内容正文:
第三章 第一节 电离平衡
题型01 强电解质与弱电解质
题型02 电解质的电离方程式
题型03 弱电解质在水溶液中的电离平衡
题型04 电离平衡的影响因素
题型05 电离平衡的应用
题型06 溶液导电能力的影响因素
题型07 电离平衡常数
题型08 电离度与电离平衡常数的计算
题型09 电离平衡常数的应用
题型10 电离平衡相关图像
题型01 强电解质与弱电解质
1. 强电解质与弱电解质的定义
强电解质:在水溶液中 电离的电解质;
弱电解质:在水溶液中 电离的电解质。
2. 强弱电解质的分类
强电解质包括: 、 、大多数盐。
强酸:H2SO4、HCl、HNO3、HBr、HI、HClO4
强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2
大多数盐:NaCl、BaSO4等;
弱电解质有弱酸、弱碱、和 ,如CH3COOH、NH3·H2O、H2O等。
【典例1】下列关于电解质的判断正确的是
A.易溶于水的电解质一定是强电解质,难溶于水的电解质一定是弱电解质
B.NaCl晶体不导电是由于NaCl晶体中的离子不能自由移动
C.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
D.Na2O溶液在电流的作用下电离成Na+和O2-
【变式1-1】下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
Cu
盐酸
弱电解质
HF
HClO
非电解质
蔗糖
酒精
氯水
A.A B.B C.C D.D
【变式1-2】下列判断正确的是
A.微溶于水,所以是弱电解质
B.强电解质溶液的导电能力可能比弱电解质溶液导电能力弱
C.溶于水后导电,所以是电解质
D.能导电,但它不是化合物,所以是非电解质
【变式1-3】下列关于电解质的说法正确的是
A.液态HCl不导电,所以HCl不是电解质
B.氨气的水溶液导电能力较弱,所以氨气是弱电解质
C.难溶于水,所以不是电解质
D.同种电解质的溶液,浓度越大导电能力不一定越强
题型02 电解质的电离方程式
1、 强电解质的电离方程式
物质类别
电离方程式
强酸
强碱
盐
正盐
强酸酸式盐
水溶液中:
熔融状态下:
弱酸酸式盐
二、弱电解质的电离方程式
1.一元弱酸、弱碱的电离方程式一步写出
醋酸的电离方程式:
一水合氨的电离:
2. 多元弱酸的分步电离
H2CO3:
第一步电离:;第二步电离:
H2S:
第一步电离:; 第二步电离:
【典例2】下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【变式2-1】下列电离方程式书写正确的是
A.硫酸氢钠熔融状态下可发生电离:
B.NaHCO3 = Na+ + H+ +CO
C.
D.H2SO3 ⇌ 2H+ + SO
【变式2-2】下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【变式2-3】下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
题型03 弱电解质在水溶液中的电离平衡
知识积累
弱电解质溶于水,部分电离产生的离子在溶液中相互碰撞又回结合成分子,因此,弱电解质的电离过程是可逆的。
1. 电离平衡状态
在一定条件下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率 时,电离过程就达到了电离平衡状态;
2. 电离平衡状态的特征
①逆:弱电解质的电离是可逆过程
②等:V电离 V结合 0
③动:电离平衡是一种
④定:平衡时分子、离子的浓度
⑤变:条件改变时,电离平衡发生移动
【典例3】下列对氨水中存在的电离平衡:NH3·H2O+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,促进一水合氨的电离
【变式3-1】常温时,下列溶液中的是
A.溶液 B.的溶液
C.的草酸溶液 D.氨水
【变式3-2】下列有关“电离平衡”的叙述正确的是( )
A. 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
B. 电离平衡时,由于分子和离子的浓度不再发生变化,所以说电离平衡是静态平衡
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. 电解质达到电离平衡后,各种离子的浓度相等
【变式3-3】醋酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( )
①1 mol/L的CH3COOH溶液中c(H+)=10-2 mol/L
②CH3COOH可以任意比与H2O互溶
③在相同条件下,同浓度的CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱
④10 mL 1 mol/L的CH3COOH溶液恰好与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液完全反应
⑤同浓度同体积的CH3COOH溶液和HCl溶液与Fe反应时,CH3COOH溶液中放出H2的速率慢
⑥CH3COOH溶液中CH3COOH、CH3COO-、H+同时存在
A. ①③⑤⑥ B. ②③④⑤
C. ①④⑤⑥ D. ③⑤⑥
题型04 电离平衡的影响因素
1. 决定性因素(内因):电解质本身的结构和性质
通常情况下,电解质越弱,电离程度 ;
2. 电离平衡的影响因素:(勒夏特列原理)
①温度:弱电解质的电离过程一般是 热,升高温度,电离平衡向着 的方向移动。
②浓度:在一定温度下,对于同一弱电解质,溶液越稀,电离平衡向电离方向移动,弱电解质的电离程度就越大,即浓度越 ,电离程度越 ;浓度越 ,电离程度越 。
③同离子效应:在弱电解质溶液中,加入同弱电解质具有相同离子的强电解质,使电离平衡向 移动。
④化学反应:在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时,
可使电离平衡向 的方向移动。
以为例: (电离为 过程)
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
电离程度
升高温度
加HCl
加NaOH固体
加醋酸钠固体
加醋酸
加水
【典例4】在已达到电离平衡的的醋酸溶液中,欲使平衡向电离的方向移动,同时使溶液的降低,应采取的措施是
A.加少量氯化钠溶液 B.加热
C.加少量的稀硫酸 D.加少量醋酸钠晶体
【变式4-1】已知液氨中存在与水相似的电离平衡:。下,液氨中的平衡浓度为。下列说法正确的是
A.液氨中能发生反应:
B.向液氨中加入氯化铵,电离平衡逆向移动,减小
C.增加,电离平衡正向移动,增大
D.仅改变温度,可以使液氨中
【变式4-2】常温下,的溶液加水稀释时,下列表达式的数据变小的是
A. B. C. D.
【变式4-3】在相同温度时的醋酸溶液与醋酸溶液相比较,下列数值前者大于后者的是
A. B. C. D.中和时所需
题型05 电离平衡的应用
1. 电解质的强弱与溶液导电能力没有必然联系:如果某强电解质溶液浓度很小,那么它的导电能力就很弱,溶液导电能力大小取决于离子浓度大小和离子带电荷多少。。
2. 电解质的强、弱与其溶解度无关:某些难溶(或微溶)于水的盐(如AgCl、BaSO4等)溶解度很小,但溶于水的部分却是完全电离的,它们仍属于强电解质。
3. 电解质强弱的判断方法:
(1)在相同浓度、相同温度下,比较反应速率的快慢。如将Zn粒投入到等浓度的盐酸和醋酸中,结果前者比后者反应快。
(2)一般情况下,强酸能制取较弱的酸;
【典例5】常温下的某一元酸HA,下列事实不能证明HA为弱酸的是
A.相同条件下,浓度均为0.1mol/L的HA溶液和盐酸,HA溶液的导电能力弱
B.0.1mol/L NaA溶液能使酚酞试液变红
C.往HA溶液中滴加同浓度的NaOH溶液,呈中性时,酸和碱溶液的体积关系:VNaOH < VHA
D.若测某HA溶液的pH=3,加蒸馏水稀释该溶液至体积变为100倍,测得pH=5
【变式5-1】下列事实能说明醋酸是弱电解质的是
①醋酸与水能以任意比互溶;②纯醋酸不能导电;③醋酸稀溶液中存在醋酸分子;④常温下醋酸的pH比盐酸的pH大;⑤醋酸能和碳酸钙反应放出;⑥相同条件下,醋酸的导电能力比盐酸弱;⑦大小相同的铁片与同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应,醋酸产生速率慢。
A.②⑥⑦ B.③④⑥ C.③④⑥⑦ D.①②
【变式5-2】硼酸(H3BO3)的电离方程式为H3BO3+H2OB(OH)4-+H+。已知常温下,Ka(H3BO3)=5.4×10-10、Ka(CH3COOH)=1.75×10-5。下列说法错误的是( )
A. H3BO3为一元酸
B. 0.01 mol/L H3BO3溶液的pH≈6
C. 常温下,等浓度溶液的pH:CH3COOH>H3BO3
D. NaOH溶液溅到皮肤时,可用大量清水冲洗,再涂上硼酸溶液
【变式5-3】弱酸溶液中粒子浓度大小比较
(1)HClO溶液中存在的电离平衡有:HClOH++ClO-、H2OH++OH-,溶液中的微粒有H2O、HClO、H+、OH-、ClO-,由于HClO电离程度小,且H2O的电离程度更小,所以溶液中微粒浓度由大到小的顺序(H2O除外)是 。
(2)碳酸的电离方程式是H2CO3HCO+H+、HCOH++CO。碳酸溶液中存在的微粒有H2O、H2CO3、H+、HCO、CO、OH-。
碳酸是弱酸,第一步电离很微弱,第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是 。
题型06 溶液导电能力的影响因素
电解质的电离程度与溶液的导电能力没有必然联系。
溶液的导电能力取决于单位体积内溶液中 以及 ,与电解质的强弱 。
单位体积内自由移动的离子数目越多、离子所带电荷数越多,导电能力 ;
【典例6】下列说法正确的是
A.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的强
B.中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸,中和盐酸所需氢氧化钠的物质的量多于醋酸
C.向0.01mol/L的醋酸中滴加2滴浓盐酸,一段时间后,醋酸的电离常数不变
D.物质的量浓度相同的磷酸钠溶液和磷酸中的浓度相同
【变式6-1】常温下,等体积等pH的盐酸和醋酸两溶液,下列说法正确的是
A.分别与适量且等量的锌粒反应,平均反应速率前者大
B.两溶液导电能力相同
C.分别与等浓度的氢氧化钠溶液反应至中性,消耗的氢氧化钠的体积前者多
D.稀释10倍后,盐酸的pH比醋酸溶液的pH小
【变式6-2】下列说法正确的是
A.强电解质溶液的导电能力可能比弱电解质溶液的强
B.相同条件下,某一电解质的溶液,浓度越大,导电能力一定越强
C.将盐酸和亚硫酸溶液中溶质的浓度各稀释到原浓度的,两者的均减少到原来的
D.若氢氧化钠溶液中溶质的浓度是氨水中溶质浓度的2倍,则氢氧化钠溶液中的也是氨水中的2倍
【变式6-3】醋酸在自然界分布广泛,具有重要用途。
(1)室温下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示。
①A、B、C三点对应的溶液中,c(CH3COOH)最大的是 (填字母,下同),最大的是 ,CH3COOH电离程度最大的是 。
②若使B点对应的溶液中,c(CH3COO-)增大、减小,可采用的方法是 。
a.加H2O b.加NaOH固体 c.加入浓硫酸 d.加Mg条
③C点溶液与B点溶液比较,下列说法正确的是 。
a.不变 b. 不变
(2)室温下,电离常数如下:
酸
HF
CH3COOH
HClO
电离常数(Ka)
6.3×10-4
1.75×10-5
4.0×10-8
①HF的电离方程式是 。
②三种弱酸酸性由强到弱的顺序是: 。
③结合电离常数判断,NaClO+HF=HClO+NaF进行的程度较大,其理由是 。
题型07 电离平衡常数
知识积累
1. 定义
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 ,与溶液中 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。
2. 表达式
ABA++B- K=
例如:
(1)一元弱酸、弱碱
CH3COOHCH3COO-+H+ Ka=
NH3·H2O NH+OH- Kb=
(2)多元弱酸
H2CO3 H++HCO Ka1= ;
HCOH++CO Ka2= 。
多元弱酸各步电离常数的大小比较为Ka1 Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第 步电离决定。
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 ,酸(或碱)性越 。
4. 影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数 ,说明电离常数首先由物质 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 过程,所以电离平衡常数随温度升高而 。
【典例7】在25℃时,0.1mol·L-1的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液,电离平衡常数分别为5.6×10-4、1.8×10-4、6.2×10-10、(H2CO3)=4.5×10-7和(H2CO3)=4.7×10-11,其中氢离子浓度最小的是
A.HCN B.HCOOH C.HNO2 D.H2CO3
【变式7-1】常温下三种弱酸的电离常数如表所示:
弱酸
HF
HCN
电离常数
下列说法错误的是
A.HCN的电离常数表达式为
B.酸性强弱:
C.与结合的能力:
D.等pH的三种弱酸溶液的物质的量浓度:
【变式7-2】食醋是厨房常用的调味品,25℃时,的,醋酸溶液加水稀释后,下列说法正确的是
A.数目增多 B.增大 C.的电离程度减小 D.减小
【变式7-3】下表是醋酸电离常数与温度的关系。下列说法不正确的是
温度/℃
0
30
50
1.65
1.75
1.63
A.醋酸在水中的电离方程式:
B.0.1mol/L醋酸中加水稀释,醋酸的电离程度均增加
C.醋酸溶液升温中可能涉及共价键和氢键断裂的过程
D.0~30℃电离总过程是放热的,30~50℃电离总过程是吸热的
题型08 电离度与电离平衡常数的计算
1. 电离度
在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时, 的电解质分子数占 的百分比。
表示方法:α=×100%,也可表示为α=×100%。
衡量弱电解质的电离程度,在相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越 ,弱电解质的电离程度越 。
2. ;电离平衡常数计算
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= = ≈
易错提醒
由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度(a-x) mol·L-1一般近似为a mol·L-1。
【典例8】常温下,0.12mol/L的氨水电离度仅1%,求氨水的电离平衡常数 (写出计算过程)。
【变式8-1】苯乙酸()在低浓度时具有甜蜂蜜味,是一种重要的香料成分。25℃时,有的溶液,回答下列问题:
(1)的电离平衡常数表达式为 ,溶液中 (的)。
(2)向该溶液中加入一定量的盐酸,溶液中的 (填“增大”“减小”或“不变”,下同), ,电离常数 。
(3)25℃时,的,则与溶液 (填“能”或“不能”)反应。若能发生反应,反应的离子方程式,若不能反应,原因是 。
(4)能使溶液中的电离度增大且电离平衡常数保持不变的措施是_______(填标号)。
A.加水稀释 B.升高温度 C.加少量苯乙酸钠 D.加少量苯乙酸
【变式8-2】戊二酸(用表示)易溶于水,向溶液中加入NaOH固体,保持溶液为常温,忽略溶液体积的变化,过程中测得pX随溶液pH的变化如图所示。已知:[X为]。下列说法错误的是
A.曲线Ⅱ为随pH的变化曲线 B.开始时,戊二酸溶液的浓度
C.时, D.戊二酸的
【变式8-3】按要求填空。
(1)已知室温时,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pH= 。
②HA的电离平衡常数K= 。
(2)部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
HClO
电离平衡常数(25℃)
;
;
按要求回答下列问题:
①的酸性由强到弱的顺序为 。
②同浓度的、、、、、结合的能力由强到弱的顺序为 。
题型09 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 ;
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;
Q>K,向 移动;
Q<K,向 移动;
Q=K,电离达到平衡状态;
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,,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则 。
【典例9】常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离平衡常数分别为1.8×10-5、1.8×10-4,以下关于0.1mol·L-1CH3COOH溶液、0.1mol·L-1HCOOH溶液的说法正确的是
A.c(H+):CH3COOH>HCOOH
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,产生氢气的体积:HCOOH>CH3COOH
C.HCOOH可能与NaOH发生反应:H++OH-=H2O
D.将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,保持不变
【变式9-1】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Ka
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-能够发生
C.同pH值同体积的三种酸与足量镁条反应,HZ产生的H2最多
D.1 mol/L HX溶液的电离常数大于0.1 mol/L HX溶液的电离常数
【变式9-2】常温下,药物乙酰水杨酸(用HA表示,,且含A粒子为药物有效部分)在胃内吸收模式如图(只有HA可自由穿过胃粘膜进入血液),若不考虑溶液体积的变化,下列说法错误的是
A.酸性强的食物有利于药物吸收 B.HA在血液中电离度小于胃中
C.在胃中, D.血液与胃中药量之比约为
【变式9-3】血液中存在酸碱平衡,从而维持血液的pH基本不变,可表示如下:
①;
②;
血红蛋白分子(Hb)也有调节酸碱平衡的作用,可表示为:
③。
已知碳酸的,。下列说法不正确的是
A.若血液pH为7.4,则血液中浓度比大
B.当血液pH降低时,会促进人体更快更多地排出
C.随pH增大,先增大后减小
D.高氧环境中,血红蛋白与结合形成,促使释放
题型10 电离平衡相关图像
弱酸、弱碱稀释pH变化图像
25℃时,相同pH值的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,稀释相同倍数时,HA的pH比HB的pH大,
酸性由强到弱的顺序为 ;
【典例10】某温度下,和的电离常数分别为和,将和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其随加水体积的变化如图所示,下列叙述正确的是
A.曲线表示,曲线表示
B.酸的电离程度:;a点溶液中,
C.b点酸的总物质的量浓度小于c点酸的总物质的量浓度
D.c、d两点的溶液分别与恰好中和,溶液中不相同
【变式10-1】在体积均为1L,pH均等于2的盐酸和醋酸溶液中,分别投入0.12g镁粉充分反应后,下图中最符合反应事实的曲线是
A.B.C.D.
【变式10-2】HA为一元弱酸,其电离是吸热过程,平衡体系中各成分的分布分数为,(其中X为HA或)。常温条件下,与pH的关系如图所示,下列说法错误的是
A.为HA的分布曲线 B.
C.pH=5时,溶液中 D.若升高温度,a点向右移动
【变式10-3】某化学小组在一定温度下,将冰醋酸加水稀释,溶液的导电能力随加入水的体积V变化的曲线如图所示。
(1)O点导电能力几乎为0的原因是 。
(2)a、b、c三点对应的溶液中,电离程度最大的是 。
(3)a、b、c三点对应的溶液中,由大到小的顺序是 。
(4)若使b点对应的溶液中增大、减小,可采用的方法是 (填序号)。
①加入水 ②加入固体 ③加入浓硫酸 ④加入固体
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第一节 电离平衡
题型01 强电解质与弱电解质
题型02 电解质的电离方程式
题型03 弱电解质在水溶液中的电离平衡
题型04 电离平衡的影响因素
题型05 电离平衡的应用
题型06 溶液导电能力的影响因素
题型07 电离平衡常数
题型08 电离度与电离平衡常数的计算
题型09 电离平衡常数的应用
题型10 电离平衡相关图像
题型01 强电解质与弱电解质
1. 强电解质与弱电解质的定义
强电解质:在水溶液中 全部 电离的电解质;
弱电解质:在水溶液中 部分 电离的电解质。
2. 强弱电解质的分类
强电解质包括: 强酸 、 强碱 、大多数盐。
强酸:H2SO4、HCl、HNO3、HBr、HI、HClO4
强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2
大多数盐:NaCl、BaSO4等;
弱电解质有弱酸、弱碱、和 水 ,如CH3COOH、NH3·H2O、H2O等。
【典例1】下列关于电解质的判断正确的是
A.易溶于水的电解质一定是强电解质,难溶于水的电解质一定是弱电解质
B.NaCl晶体不导电是由于NaCl晶体中的离子不能自由移动
C.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
D.Na2O溶液在电流的作用下电离成Na+和O2-
【答案】B
【详解】
A.易溶于水的电解质不一定是强电解质(如醋酸),难溶于水的电解质也可能是强电解质(如),故A错误;
B.晶体中的离子在晶格中固定,无法自由移动,因此不导电,故B正确;
C.导电能力取决于离子浓度及电荷量,强电解质溶液若浓度低,导电性可能弱于浓的弱电解质溶液,故C错误;
D.溶于水生成,电离为和,电离过程自发进行,无需电流驱动,故D错误;
故答案为:B。
【变式1-1】下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
Cu
盐酸
弱电解质
HF
HClO
非电解质
蔗糖
酒精
氯水
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A.Cu属于单质,既不是电解质也不是非电解质,A错误;
B.各物质分类正确,B正确;
C.氯水为混合物,既不是电解质也不是非电解质,C错误;
D.盐酸属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,为弱电解质,D错误;
故选B。
【变式1-2】下列判断正确的是
A.微溶于水,所以是弱电解质
B.强电解质溶液的导电能力可能比弱电解质溶液导电能力弱
C.溶于水后导电,所以是电解质
D.能导电,但它不是化合物,所以是非电解质
【答案】B
【详解】A.氢氧化钙微溶于水,但溶于水的氢氧化钙在溶液中完全电离出钙离子和氢氧根离子,属于强电解质,故A错误;
B.溶液的导电能力强弱与离子浓度的大小有关,浓度较小的强电解质溶液中离子浓度可能小于浓度较大弱电解质溶液中离子浓度,导电能力弱于弱电解质溶液,故B正确;
C.三氧化硫自身不能电离出自由移动的离子,属于非电解质,故C错误;
D.铜是金属单质,单质既不是电解质也不是非电解质,故D错误;
故选B。
【变式1-3】下列关于电解质的说法正确的是
A.液态HCl不导电,所以HCl不是电解质
B.氨气的水溶液导电能力较弱,所以氨气是弱电解质
C.难溶于水,所以不是电解质
D.同种电解质的溶液,浓度越大导电能力不一定越强
【答案】D
【详解】A.液态HCl不导电,但溶于水能导电,所以HCl是电解质,故A错误;
B.氨气溶于水形成氨水,氨水导电能力较弱,所以氨水是弱电解质,故B错误;
C.BaSO4难溶于水,导电性差,但熔融状态下能完全电离生成钡离子和硫酸根离子,是电解质,故C错误;
D.在相同条件下,离子浓度越大,离子所带电荷数越多,导电能力越强,仅仅是电解质溶液浓度大并不能等同于离子浓度越大,离子所带电荷数越多,如浓硫酸浓度很大,但电离出来的离子却很少,导电能力弱,故D正确;
故选D。
题型02 电解质的电离方程式
1、 强电解质的电离方程式
物质类别
电离方程式
强酸
HCl = H+ + Cl-
强碱
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
盐
正盐
Na2CO3 = 2Na+ + CO32−
强酸酸式盐
水溶液中:NaHSO4= Na++H++SO42-
熔融状态下:NaHSO4(熔融)= Na++HSO4-
弱酸酸式盐
NaHCO3 = Na+ +HCO3- HCO3- ⇌ H+ + CO32-
二、弱电解质的电离方程式
1.一元弱酸、弱碱的电离方程式一步写出
醋酸的电离方程式:
一水合氨的电离:
2. 多元弱酸的分步电离
H2CO3:
第一步电离:;第二步电离:
H2S:
第一步电离:; 第二步电离:
【典例2】下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.亚磷酸是弱酸,不能完全电离,主要的电离方程式为,A错误;
B.是强电解质,能完全电离出钙离子和氢氧根,B正确;
C.甲酸为弱酸,不完全电离,电离方程式为,C错误;
D.在水溶液中完全电离出Na+、H+、,电离方程式为,D错误;
故答案选B。
【变式2-1】下列电离方程式书写正确的是
A.硫酸氢钠熔融状态下可发生电离:
B.NaHCO3 = Na+ + H+ +CO
C.
D.H2SO3 ⇌ 2H+ + SO
【答案】A
【详解】A.硫酸氢钠熔融状态下可发生电离:,A正确;
B.NaHCO3的电离方程式为NaHCO3 = Na+ + ,B错误;
C.醋酸铵在是强电解质,在水中电离:,C错误;
D.H2SO3分为两步电离,电离方程式为H2SO3 ⇌ H+ + ;⇌H++,D错误;
故选A。
【变式2-2】下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.H2S是二元弱酸,第一步电离出H+和HS-离子,H+也可以写成H3O+,因此电离方程式为:,A正确;
B.一水合氨是弱碱,电离方程式为:,B错误;
C.碳酸氢钠在水中电离出钠离子和碳酸氢根离子,,C错误;
D.H2SO3是二元弱酸,电离要分步,以第一步为主:,D错误;
答案选A。
【变式2-3】下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.磷酸为弱电解质,分步电离,以第一步电离为主:,A错误;
B.硫酸为强电解质,完全电离:,B错误;
C.亚硫酸为弱电解质,故亚硫酸氢根不可拆:,C错误;
D.醋酸为弱电解质,部分电离产生氢离子和醋酸根,电离方程式正确,D正确;
故选D。
题型03 弱电解质在水溶液中的电离平衡
知识积累
弱电解质溶于水,部分电离产生的离子在溶液中相互碰撞又回结合成分子,因此,弱电解质的电离过程是可逆的。
1. 电离平衡状态
在一定条件下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率 相等 时,电离过程就达到了电离平衡状态;
2. 电离平衡状态的特征
①逆:弱电解质的电离是可逆过程
②等:V电离 = V结合 ≠ 0
③动:电离平衡是一种 动态平衡
④定:平衡时分子、离子的浓度 不再变化
⑤变:条件改变时,电离平衡发生移动
【典例3】下列对氨水中存在的电离平衡:NH3·H2O+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,促进一水合氨的电离
【答案】A
【详解】A.加水稀释促进电离,溶液电离出的的物质的量n()增加,故A正确;
B.加入浓盐酸,与反应,导致c()减小,故B错误;
C.加入浓NaOH会增大浓度,使平衡逆向移动,故C错误;
D.加入使浓度增大,抑制的电离,故D错误;
故选A。
【变式3-1】常温时,下列溶液中的是
A.溶液 B.的溶液
C.的草酸溶液 D.氨水
【答案】C
【详解】A.由可知,溶液中电离出的,A不符合题意;
B.的溶液中,B不符合题意;
C.的草酸溶液中,C符合题意;
D.是弱碱,氨水呈碱性,浓度不可能为,D不符合题意;
故答案选C。
【变式3-2】下列有关“电离平衡”的叙述正确的是( )
A. 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
B. 电离平衡时,由于分子和离子的浓度不再发生变化,所以说电离平衡是静态平衡
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. 电解质达到电离平衡后,各种离子的浓度相等
【答案】C
【详解】A.电解质在溶液里达到电离平衡时,各微粒浓度不再改变,但不一定相等,A错误;
B.电离平衡是一种动态平衡,B错误;
C.电离平衡是相对的,当外界条件改变,平衡会被打破,逐步建立新的平衡,C正确;
D.达到电离平衡后,各离子的浓度保持不变,但不一定相等,D错误;
故答案选C。
【变式3-3】醋酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( )
①1 mol/L的CH3COOH溶液中c(H+)=10-2 mol/L
②CH3COOH可以任意比与H2O互溶
③在相同条件下,同浓度的CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱
④10 mL 1 mol/L的CH3COOH溶液恰好与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液完全反应
⑤同浓度同体积的CH3COOH溶液和HCl溶液与Fe反应时,CH3COOH溶液中放出H2的速率慢
⑥CH3COOH溶液中CH3COOH、CH3COO-、H+同时存在
A. ①③⑤⑥ B. ②③④⑤
C. ①④⑤⑥ D. ③⑤⑥
【答案】C
【详解】
【分析】
醋酸是弱电解质,在水溶液中发生部分电离,溶液中存在CH3COOH、CH3COO-、H+,故1 mol/L的CH3COOH溶液中c(H+)<1mol/L,比同浓度的盐酸中离子浓度小,导电能力弱,与活泼金属反应放出氢气的速率慢,
①③⑤⑥正确;
故答案选A。
题型04 电离平衡的影响因素
1. 决定性因素(内因):电解质本身的结构和性质
通常情况下,电解质越弱,电离程度 越小 ;
2. 电离平衡的影响因素:(勒夏特列原理)
①温度:弱电解质的电离过程一般是吸热,升高温度,电离平衡向着电离的方向移动。
②浓度:在一定温度下,对于同一弱电解质,溶液越稀,电离平衡向电离方向移动,弱电解质的电离程度就越大,即浓度越大,电离程度越小;浓度越小,电离程度越大。
③同离子效应:在弱电解质溶液中,加入同弱电解质具有相同离子的强电解质,使电离平衡向逆反应方向 移动。
④化学反应:在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时,可使电离平衡向 电离 的方向移动。
以为例: (电离为 吸热 过程)
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
电离程度
升高温度
正向移动
增大
增大
减小
增大
加HCl
逆向移动
增大
减小
增大
减小
加NaOH固体
正向移动
减小
增大
减小
增大
加醋酸钠固体
逆向移动
减小
增大
增大
减小
加醋酸
正向移动
增大
增大
增大
减小
加水
正向移动
减小
减小
减小
增大
【典例4】在已达到电离平衡的的醋酸溶液中,欲使平衡向电离的方向移动,同时使溶液的降低,应采取的措施是
A.加少量氯化钠溶液 B.加热
C.加少量的稀硫酸 D.加少量醋酸钠晶体
【答案】B
【详解】A.加氯化钠溶液会稀释溶液,虽然促进电离,但H+浓度降低,pH升高,故A不符合题意;
B.因为弱酸的电离吸热,所以加热使醋酸的电离平衡向右移动,H+浓度增大,pH降低,故B符合题意;
C.加稀硫酸,H+浓度增大,醋酸的电离平衡向左移动,抑制电离,但H+浓度增大使pH降低,故C不符合题意;
D.加醋酸钠晶体增加CH3COO⁻浓度,平衡向左移动,抑制电离,H+浓度降低,pH升高,故D不符合题意;
故答案选B。
【变式4-1】已知液氨中存在与水相似的电离平衡:。下,液氨中的平衡浓度为。下列说法正确的是
A.液氨中能发生反应:
B.向液氨中加入氯化铵,电离平衡逆向移动,减小
C.增加,电离平衡正向移动,增大
D.仅改变温度,可以使液氨中
【答案】A
【详解】A.KNH2提供,NH4Cl提供,两者在液氨中反应生成KCl和NH3,符合酸碱中和规律,反应式正确,A正确;
B.加入NH4Cl会增加浓度,根据勒夏特列原理,平衡逆向移动,但总浓度仍会因外加而增大,而非减小,B错误;
C.液氨为溶剂,其浓度视为常数,增加NH3的量不会改变其浓度,因此电离平衡不移动,c()不变,C错误;
D.电离反应中和的浓度始终相等(1:1生成),仅改变温度无法使两者浓度不等,D错误;
故答案为:A。
【变式4-2】常温下,的溶液加水稀释时,下列表达式的数据变小的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.稀释时,NH3·H2O电离程度增加,n(OH-)增大,A错误;
B.根据电离常数Kb=,可得,稀释时减小,Kb不变,因此比值增大,B错误;
C.Kb=,加水稀释促进NH3·H2O电离,所以n()减小,n(OH-)增大,增大,减小,C正确;
D.为水的离子积Kw,常温下为定值,D错误;
故选C。
【变式4-3】在相同温度时的醋酸溶液与醋酸溶液相比较,下列数值前者大于后者的是
A. B. C. D.中和时所需
【答案】A
【分析】在相同温度时,100mL 0.01mol•L-1的醋酸溶液与10mL0.1mol•L-1的醋酸溶液中溶质都为0.001mol,醋酸为弱电解质,浓度不同,电离程度不同,浓度越大,电离程度越小,以此解答该题。
【详解】A.0.01mol•L-1的醋酸电离程度大,则溶液中大,故A选;
B.0.01mol•L-1的醋酸电离程度大,则溶液中的物质的量小,故B不选;
C.在相同温度下,的醋酸溶液浓度更低,小,故C不选;
D.由于溶质n(CH3COOH)都为0.001mol,中和时所需NaOH的量应相同,故D错误;
故选A。
题型05 电离平衡的应用
1. 电解质的强弱与溶液导电能力没有必然联系:如果某强电解质溶液浓度很小,那么它的导电能力就很弱,溶液导电能力大小取决于离子浓度大小和离子带电荷多少。。
2. 电解质的强、弱与其溶解度无关:某些难溶(或微溶)于水的盐(如AgCl、BaSO4等)溶解度很小,但溶于水的部分却是完全电离的,它们仍属于强电解质。
3. 电解质强弱的判断方法:
(1)在相同浓度、相同温度下,比较反应速率的快慢。如将Zn粒投入到等浓度的盐酸和醋酸中,结果前者比后者反应快。
(2)一般情况下,强酸能制取较弱的酸;
【典例5】常温下的某一元酸HA,下列事实不能证明HA为弱酸的是
A.相同条件下,浓度均为0.1mol/L的HA溶液和盐酸,HA溶液的导电能力弱
B.0.1mol/L NaA溶液能使酚酞试液变红
C.往HA溶液中滴加同浓度的NaOH溶液,呈中性时,酸和碱溶液的体积关系:VNaOH < VHA
D.若测某HA溶液的pH=3,加蒸馏水稀释该溶液至体积变为100倍,测得pH=5
【答案】D
【详解】A.相同条件下,浓度均为0.1mol/L的HA溶液和盐酸,HA溶液的导电能力弱,说明HA溶液中自由移动的离子浓度较小,即HA只发生部分电离,能证明HA为弱酸,A不符合题意;
B.NaA溶液能使酚酞试液变红,即NaA溶液呈碱性,说明NaA为强碱弱酸盐,能证明HA为弱酸,B不符合题意;
C.往HA溶液中滴加同浓度的NaOH溶液,呈中性时,氢氧化钠溶液体积小于HA溶液,说明中性溶液为HA和NaA的混合溶液,即NaA为强碱弱酸盐,能证明HA为弱酸,C不符合题意;
D.HA溶液的pH=3,加蒸馏水稀释该溶液至体积变为100倍,测得pH=5,即加蒸馏水稀释100倍,pH增加2个单位,说明HA为强酸,在溶液中完全电离,不能证明HA为弱酸,D符合题意;
故选D。
【变式5-1】下列事实能说明醋酸是弱电解质的是
①醋酸与水能以任意比互溶;②纯醋酸不能导电;③醋酸稀溶液中存在醋酸分子;④常温下醋酸的pH比盐酸的pH大;⑤醋酸能和碳酸钙反应放出;⑥相同条件下,醋酸的导电能力比盐酸弱;⑦大小相同的铁片与同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应,醋酸产生速率慢。
A.②⑥⑦ B.③④⑥ C.③④⑥⑦ D.①②
【答案】C
【详解】①醋酸与水能以任意比互溶与醋酸电离程度没有关系;
②纯醋酸不能导电不能说明醋酸的电离程度;
③醋酸稀溶液中存在醋酸分子,说明醋酸未完全电离,是弱电解质;
④常温下醋酸的pH比盐酸的pH大,说明醋酸溶液中c(H+)小于盐酸,说明醋酸的电离程度小于盐酸,是弱电解质;
⑤醋酸能和碳酸钙反应放出,只能说明醋酸酸性强于碳酸,不能说明醋酸是弱电解质;
⑥相同条件下,醋酸的导电能力比盐酸弱,醋酸溶液中离子浓度小于盐酸,说明醋酸的电离程度小于盐酸,说明醋酸是弱电解质;
⑦大小相同的铁片与同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应,醋酸产生速率慢,说明醋酸的酸性弱于盐酸,说明醋酸是弱电解质;
故选C。
【变式5-2】硼酸(H3BO3)的电离方程式为H3BO3+H2OB(OH)4-+H+。已知常温下,Ka(H3BO3)=5.4×10-10、Ka(CH3COOH)=1.75×10-5。下列说法错误的是( )
A. H3BO3为一元酸
B. 0.01 mol/L H3BO3溶液的pH≈6
C. 常温下,等浓度溶液的pH:CH3COOH>H3BO3
D. NaOH溶液溅到皮肤时,可用大量清水冲洗,再涂上硼酸溶液
【答案】C
【详解】A.根据题意知H3BO3只存在一步电离,产生一个H+,所以为一元酸,A正确;
B.设0.01 mol/L H3BO3溶液中c(H+)=x,则c[B(OH)]也可近似认为等于x,则有Ka(H3BO3)==5.4×10-10,解得x≈2.3×10-6 mol/L,所以pH≈6,B正确;
C.Ka(H3BO3)<Ka(CH3COOH),所以CH3COOH的电离程度更大,浓度相同时硼酸的酸性更弱,则等浓度溶液的pH:CH3COOH<H3BO3,C错误;
D.NaOH溶液溅到皮肤上,用水冲洗后涂上酸性较弱的硼酸溶液,可中和残留的碱,D正确。
故答案为C。
【变式5-3】弱酸溶液中粒子浓度大小比较
(1)HClO溶液中存在的电离平衡有:HClOH++ClO-、H2OH++OH-,溶液中的微粒有H2O、HClO、H+、OH-、ClO-,由于HClO电离程度小,且H2O的电离程度更小,所以溶液中微粒浓度由大到小的顺序(H2O除外)是 。
(2)碳酸的电离方程式是H2CO3HCO+H+、HCOH++CO。碳酸溶液中存在的微粒有H2O、H2CO3、H+、HCO、CO、OH-。
碳酸是弱酸,第一步电离很微弱,第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是 。
【答案】(1)c(HClO)>c(H+)>c(ClO-)>c(OH-)
(2)c(H2CO3)>c(H+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)
【详解】(1)根据的电离方程式:和的电离方程式:,溶液中的微粒有、、、、,除外,同时结合和的电离程度很小,则剩余的最多;来源于的电离和的电离,则比多;因电离程度,则得到的;最后可得到溶液中微粒浓度由大到小的顺序为:。
(2)为二元弱酸,分步电离方程式为:、和的电离方程式:,溶液中的微粒有、、、、、,除外,同时结合、和的电离程度很小可知,剩余的最多;来源于、和的电离,则第二多;因电离程度,则有;最后可得到溶液中微粒浓度由大到小的顺序为:。
题型06 溶液导电能力的影响因素
电解质的电离程度与溶液的导电能力没有必然联系。
溶液的导电能力取决于单位体积内溶液中 自由移动离子的数目 以及 离子所带的电荷数 ,与电解质的强弱 无关 。
单位体积内自由移动的离子数目越多、离子所带电荷数越多,导电能力 越强 ;
【典例6】下列说法正确的是
A.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的强
B.中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸,中和盐酸所需氢氧化钠的物质的量多于醋酸
C.向0.01mol/L的醋酸中滴加2滴浓盐酸,一段时间后,醋酸的电离常数不变
D.物质的量浓度相同的磷酸钠溶液和磷酸中的浓度相同
【答案】C
【详解】A.溶液导电能力取决于溶液中离子的浓度和离子所带电荷数,强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强,如果强电解质溶液的浓度很小,导电能力也会很弱,A错误;
B.等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液,溶质物质的量相同,与氢氧化钠中和时需要氢氧化钠物质的量相同,B错误;
C.向0.01mol/L的醋酸中滴加2滴浓盐酸,醋酸电离平衡逆向移动,但是电离常数只受温度影响,醋酸的电离常数不变,C正确;
D.磷酸钠是强电解质,磷酸是弱电解质,而盐类水解和弱电解质电离都是少量的,因此同浓度磷酸钠溶液中的的浓度远大于磷酸溶液,D错误;
故选C。
【变式6-1】常温下,等体积等pH的盐酸和醋酸两溶液,下列说法正确的是
A.分别与适量且等量的锌粒反应,平均反应速率前者大
B.两溶液导电能力相同
C.分别与等浓度的氢氧化钠溶液反应至中性,消耗的氢氧化钠的体积前者多
D.稀释10倍后,盐酸的pH比醋酸溶液的pH小
【答案】B
【详解】A.等体积等pH的盐酸和醋酸两溶液,醋酸存在电离平衡,醋酸溶质浓度大于盐酸,随反应进行此时又电离出氢离子,分别与适量且等量的锌粒反应,平均反应速率后者大,A错误;
B.常温下,等体积等pH的盐酸和醋酸两溶液中离子浓度相同,导电能力相同,B正确;
C.分别与等浓度的氢氧化钠溶液反应至中性,醋酸浓度大于盐酸,消耗的氢氧化钠溶液的体积后者多,C错误;
D.稀释10倍后,醋酸又电离出氢离子,盐酸的pH比醋酸溶液的pH大,D错误;
故选B。
【变式6-2】下列说法正确的是
A.强电解质溶液的导电能力可能比弱电解质溶液的强
B.相同条件下,某一电解质的溶液,浓度越大,导电能力一定越强
C.将盐酸和亚硫酸溶液中溶质的浓度各稀释到原浓度的,两者的均减少到原来的
D.若氢氧化钠溶液中溶质的浓度是氨水中溶质浓度的2倍,则氢氧化钠溶液中的也是氨水中的2倍
【答案】A
【详解】A.电解质溶液的导电能力主要取决于溶液中自由离子的浓度和种类,因此强电解质溶液的导电能力可能比弱电解质溶液的强,A正确;
B.相同条件下,某一电解质的溶液,浓度越大,导电能力不一定越强,如98%的浓硫酸与10%的稀硫酸,B错误;
C.HCl是强酸,盐酸中HCl完全电离。H2SO3是弱酸,在水溶液中部分电离,存在电离平衡:。若将盐酸和亚硫酸溶液中溶质的浓度各稀释到原浓度的,仅有盐酸中的减少到原来的,C错误;
D.氢氧化钠是强碱,在水溶液中能完全电离。而是弱碱,在水溶液中部分电离。若氢氧化钠溶液中溶质的浓度是氨水中溶质浓度的2倍,氢氧化钠溶液中的不是氨水中的2倍,D错误;
故选A。
【变式6-3】醋酸在自然界分布广泛,具有重要用途。
(1)室温下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示。
①A、B、C三点对应的溶液中,c(CH3COOH)最大的是 (填字母,下同),最大的是 ,CH3COOH电离程度最大的是 。
②若使B点对应的溶液中,c(CH3COO-)增大、减小,可采用的方法是 。
a.加H2O b.加NaOH固体 c.加入浓硫酸 d.加Mg条
③C点溶液与B点溶液比较,下列说法正确的是 。
a.不变 b. 不变
(2)室温下,电离常数如下:
酸
HF
CH3COOH
HClO
电离常数(Ka)
6.3×10-4
1.75×10-5
4.0×10-8
①HF的电离方程式是 。
②三种弱酸酸性由强到弱的顺序是: 。
③结合电离常数判断,NaClO+HF=HClO+NaF进行的程度较大,其理由是 。
【答案】(1) A B C bd a
(2) HF>CH3COOH>HClO 经计算该反应的K≈1.6×104接近于105,说明该反应正反应进行的程度较大
【详解】(1)①加水量越多c(CH3COOH)越小,c(CH3COOH)最大的是A;醋酸是弱电解质,随着醋酸的稀释,醋酸电离程度越大,根据导电能力图可知,导电能力强的点是氢离子浓度大的点,氢离子浓度最大的是B;醋酸是弱电解质,随着醋酸的稀释,醋酸电离程度越大,根据图片知,醋酸电离程度最大的是C点;
②a.加H2O则c(CH3COO-)、c(H+)都减小;
b.加NaOH固体中和氢离子则醋酸电离平衡正向移动,c(CH3COO-)增大、c(H+)减小;
c.加入浓硫酸,醋酸电离平衡逆向移动,则c(CH3COO-)减小、c(H+)增大;
d.加Mg条消耗氢离子则醋酸电离平衡正向移动,c(CH3COO-)增大、c(H+)减小;
故选bd;
③a.=,温度不变,不变;
b. ,C点更小,则C点的 更大;
故选a;
(2)①HF是弱酸,电离方程式是HFH+ + F-;
②电离平衡常数越大,酸性越强,则三种弱酸酸性由强到弱的顺序是:HF>CH3COOH>HClO;
③该反应NaClO + HF = HClO + NaF的平衡常数为:,可知该反应进行的程度较大。
题型07 电离平衡常数
知识积累
1. 定义
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。
2. 表达式
ABA++B- K=
例如:
(1)一元弱酸、弱碱
CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=
NH3·H2O NH+OH-
Kb=
(2)多元弱酸
H2CO3 H++HCO Ka1= ;
HCOH++CO Ka2= 。
多元弱酸各步电离常数的大小比较为Ka1 ≫ Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第 一 步电离决定。
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. 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本身的性质所决定。
(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。
【典例7】在25℃时,0.1mol·L-1的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液,电离平衡常数分别为5.6×10-4、1.8×10-4、6.2×10-10、(H2CO3)=4.5×10-7和(H2CO3)=4.7×10-11,其中氢离子浓度最小的是
A.HCN B.HCOOH C.HNO2 D.H2CO3
【答案】A
【详解】酸的电离常数越大,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:,故最小的是溶液。
答案选A。
【变式7-1】常温下三种弱酸的电离常数如表所示:
弱酸
HF
HCN
电离常数
下列说法错误的是
A.HCN的电离常数表达式为
B.酸性强弱:
C.与结合的能力:
D.等pH的三种弱酸溶液的物质的量浓度:
【答案】C
【详解】A.平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比;HCN的电离常数表达式为,A正确;
B.由K值可知,酸性强弱:,B正确;
C.酸性越弱,对应酸根离子结合氢离子能力越大,故与结合的能力:,C错误;
D.酸性越弱,电离出氢离子能力越弱,故等pH的三种弱酸溶液的物质的量浓度:,D正确;
故选C。
【变式7-2】食醋是厨房常用的调味品,25℃时,的,醋酸溶液加水稀释后,下列说法正确的是
A.数目增多 B.增大 C.的电离程度减小 D.减小
【答案】A
【详解】A.加水稀释促进CH3COOH的电离,故醋酸溶液加水稀释后,数目增多,A正确;
B.Ka只与温度有关,故稀释时,Ka不变,B错误;
C.稀释促进弱电解质的电离,故醋酸溶液加水稀释后,CH3COOH的电离程度增大,C错误;
D.醋酸的电离平衡常数,稀释时氢离子浓度减小,电离常数不变,则增大,D错误;
故答案为D。
【变式7-3】下表是醋酸电离常数与温度的关系。下列说法不正确的是
温度/℃
0
30
50
1.65
1.75
1.63
A.醋酸在水中的电离方程式:
B.0.1mol/L醋酸中加水稀释,醋酸的电离程度均增加
C.醋酸溶液升温中可能涉及共价键和氢键断裂的过程
D.0~30℃电离总过程是放热的,30~50℃电离总过程是吸热的
【答案】D
【详解】A.醋酸电离平衡常数随温度升高而增大,可知其存在电离平衡,为弱酸,电离方程式为:,故A正确;
B.醋酸稀释过程促进醋酸的电离,故B正确;
C.醋酸溶液升温促进醋酸电离,电离的过程中共价键断裂,同时升温破坏分子间的氢键的过程,故C正确;
D.电离过程始终为吸热过程,故D错误;
故选:D。
题型08 电离度与电离平衡常数的计算
1. 电离度
在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时, 已经电离 的电解质分子数占 原电解质总数 的百分比。
表示方法:α=×100%,也可表示为α=×100%。
衡量弱电解质的电离程度,在相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越 大 ,弱电解质的电离程度越 大 。
2. ;电离平衡常数计算
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= = ≈
易错提醒
由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度(a-x) mol·L-1一般近似为a mol·L-1。
【典例8】常温下,0.12mol/L的氨水电离度仅1%,求氨水的电离平衡常数 (写出计算过程)。
【答案】1.2×10-5
【详解】NH3·H2O+OH-,c(OH-)=c()=0.12mol/L×1%=1.2×10-3mol/L,c(NH3·H2O)=0.12mol/L-1.2×10-3mol/L≈0.12mol/L,Kb===1.2×10-5。
【变式8-1】苯乙酸()在低浓度时具有甜蜂蜜味,是一种重要的香料成分。25℃时,有的溶液,回答下列问题:
(1)的电离平衡常数表达式为 ,溶液中 (的)。
(2)向该溶液中加入一定量的盐酸,溶液中的 (填“增大”“减小”或“不变”,下同), ,电离常数 。
(3)25℃时,的,则与溶液 (填“能”或“不能”)反应。若能发生反应,反应的离子方程式,若不能反应,原因是 。
(4)能使溶液中的电离度增大且电离平衡常数保持不变的措施是_______(填标号)。
A.加水稀释 B.升高温度 C.加少量苯乙酸钠 D.加少量苯乙酸
【答案】(1)
(2) 增大 减小 不变
(3) 能
(4)A
【详解】(1)的电离方程式:,其电离平衡常数表达式:;的溶液中设为,,,解得:;
(2)向该溶液中加入一定量的盐酸,盐酸完全电离,导致溶液中增大;平衡逆向移动,减小;温度不变,电离平衡常数不变;
(3)的,的,说明酸性更强,根据强酸制弱酸反应原理,与溶液能发生反应:;
(4)A.根据“越稀越电离”可知,加水稀释,的电离度增大,温度不变,电离平衡常数不变,A正确;
B.升高温度,电离平衡正向移动,电离平衡常数增大,B错误;
C.加少量苯乙酸钠,导致电离平衡逆向移动,电离程度减小,C错误;
D.加少量苯乙酸,苯乙酸浓度增大,电离程度减小,温度不变,电离平衡常数不变,D错误;
答案选A。
【变式8-2】戊二酸(用表示)易溶于水,向溶液中加入NaOH固体,保持溶液为常温,忽略溶液体积的变化,过程中测得pX随溶液pH的变化如图所示。已知:[X为]。下列说法错误的是
A.曲线Ⅱ为随pH的变化曲线 B.开始时,戊二酸溶液的浓度
C.时, D.戊二酸的
【答案】D
【详解】A.向戊二酸溶液中加入NaOH过程中,pH增大,减小,则增大,故曲线Ⅲ为随pH的变化曲线,曲线Ⅰ、Ⅱ分别为、随pH的变化曲线,A正确;
B.时,,即,此时,,即,因此,由元素守恒可知,开始时戊二酸溶液的浓度,B正确;
C.时,,即,此时,,即:,C正确;
D.P点,即,,,Q点时,,则,D错误;
故选D。
【变式8-3】按要求填空。
(1)已知室温时,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pH= 。
②HA的电离平衡常数K= 。
(2)部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
HClO
电离平衡常数(25℃)
;
;
按要求回答下列问题:
①的酸性由强到弱的顺序为 。
②同浓度的、、、、、结合的能力由强到弱的顺序为 。
【答案】(1) 4 1×10-7
(2)
【详解】(1)根据三段式计算:,①=1×10-4,pH=4;
②;
(2)①根据平衡常数的大小,判断酸性强弱,对于二元弱酸,根据一级电离常数判断酸性强弱。电离常数:,所以酸性强弱:;
②酸性越弱,酸根离子结合能力越强。根据电离常数的大小,可以判断酸性的强弱:,所以酸根离子结合的能力的强弱:;
题型09 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;
Q>K,向 逆向 移动;
Q<K,向 正向 移动;
Q=K,电离达到平衡状态;
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,,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则 增大 。
【典例9】常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离平衡常数分别为1.8×10-5、1.8×10-4,以下关于0.1mol·L-1CH3COOH溶液、0.1mol·L-1HCOOH溶液的说法正确的是
A.c(H+):CH3COOH>HCOOH
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,产生氢气的体积:HCOOH>CH3COOH
C.HCOOH可能与NaOH发生反应:H++OH-=H2O
D.将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,保持不变
【答案】D
【详解】
A.甲酸的电离常数较大,酸性更强,故相同浓度的溶液中c(H+):CH3COOH<HCOOH,A错误;
B.等体积等浓度的两溶液含CH3COOH、HCOOH(甲酸)的物质的量相等,过量Mg反应后产生H2体积相等,B错误;
C.HCOOH为弱酸,与NaOH反应的离子方程式应为HCOOH+OH⁻=HCOO⁻+H2O,C错误;
D.,稀释时Ka不变,故比值保持不变,D正确;
故选D。
【变式9-1】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Ka
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-能够发生
C.同pH值同体积的三种酸与足量镁条反应,HZ产生的H2最多
D.1 mol/L HX溶液的电离常数大于0.1 mol/L HX溶液的电离常数
【答案】B
【详解】
A.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,根据电离平衡常数知,这三种酸的强弱顺序是HZ>HY>HX,A错误;
B.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,B正确;
C.同pH值同体积的三种酸与足量镁条反应,HX产生的H2最多,C错误;
D.相同温度下,同一物质的电离平衡常数不变,D错误;
故选B。
【变式9-2】常温下,药物乙酰水杨酸(用HA表示,,且含A粒子为药物有效部分)在胃内吸收模式如图(只有HA可自由穿过胃粘膜进入血液),若不考虑溶液体积的变化,下列说法错误的是
A.酸性强的食物有利于药物吸收 B.HA在血液中电离度小于胃中
C.在胃中, D.血液与胃中药量之比约为
【答案】B
【详解】A.HA的电离方程式为HAH++A-,酸性增强,平衡逆向移动,有利于药物吸收,A正确;
B.HA的电离方程式为HAH++A-,血液中pH=7.4,呈弱碱性,促进HA电离,胃中pH=1.0,呈酸性,抑制HA的电离,血液中HA的电离程度比胃中大,B错误;
C.,胃中pH=1.0,c(H+)=1×10-1.0mol/L,则血液中,C正确;
D.胃中HA初始浓度为c0,血液中HA浓度由胃中扩散平衡决定。血液中HA几乎全部电离,[HA]血液≈平衡分配,HA在胃和血液中的分子浓度相同(自由穿透),但血液中总药量(HA + A⁻)远高于胃中。 ,D正确;
故选B。
【变式9-3】血液中存在酸碱平衡,从而维持血液的pH基本不变,可表示如下:
①;
②;
血红蛋白分子(Hb)也有调节酸碱平衡的作用,可表示为:
③。
已知碳酸的,。下列说法不正确的是
A.若血液pH为7.4,则血液中浓度比大
B.当血液pH降低时,会促进人体更快更多地排出
C.随pH增大,先增大后减小
D.高氧环境中,血红蛋白与结合形成,促使释放
【答案】C
【详解】A.由题知Ka1==4.5×10-7,当pH=7.4时,c(H+)=1×10-7.4,则c()/c(H2CO3)=4.5×100.4>1,说明浓度更大,A正确;
B.pH降低(酸性增强)时,H+增加会通过反应①和②促进CO2生成,身体通过加快呼吸排出CO2以缓解酸中毒,B正确;
C.Ka1=,Ka2=,故原式可化简为Ka1/Ka2 ≈ 9574,为常数,与pH无关,因此比值不随pH变化,C错误;
D.高氧环境中,反应③向右移动,HbO2生成并释放H+,D正确;
故选C。
题型10 电离平衡相关图像
弱酸、弱碱稀释pH变化图像
25℃时,相同pH值的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,稀释相同倍数时,HA的pH比HB的pH大,
酸性由强到弱的顺序为 HA > HB ;
【典例10】某温度下,和的电离常数分别为和,将和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其随加水体积的变化如图所示,下列叙述正确的是
A.曲线表示,曲线表示
B.酸的电离程度:;a点溶液中,
C.b点酸的总物质的量浓度小于c点酸的总物质的量浓度
D.c、d两点的溶液分别与恰好中和,溶液中不相同
【答案】B
【分析】酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,根据电离平衡常数知,酸性:HNO2>CH3COOH,加水稀释相同倍数时,酸性越强,溶液的pH变化越大,曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,曲线Ⅱ代表HNO2溶液。
【详解】
A.由上述分析可知,曲线Ⅰ表示CH3COOH,曲线Ⅱ表示HNO2,故A错误;
B.其他条件相同时,酸的浓度越小其电离程度越大,则酸的电离程度:c<d,a点溶液中两种酸的pH相同,溶液中c(H+)、c(OH-)对应相等,则c()=c(CH3COO-)=c(H+)-c(OH-),故B正确;
C.酸性:HNO2>CH3COOH,pH相同时c(CH3COOH)>c(HNO2),则pH和体积均相同的两种酸溶液中n(CH3COOH)>n(HNO2),稀释稀释相同倍数时仍然存在c(CH3COOH)>c(HNO2),即b点酸的总物质的量浓度大于c点酸的总物质的量浓度,故C错误;
D.c点和d点的两溶液中n(CH3COOH)相等,两溶液分别与NaOH恰好中和后溶液中n(Na+)相同,故D错误;
故答案为B。
【变式10-1】在体积均为1L,pH均等于2的盐酸和醋酸溶液中,分别投入0.12g镁粉充分反应后,下图中最符合反应事实的曲线是
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】镁最多失去电子的物质的量为×2=0.01mol,pH均等于2的盐酸和醋酸中,在反应过程中,CH3COOH进一步电离,CH3COOH的pH小于HCl的pH,生成氢气的速率,v(CH3COOH)>v(HCl),由于Mg是定量的,HCl完全反应,而CH3COOH过量,且CH3COOH与Mg反应速率快;
故选C。
【变式10-2】HA为一元弱酸,其电离是吸热过程,平衡体系中各成分的分布分数为,(其中X为HA或)。常温条件下,与pH的关系如图所示,下列说法错误的是
A.为HA的分布曲线 B.
C.pH=5时,溶液中 D.若升高温度,a点向右移动
【答案】D
【分析】图像的横坐标是溶液的pH,pH增大,酸性减弱,使平衡正向移动,此时增大,减小,a点时,,pH=4.76,即,,据此回答。
【详解】
A.根据分析可知,所以是HA的曲线,是的曲线 ,A正确;
B.根据分析可知,,B正确;
C.由图像知,pH=5时,偏高,即更大,C正确;
D.a点时,,,温度升高,增大,即增大,pH减小,a点向左移动,D错误;
故选D。
【变式10-3】某化学小组在一定温度下,将冰醋酸加水稀释,溶液的导电能力随加入水的体积V变化的曲线如图所示。
(1)O点导电能力几乎为0的原因是 。
(2)a、b、c三点对应的溶液中,电离程度最大的是 。
(3)a、b、c三点对应的溶液中,由大到小的顺序是 。
(4)若使b点对应的溶液中增大、减小,可采用的方法是 (填序号)。
①加入水 ②加入固体 ③加入浓硫酸 ④加入固体
【答案】(1)无自由移动的离子 (2)C (3)BAC (4)②④
【详解】
(1)溶液的导电性与离子浓度有关,离子浓度越大,导电性越强,冰醋酸中没有自由移动的离子,所以冰醋酸不导电;
(2)溶液越稀,越促进醋酸电离,CH3COOH的电离程度最大的是C;
(3)导电能力越强,离子浓度越大,氢离子浓度越大,pH越小,则A、B、C三点氢离子浓度由大到小的顺序为BAC;
(4)①加入水稀释能促进醋酸电离,但醋酸根离子浓度减小,错误;
②加入固体氢氧化钠和氢离子反应促进醋酸电离,所以醋酸根离子浓度增大,氢离子浓度小,正确;
③加入浓硫酸,氢离子浓度增加,抑制醋酸电离出的醋酸根离子,所以醋酸根离子浓度减小,错误;
④加入固体,与反应,促进醋酸电离,所以醋酸根离子浓度增大,氢离子浓度小,正确;
故选②④。
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