液中,体积相同,所以加水稀释导致增大,C正确;D项,向弱酸溶液中加少量NaOH溶液,二者发生中和反应,放出热量,使溶液的温度升高;升高温度,能够促进电解质的电离,使弱电解质电离平衡正向移动,导致其电离平衡常数增大,D错误;故选D。
22.下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃),回答下列各题:
酸
CH3COOH
HNO2
HCN
HClO
电离平衡常数(Ka)
1.8×10-5
4.6×10-4
5×10-10
3×10-8
(1)当温度升高时,K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)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CH3COOH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CH3COONa固体
D.加少量冰醋酸 E.加氢氧化钠固体
③依上表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__________________。
(3)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K1>>K2的原因___________。
(4)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,请设计一个简单的实验验证醋酸与碳酸的酸性强弱。方案:___________。
【答案】(1)增大 (2) HCN HNO2 BD
(3)ClO-+CH3COOH=CH3COOH+HClO H2C2O4H++ HC2O4- 、HC2O4-H++ C2O42- 由于一级电离H2C2O4H++ HC2O4- 产生氢离子,增大了溶液中氢离子浓度,使电离平衡HC2O4-H++ C2O42-向左移动
(4)能 往石灰石中加入醋酸,观察是否有气体产生
【解析】(1) 弱酸的电离吸热,当温度升高时,促进电离,则K值增大;(2)①K值越大、电离程度越大、酸性越强,上述四种酸中,酸性最弱、最强的酸分别是HCN、HNO2 (用化学式表示);②A项,弱酸的电离吸热,当温度升高时,促进电离,则K值增大,A不满足;B项,越稀越电离。加水稀释,促进电离,温度不变K值不变,B满足;C项,加少量的CH3COONa固体,醋酸根离子浓度增大、抑制电离,温度不变K值不变,C不满足; D项,加少量冰醋酸,增大反应物浓度、促进电离,温度不变K值不变,D满足;E项,加氢氧化钠固体,发生反应、大量放热,温度升高, K值增大,E不满足;答案为BD。③醋酸酸性大于次氯酸,醋酸和次氯酸钠溶液能发生复分解反应,生成次氯酸和醋酸根离子。离子方程式为ClO-+CH3COOH=CH3COOH+HClO。(3)多元弱酸分步电离。已知草酸是一种二元弱酸,则草酸的一级电离方程式H2C2O4H++ HC2O4- 、二级电离方程式HC2O4-H++ C2O42-。由于一级电离H2C2O4H++ HC2O4- 产生氢离子,增大了溶液中氢离子浓度,使电离平衡HC2O4-H++ C2O42-向左移动,导致K1>>K2。(4)用食醋浸泡有水垢的水壶,可以清除其中的水垢,则水垢中的碳酸钙和食醋发生了反应,故通过该事实能比较:醋酸酸性大于碳酸。实验中可依据强酸制备弱酸的原理来证明酸性强弱。则要通过实验验证醋酸与碳酸的酸性强弱,方案为往石灰石中加入醋酸,观察是否有气体产生,若有气体产生可证明醋酸的酸性大于碳酸。
23.25℃时,三种酸的电离平衡常数如表所示。
化学式
CH3COOH
HClO
H3PO3
名称
醋酸
次氯酸
亚磷酸
电离平衡常数
1.8×10-5
3.0×10-8
Ki=8.3×10-3 K2=5.6×10-6
回答下列问题:
(1)浓度均为0.1mol/L的CH3COOH,HClO,H3PO3溶液中,c(H+)最小的是__________。
(2)亚磷酸(H3PO3)为二元酸,具有较强的还原性Na2HPO3是_________(填“酸式盐”“碱式盐”或“正盐”)。H3PO3的第二级电离方程式为________________________。此时的电离平衡常数表达式K=____________。
(3)常温下,0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释的过程中,下列表达式的数值变大的是___(填字母)。
A.c(H+) B. C.c(CH3COO-) D.c(CH3COOH)
(4)体积均为10mL、c(H+)均为10-2mol/L的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程中c(H+)的变化如图所示测HX的电离平衡常数__________(填“大于”、“小于”或“等于”)醋酸的电离平衡常数,理由是______________________________________。
【答案】(1)HClO溶液
(2)正盐 H2PO3-HPO32-+H+ (3)B
(4)大于 c(H+)相同的醋酸和HX溶液稀释相同的倍数,HX溶液的c(H+)变化更大
【解析】(1)据电离平衡常数可知,三种酸由强到弱的顺序为亚磷酸、醋酸、次氯酸,所以浓度均为0.1mol/L的CH3COOH,HClO,H3PO3溶液中,c(H+)最小的是HClO溶液;(2)亚磷酸(H3PO3)为二元酸,分步电离且电离可逆,Na2HPO3不再电离,属于正盐;H3PO3的第二级电离方程式为H2PO3-HPO32-+H+;根据电离方程式,写出电离平衡常数表达式为:K=;(3)A项,CH3COOH溶液加水稀释过程,促进电离,但溶液酸性减弱,c(H+)减小,故A错误;B项,= ,则稀释过程中比值变大,故B正确;C项,稀释过程,促进电离,但溶液变稀,c(CH3COO-)减小,故C错误; D项,稀释过程,促进电离,c(CH3COOH)减小,故D错误;故选B。(4)由图可知,稀释相同的倍数,HX的pH变化程度大,则酸性HX强,电离平衡常数大,故答案为:大于;c(H+)相同的醋酸和HX溶液稀释相同的倍数,HX溶液的c(H+)变化更大。
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