内容正文:
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第2课时 电离平衡常数 水的电离平衡
专题3 水溶液中的离子反应
第一单元 弱电解质的电离平衡
1.学会运用电离平衡常数、电离度、水的离子积来描述弱酸、弱碱和水的电离程度。2.能进行电离平衡常数及电离度的有关计算。
2
学习理解
01
课时作业
04
目录
CONTENTS
探究应用
02
总结提升
03
学习理解
Ka
Kb
学习理解
5
学习理解
6
2.电离平衡常数的影响因素
弱电解质的电离是一个_____过程,因此升高温度会使电离平衡向_____的方向移动,电离平衡常数会随之_____。
3.意义
电离平衡常数(Ka、Kb)能够反映弱酸、弱碱酸碱性的相对强弱。在一定温度下,当弱酸、弱碱的浓度相同时,电离平衡常数越大,弱酸、弱碱的电离程度就_____,弱酸的酸性越____,弱碱的碱性越____。
吸热
电离
增大
越大
强
强
学习理解
7
二、电离度(α)
1.表达式
α=_____________________________。
2.意义
表示弱电解质的电离程度,且弱电解质溶液的浓度越大,电离度______;反之,电离度_____。
三、水的电离平衡
1.水的电离
(1)水是一种极弱的电解质。
越小
越大
学习理解
8
(2)水的电离方程式为______________________,简写为________________。
2.水的离子积常数
(1)在一定温度下,纯水和稀溶液中c(H2O)可视为定值,故c(H+)·c(OH-)可看作常数,称为水的离子积常数,简称____________,用Kw表示。25 ℃时,Kw=______________。
(2)Kw不仅适用于______,也适用于____________________。
(3)水的电离过程是_______的,升高温度会促使水的电离平衡向___________移动,水的离子积常数也随之________。
水的离子积
1.0×10-14
纯水
稀的电解质水溶液
吸热
电离的方向
增大
学习理解
9
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
×
√
√
×
学习理解
10
×
×
学习理解
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探究应用
知识点一 电离常数和电离度
1.有关电离常数的注意事项
(1)不同弱电解质电离常数的大小由物质本身的性质和温度决定,同一温度下,不同弱电解质的电离常数不同,K值越大,电离程度越大。
(2)同一弱电解质在同一温度下改变浓度时,其电离常数不变。
(3)电离常数K只随温度的变化而变化,升高温度,K值增大。
探究应用
13
(4)多元弱酸各级电离常数:Ka1≫Ka2≫Ka3,其酸性主要由第一步电离决定,Ka值越大,相应酸的酸性越强。
2.影响电离度的因素
(1)温度:升高温度,电离平衡向正方向移动,电离度增大。
(2)浓度:加水稀释,电离平衡向正方向移动,电离度增大。即浓度越大,电离度越小;浓度越小,电离度越大。
探究应用
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探究应用
15
探究应用
16
酸 HX HY HZ
电离常数Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2
1.相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )
A.三种酸的强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生
C.同体积、同浓度的三种酸中和碱的能力不同
D.相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离常数大于0.1 mol·L-1 HX溶液的电离常数
探究应用
17
解析:A项,由Ka(HZ)>Ka(HY)>Ka(HX)知酸性:HZ>HY>HX;B项,由“强酸制弱酸”规律知:HZ+Y-===HY+Z-能够发生;C项,同体积、同浓度的三种酸:n(HX)=n(HY)=n(HZ),故中和碱的能力相同;D项,电离常数与浓度无关,只受温度影响,故相同温度下Ka(HX)不变。
酸 HX HY HZ
电离常数Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2
探究应用
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右移
减小
右移
增大
1.0×10-7
增大
增大
探究应用
19
探究应用
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知识二 水的电离平衡及影响因素
1.水电离的四个特点
“弱”——微弱电离
“逆”——是可逆过程
“等”——电离出的H+和OH-浓度相等
“吸”——是吸热过程
探究应用
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2.影响水电离平衡的因素
影响因素 移动方向 c(H+) c(OH-) Kw
升温 向右移动 增大 增大 增大
加活泼金属 向右移动 减小 增大 不变
加弱碱阳离子 向右移动 增大 减小 不变
加弱酸阴离子 向右移动 减小 增大 不变
加酸 向左移动 增大 减小 不变
加碱 向左移动 减小 增大 不变
探究应用
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3.水的离子积常数
(1)水的离子积Kw只与温度有关,温度越高,Kw越大,所以使用水的离子积时,必须指明温度。
(2)Kw=c(H+)·c(OH-)式中的c(H+)和c(OH-)指的是溶液中的H+和OH-的总浓度。
①酸溶液中Kw=c酸(H+)·c水(OH-)(忽略水电离出的H+的浓度)。
②碱溶液中Kw=c水(H+)·c碱(OH-)(忽略水电离出的OH-的浓度)。
探究应用
23
③外界条件改变,水的电离平衡发生移动;但由水电离出的c(H+)和c(OH-)一定相等。
④室温下,由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。
(3)在纯水或稀的电解质水溶液中,都同时存在H+、OH-,其乘积在定温时为一常数。温度相同时,在不同的溶液中,c(H+)和c(OH-)虽然不一定相等,但是由水电离出的c(H+)和c(OH-)却总是相等的。
探究应用
24
4.水的电离平衡曲线的理解与识别
某温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化
曲线如图所示。
(1)曲线上的任意点(如a、b、c)的Kw都相同,
即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
探究应用
25
3.下列措施能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的是( )
A.向纯水中投入少量Na2O2 B.将水加热煮沸
C.向水中通入CO2 D.向水中加入NaCl
解析: A项,加入Na2O2,Na2O2与水反应生成NaOH,使溶液中c(OH-)>
c(H+);B项,加热可促进水的电离,但c(H+)=c(OH-);C项,CO2可与水反应生成H2CO3,H2CO3可抑制水的电离,但H2CO3电离产生氢离子使溶液中
c(H+)>c(OH-);D项,NaCl对水的电离无影响。
探究应用
26
4.某温度下,纯水的c(H+)=2×10-7mol·L-1,则此时c(OH-)为________ mol·L-1;若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=0.5 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为________ mol·L-1,由水电离产生的c(H+)为________ mol·L-1,此时温度________(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。
2×10-7
8×10-14
8×10-14
高于
探究应用
27
5.在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示。
(1)A点水的离子积常数为1×10-14,B点水的离子积常
数为________。造成水的离子积常数变化的原因是______
__________________________________________________
____________________________。
(2)T ℃时,若向水中滴加盐酸,________(填“能”或“不能”)使体系处于B点状态,原因是_____________________________________________________________
_____________________。
(3)T ℃时,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c水(H+)=_________________。
1×10-13
水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,则离子积常数增大
不能
滴加盐酸后,c(H+)增大,水的电离平衡左移,c(OH-)减小,体系中c(H+)≠c(OH-)
2×10-10 mol·L-1
探究应用
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总结提升
本课总结
自我反思:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
总结提升
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随堂提升
1.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,Ka1=4.5×10-7和Ka2=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
总结提升
31
2.已知25 ℃时,Kw=1.0×10-14,如果100 ℃时,Kw=5.5×10-13,这说明( )
A.100 ℃时水的电离程度较小
B.前者c(H+)较后者大
C.水的电离过程是一个吸热过程
D.100 ℃时,0.1 mol·L-1 DCl的重水溶液中水的电离程度一定是室温时电离程度的10倍
总结提升
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总结提升
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总结提升
34
总结提升
35
总结提升
36
ADBC
的电离
总结提升
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(3)醋酸的电离平衡常数的表达式是Ka=__________________,则物质的量浓度为c mol/L的醋酸的电离平衡常数Ka与电离度α的关系为Ka=________(用含c、α的代数式表示)。
总结提升
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解析:(1)硫酸第一步完全电离,第二步部分电离,0.1 mol/L硫酸溶液中c(H+)=(0.1+0.1×10%) mol/L=0.11 mol/L;0.1 mol/L NaHSO4溶液中,c(H+)=(0.1×29%) mol/L=0.029 mol/L;0.1 mol/L醋酸溶液中,c(H+)=(0.1×1.33%) mol/L=0.00133 mol/L;0.1 mol/L盐酸中,c(H+)=0.1 mol/L,所以c(H+)由大到小的顺序是ADBC。
总结提升
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课时作业
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课时作业
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2.水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是( )
A.4 ℃时,纯水中c(H+)=10-7 mol·L-1
B.升高温度,纯水中的c(H+)增大,c(OH-)减小
C.水的电离程度很小,纯水中主要存在形态是水分子
D.向水中加入酸或碱,可抑制水的电离,使水的离子积减小
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课时作业
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课时作业
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课时作业
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5.25 ℃时,相同物质的量浓度的下列物质的溶液中:①NaCl、②NaOH、③H2SO4,水的电离程度按由大到小的顺序排列正确的一组是( )
A.③>②>① B.②>③>①
C.①>②>③ D.①>③>②
解析:酸和碱都抑制水的电离,故②NaOH溶液和③H2SO4溶液中水的电离程度小,硫酸为二元强酸,氢氧化钠为一元强碱,故相同物质的量浓度的H2SO4溶液中水的电离程度小于NaOH溶液中水的电离程度;NaCl对水的电离程度基本没有影响。
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课时作业
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6.下列叙述正确的是( )
A.在常温下,任何稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.无论在什么条件下,中性溶液里的H+浓度一定等于1×10-7 mol·L-1
C.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液的c(H+)是0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的
c(H+)的2倍
D.任何浓度的溶液都可以用pH的相对大小来表示酸碱性强弱
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课时作业
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弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离平衡常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka=4.9×10-10 Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
9.部分弱酸的电离平衡常数如下表:
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课时作业
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弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离平衡常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka=4.9×10-10 Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
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课时作业
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解析:要使HClO浓度增大,必须使平衡右移,且加入的物质与HClO不反应,加入NaOH时,平衡虽然右移,但HClO也参与反应,导致HClO浓度减小;加入HCl时,平衡左移,c(HClO)减小;加水稀释时,c(HClO)也减小;加入CaCO3固体时,只与盐酸反应,使平衡右移,c(HClO)增大。
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课时作业
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11.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
B.水的离子积常数Kw数值大小关系为b>d
C.温度不变,加入少量NaOH可使溶液从c点变到a点
D.纯水仅降低温度可由b点到d点
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课时作业
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12.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法中正确的是( )
A.a、b、c三点CH3COOH的电离平衡常数:c<a<b
B.a、b、c三点醋酸的电离度:c<a<b
C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果
偏小
D.a、b、c三点溶液用1 mol·L-1的氢氧化钠溶液中和,消耗氢氧化钠溶液的体积:c<a<b
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课时作业
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解析:电离平衡常数只与温度有关,该体系温度不变,电离平衡常数不变,A错误;溶液越稀,电离程度越大,a、b、c三点醋酸的电离度:a<b<c,B错误;用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,相当于a处溶液加水稀释,溶液的导电能力增大,氢离子浓度增大,pH减小,则测量结果偏小,C正确;a、b、c三点溶液中醋酸的物质的量相同,故消耗氢氧化钠一样多,D错误。
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课时作业
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二、非选择题
13.25 ℃时,几种物质的电离平衡常数(如下表):
化学式 CH3COOH H2CO3 HClO
电离平衡常数Ka 1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11 3.0×10-8
a>b>d>c
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化学式 CH3COOH H2CO3 HClO
电离平衡常数Ka 1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11 3.0×10-8
CD
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化学式 CH3COOH H2CO3 HClO
电离平衡常数Ka 1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11 3.0×10-8
B
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(4)体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000 mL,稀释过程中pH的变化如图所示,则HX的电离平衡常数_____(填“大于”“等于”或“小于”,下同)醋酸的电离平衡常数,稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)______醋酸溶液中水电离出来的c(H+)。
化学式 CH3COOH H2CO3 HClO
电离平衡常数Ka 1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11 3.0×10-8
大于
大于
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化学式 CH3COOH H2CO3 HClO
电离平衡常数Ka 1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11 3.0×10-8
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化学式 CH3COOH H2CO3 HClO
电离平衡常数Ka 1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11 3.0×10-8
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(4)加水稀释促进弱酸电离,pH相同的不同酸溶液稀释相同的倍数,pH变化大的酸的酸性强;酸或碱抑制水的电离,酸中氢离子或碱中氢氧根离子浓度越大,其抑制水电离的程度越大。根据图知,pH相同的醋酸溶液和HX溶液稀释至相同的倍数,HX溶液的pH变化大,则HX的酸性大于醋酸,所以HX的电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数,稀释后醋酸溶液中氢离子浓度大于HX溶液,所以醋酸抑制水电离程度大于HX,则HX溶液中水电离出来的c(H+)大于醋酸溶液中水电离出来的c(H+)。
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课时作业
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R
一、电离平衡常数
1.表示方法
(1)弱酸的电离平衡常数通常用____表示,若以醋酸为例:CH3COOHCH3COO-
+H+,则电离常数Ka=________________________。
(2)弱碱的电离平衡常数通常用____表示,若以一水合氨为例:NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+
OH-,则电离常数Kb=________________________。
eq \f(c(H+)·c(CH3COO-),c(CH3COOH))
+,4)eq \f(c(NH)·c(OH-),c(NH3·H2O))
(3)多元弱酸的电离常数表达式
碳酸(H2CO3)、磷酸(H3PO4)等多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的。
例如,二元弱酸H2CO3分两步电离:
H2CO3H++HCOeq \o\al(-,3)
则Ka1=____________________________
HCOeq \o\al(-,3)H++COeq \o\al(2-,3)
则Ka2=______________________________
-,3)eq \f(c(H+)·c(HCO),c(H2CO3))
2-,3)eq \f(c(H+)·c(CO),c(HCOeq \o\al(-,3)))
eq \f(已电离的弱电解质浓度,弱电解质的起始浓度)×100%
H2O+H2OH3O++OH-
H2OH++OH-
(1)改变条件,电离平衡常数增大,电离平衡一定正向移动。( )
(2)相同条件下,可根据电离平衡常数的大小,比较弱电解质的相对强弱。( )
(3)同一弱电解质,浓度大的电离平衡常数大。( )
(4)弱酸H2S的电离平衡常数表达式为Ka=eq \f(c2(H+)·c(S2-),c(H2S))。( )
(5)在纯水中加入少量酸,水的电离平衡逆向移动,Kw减小。( )
(6)25 ℃时,Kw=1.0×10-14,仅仅适用于纯水,不适用于其他酸、碱、盐等的稀溶液。( )
3.电离常数的有关计算
(1)已知某弱酸或弱碱的电离常数及稀溶液的物质的量浓度,可根据公式c(H+)
≈eq \r(Ka·c)或c(OH-)≈eq \r(Kb·c)计算其电离出的H+或OH-的浓度。
(2)已知电离平衡时弱酸或弱碱的物质的量浓度和溶液中的离子浓度,可根据公式Ka=eq \f(c(H+)·c(A-),c(HA))或Kb=eq \f(c(B+)·c(OH-),c(BOH))计算电离常数。
(3)一定温度下,已知某一元弱酸HA溶液的浓度为c,电离度为α,电离常数为Ka,则
HA H+ + A-
起始浓度 c 0 0
平衡浓度 c-cα cα cα
Ka=eq \f(c(H+)·c(A-),c(HA))=eq \f(c2α2,c(1-α))。当弱电解质的电离度α较小时,可作近似处理1-α≈1,则公式可简化为Ka=cα2,则α=eq \r(\f(Ka,c)),c(H+)=cα=eq \r(Kac)。
2.(1)25 ℃时,50 mL 0.10 mol·L-1醋酸溶液中存在平衡:CH3COOH
CH3COO-+H+,请按要求回答以下问题:
①加入少量冰醋酸,平衡将________(填“左移”或“右移”),醋酸溶液的电离度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②加入一定量蒸馏水,平衡将________(填“左移”或“右移”),醋酸溶液的电离度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(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的电离平衡常数Ka=____________(填具体数值)。
②升高温度时,Ka________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),电离度________。
解析:(2)①由电离方程式:HAH++A-,可知达到电离平衡时,c(H+)=c(A-)=c已电离(HA)=0.1×0.1% mol·L-1=1.0×10-4 mol·L-1,忽略HA电离平衡时c(HA)的变化,c(HA)仍按0.1 mol·L-1进行计算,则Ka=eq \f(c(H+)·c(A-),c(HA))=eq \f(1.0×10-4×1.0×10-4,0.1)=1.0×10-7。
3.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)减小
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
C.向水中加入少量CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)减小
D.将水加热,Kw增大,c(H+)不变
解析:向水中加入稀氨水,c(OH-)增大,平衡逆向移动,A错误;向水中加入少量固体NaHSO4:NaHSO4===Na++H++SOeq \o\al(2-,4),c(H+)增大,但Kw不变,B正确;向水中加入少量CH3COOH后,使水的电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,c(H+)增大,C错误;将水加热,水的电离平衡正向移动,c(H+)、c(OH-)均增大,Kw增大,D错误。
4.已知0.1 mol/L的CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中eq \f(c(H+),c(CH3COOH))增大,可以采取的措施是( )
①加少量烧碱 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水
A.①②
B.②④
C.②③④
D.①④
解析:Ka=eq \f(c(H+)·c(CH3COO-),c(CH3COOH)),温度不变时,Ka为定值,若使eq \f(c(H+),c(CH3COOH))增大,可使c(CH3COO-)减小,其中①③使c(CH3COO-)增大,④使c(CH3COO-)减小;升高温度时,平衡正向移动,c(H+)增大,c(CH3COOH)减小,eq \f(c(H+),c(CH3COOH))一定增大。
5.已知25 ℃时几种物质(微粒)的电离度如表所示(其溶液浓度均为0.1 mol/L)。
编号
物质(微粒)
α
A
硫酸(第一步完全电离):第二步HSOeq \o\al(-,4)SOeq \o\al(2-,4)+H+
10%
B
硫酸氢钠:HSOeq \o\al(-,4)SOeq \o\al(2-,4)+H+
29%
C
醋酸:CH3COOHCH3COO-+H+
1.33%
D
HCl:HCl===H++Cl-
100%
(1)25 ℃时,上述几种物质的溶液中c(H+)从大到小的顺序是________(填编号)。
(2)25 ℃时,0.1 mol/L硫酸溶液中HSOeq \o\al(-,4)的电离度小于相同温度下0.1 mol/L硫酸氢钠溶液中HSOeq \o\al(-,4)的电离度,其原因是_______________________________________
_________。
硫酸第一步电离产生的H+抑制了HSOeq \o\al(-,4)
编号
物质(微粒)
α
A
硫酸(第一步完全电离):第二步HSOeq \o\al(-,4)SOeq \o\al(2-,4)+H+
10%
B
硫酸氢钠:HSOeq \o\al(-,4)SOeq \o\al(2-,4)+H+
29%
C
醋酸:CH3COOHCH3COO-+H+
1.33%
D
HCl:HCl===H++Cl-
100%
eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))
eq \f(cα2,1-α)
编号
物质(微粒)
α
A
硫酸(第一步完全电离):第二步HSOeq \o\al(-,4)SOeq \o\al(2-,4)+H+
10%
B
硫酸氢钠:HSOeq \o\al(-,4)SOeq \o\al(2-,4)+H+
29%
C
醋酸:CH3COOHCH3COO-+H+
1.33%
D
HCl:HCl===H++Cl-
100%
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.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.电离平衡常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离平衡常数小的酸溶液中的大
D.H2CO3的电离平衡常数表达式:K=2-,3)eq \f(c2(H+)·c(CO),c(H2CO3))
3.常温下,由水电离出的c(OH-)=1×10-13 mol/L的无色溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A.Cl-、AlOeq \o\al(-,2)、Na+、K+
B.Fe3+、NOeq \o\al(-,3)、K+、H+
C.NOeq \o\al(-,3)、Ba2+、K+、Cl-
D.Al3+、SOeq \o\al(2-,4)、NHeq \o\al(+,4)、Cl-
4.醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHH++CH3COO-,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Ka增大
B.0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,溶液中c(OH-)增大
C.CH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动
D.25 ℃时,欲使醋酸溶液的pH、电离常数Ka和电离程度都减小,可加入少量冰醋酸
解析:B项,只有在25 ℃时,中性溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1;C项,由于醋酸为弱酸,所以c(H+)=eq \r(c(CH3COOH)·Ka),两种不同浓度的CH3COOH溶液的c(H+)之比为eq \f(\r(c1(CH3COOH)·Ka),\r(c2(CH3COOH)·Ka))=eq \f(\r(0.2),\r(0.1))=eq \r(2);D项,对于浓度大于1 mol·L-1的酸或碱溶液,不用pH的相对大小来表示酸碱性强弱。
7.现向10 mL 0.1 mol·L-1的氨水中加水稀释至1000 mL,下列说法正确的是( )
A.水的电离程度始终增大
B.+,4)eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))
先增大再减小
C.水的离子积常数始终减小
D.溶液中始终存在c(NHeq \o\al(+,4))+c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
解析:NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-,氨水中水的电离被抑制,稀释过程中溶液中c(OH-)始终在减小,因此对水的电离抑制作用一直在减弱,水的电离程度始终增大,A正确;Kb(NH3·H2O)=+,4)eq \f(c(NH)·c(OH-),c(NH3·H2O))
,Kb只受温度影响,稀释过程中溶液中c(OH-)始终在减小,因此+,4)eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))
始终增大,B错误;水的离子积常数仅与温度有关,稀释时Kw不变,C错误;根据电荷守恒,c(NHeq \o\al(+,4))+c(H+)=c(OH-),D错误。
8.常温下,0.1 mol·L-1的某一元酸(HA)溶液中eq \f(c(OH-),c(H+))=10-8,下列叙述正确的是( )
A.该一元酸溶液的c(H+)=0.1 mol·L-1
B.该溶液中由水电离出的H+浓度为1.0×10-11 mol·L-1
C.该溶液中水的离子积常数为1.0×10-22
D.在0.1 mol·L-1的某一元酸(HA)溶液中,水的电离被促进
解析:由eq \f(c(OH-),c(H+))=10-8和Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14推知,c(H+)=1.0×10-3 mol·L-1,A、C错误;该溶液中由水电离出的c水(H+)=c(OH-)=eq \f(1.0×10-14,1.0×10-3) mol·L-1=1.0×10-11 mol·L-1,B正确;酸电离出H+,抑制水的电离,D错误。
下列选项错误的是( )
A.2CN-+H2O+CO2===2HCN+COeq \o\al(2-,3)
B.2HCOOH+COeq \o\al(2-,3)===2HCOO-+H2O+CO2↑
C.由数据可知酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>HCOeq \o\al(-,3)
D.25 ℃时,在等浓度的HCOOH溶液和HCN溶液中,水的电离程度后者大
解析:Ka1(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),故HCN可与COeq \o\al(2-,3)发生反应生成CN-和HCOeq \o\al(-,3),因此向含CN-的溶液中通入CO2发生反应为CN-+H2O+CO2===HCN+HCOeq \o\al(-,3),A错误。
10.已知H2CO3的电离常数:Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11,HClO的电离常数:Ka=2.95×10-8。反应:Cl2+H2OHCl+HClO达到平衡后,要使HClO浓度增大可加入( )
A.NaOH
B.HCl
C.CaCO3(固体)
D.H2O
解析:H2OH++OH-,Kw=c(H+)·c(OH-),Kw只与温度有关,温度越高,Kw越大。b点Kw=10-6×10-6=10-12>a点Kw=10-7×10-7=10-14,b点温度高,A错误;d点与a点温度相同,Kw相同,由以上分析知Kw数值大小关系为b>a=d,B正确;c点Kw大于a点Kw,温度高于a点,仅加入NaOH不能使溶液从c点变到a点,C错误;纯水降低温度,溶液中c(H+)和c(OH-)均减小,而b点到d点溶液的c(OH-)未变,故仅降低温度不能从b点到d点,D错误。
回答下列问题:
(1)下列四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是___________(填编号)。
a.COeq \o\al(2-,3)
b.ClO-
c.CH3COO-
d.HCOeq \o\al(-,3)
(2)下列反应不能发生的是_____。
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
(3)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸溶液,则下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是________。
A.eq \f(c(CH3COOH),c(H+))
B.eq \f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))
C.eq \f(c(H+),Kw)
D.eq \f(c(H+),c(OH-))
解析:(1)电离平衡常数越大,越易电离,溶液中氢离子浓度越大,酸性越强,则酸性强弱为CH3COOH>H2CO3>HClO>HCOeq \o\al(-,3),酸根离子对应的酸的酸性越强,酸根离子结合氢离子的能力越弱,则四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是COeq \o\al(2-,3)>ClO->HCOeq \o\al(-,3)>CH3COO-,即a>b>d>c。
(3)温度不变,CH3COOH的电离常数Ka=eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))不变,加水稀释醋酸溶液,c(CH3COO-)减小,eq \f(c(H+),c(CH3COOH))增大,所以eq \f(c(CH3COOH),c(H+))减小;加水稀释醋酸溶液促进醋酸电离,氢离子浓度减小,温度不变,水的离子积常数不变,则氢氧根离子浓度增大,eq \f(c(H+),Kw)和eq \f(c(H+),c(OH-))的比值均减小。
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