3.1.2电离平衡常数 讲义-2025-2026学年高二化学同步讲义+测试 (人教版2019选择性必修1)
2025-10-25
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2份
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54页
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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 | 同步教学-新授课 |
| 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 | 3.63 MB |
| 发布时间 | 2025-10-25 |
| 更新时间 | 2025-10-25 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54550699.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第3章 水溶液中的离子反应与平衡第一节 电离平衡
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
课程学习目标
掌握本节核心知识,为后续学习打好基础。
新知学习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
拓展培优
结合例题解析高频考点,掌握易错点,提升能力。
课堂检测
基础训练:确保核心知识掌握,建立信心。
能力提升:提升应用能力,提升综合能力。
知识思维导图
第2课时 电离平衡常数
课程学习目标
1.了解电离平衡常数的含义。
2.能利用电离平衡常数进行相关计算。
【新知学习】
知识点01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。
2.电离平衡常数的表示方法
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离常数
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离常数
多元弱酸的电离分步进行,各步的电离常数通常分别用Ka1、Ka2、Ka3等来表示。如:
一般多元弱酸各步电离常数的大小为Ka1≫Ka2≫Ka3因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。由于多元弱碱为难溶碱,所以一般不用电离平衡常数,而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
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。
【易错提醒】
(1)相同温度下,等浓度的弱酸(或弱碱)的电离常数越大,其酸性(或碱性)越强;(对于多元弱酸(或弱碱)来说,通常只考虑第一步电离的电离常数)
(2)相同温度下,弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)越强,其电离常数或第一步电离的电离常数越大。
(3)一定温度下,电离常数越大,弱电解质越容易电离,由此判断弱电解质的相对强弱。
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=≈
【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。
知识点02电离度
1.定义:弱电解质在溶液中达到电离平衡状态时,已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数(包括已电离和未电离)的百分率,称为电离度。
2.表达式:电离度通常用ɑ表示。
3.意义: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,即表示弱电解质在水中的电离程度。
【易错提醒】
①温度相同,浓度相同时,不同弱电解质的电离度不同。若不同的一元弱酸的a.越大,表示其酸性相对越强。
②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。
【拓展培优】
【归纳提升1】
一.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)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1】一定温度下,向0.1的溶液中加入晶体或加水稀释时,下列各量保持不变的是
A.溶液的pH B.的电离程度
C.溶液的导电能力 D.
【答案】D
【详解】A.向0.1mol/L CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa晶体,醋酸根离子浓度增大,醋酸电离平衡逆向移动,氢离子浓度减小,溶液的pH增大,故A错误;
B.CH3COONa抑制CH3COOH电离,加入醋酸钠晶体,CH3COOH的电离程度减小,故B错误;
C.CH3COONa是强电解质,加入CH3COONa,离子浓度增大,溶液的导电能力增强,故C错误;
D.醋酸的电离平衡常数,电离常数只受温度影响,温度不变,Ka不变,只与温度有关,温度不变,不变,故D正确;
故答案为D。
(变式训练1-1)已知:25℃时,。下列说法正确的是
A.将溶液稀释后,溶液中各粒子浓度减小
B.冰醋酸中逐滴加水,醋酸的电离程度先增大后减小
C.向溶液中加入一定量的盐酸,的电离常数减小
D.向溶液中加入少量的粉末,增大
【答案】D
【详解】A.溶液稀释后,溶液酸性减弱,c(OH-)增大,故A错误;
B.根据越稀越电离,冰醋酸中逐滴加水,醋酸的电离程度始终增大,故B错误;
C.电离常数只受温度影响,温度不变,电离常数不变,故C错误;
D.溶液中加入少量的粉末,增大,使得醋酸的电离平衡逆向移动,增大,故D正确;
故选:D。
(变式训练1-2)
【归纳提升2】
二.强酸与弱酸的比较
1.实验探究:CH3COOH与H2CO3酸性强弱比较
实验操作
实验现象
有气泡产生
实验结论
CH3COOH酸性大于碳酸
Ka大小比较
Ka(CH3COOH)大于Ka1(H2CO3)
2.思考与讨论:镁条与等浓度、等体积盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,盖紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。
由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况。
宏观辨识
微观探析
反应初期
盐酸的反应速率比醋酸大
盐酸是强酸,完全电离,醋酸是弱酸,部分电离,同浓度的盐酸和醋酸,盐酸中的c(H+)较大,因而反应速率较大
反应过程中
盐酸的反应速率始终比醋酸大,盐酸的反应速率减小明显,醋酸的反应速率减小不明显
醋酸中存在电离平衡,随反应的进行,电离平衡正向移动,消耗的氢离子能及时电离补充,所以一段时间速率变化不明显
最终
二者产生的氢气的量基本相等,速率几乎都变为零
镁条稍微过量,两种酸的物质的量相同,随醋酸电离,平衡正向移动,醋酸几乎消耗完全,最终二者与镁条反应的氢离子的物质的量几乎相同,因而产生的H2的量几乎相同。
两种酸都几乎消耗完全,反应停止,因而反应速率几乎都变为0
3.一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
一元弱酸
大
多
【典例2】 向两个锥形瓶中各加入0.048g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2mL2mol⋅L⁻¹盐酸、2mL2mol⋅L⁻¹醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示,下列说法错误的是
A.温度相同时,同浓度的盐酸和醋酸溶液,醋酸的pH大
B.0~tmin内,平均反应速率mol⋅L-1⋅min-1
C.反应结束后,盐酸和醋酸产生的氢气体积相同
D.温度相同时,a点反应速率大于b点反应速率
【答案】B
【详解】A.盐酸为强酸、醋酸为弱酸,则温度相同时,同浓度的盐酸和醋酸溶液,醋酸溶液中氢离子浓度小于盐酸,则醋酸的pH大,A正确;
B.tmin时盐酸未反应完全,0~t min内,平均反应速率mol⋅L-1⋅min-1,B错误;
C.由图,反应后两者压强相同,则反应结束后,盐酸和醋酸产生的氢气体积相同,C正确;
D.由图示斜率可知,a点斜率大于b点斜率,则温度相同时,a点反应速率大于b点反应速率,D正确;
故选B。
(变式训练2-1)在常温下,有关下列4种溶液的叙述不正确的是
编号
①
②
③
④
溶液
醋酸
盐酸
氨水
氢氧化钠溶液
pH
3
3
11
11
A.4种溶液中由水电离出的c(H+)均为1×10-11mol/L
B.等体积的溶液①和②分别与足量锌充分反应,溶液①产生氢气更多
C.将等体积的溶液③和④分别与同浓度的盐酸溶液反应时,消耗的体积相同
D.①和④等体积混合后,溶液呈酸性
【答案】C
【详解】A.酸溶液中氢氧根离子来自水的电离,碱溶液中氢离子来自水的电离,由pH可知四种溶液中水电离c(H+)均为1×10-11mol/L,A正确;
B.等pH值得强酸和弱酸,弱酸因不完全电离,因此弱酸浓度大于强酸,等体积时,醋酸的物质的量大于盐酸,与足量锌反应生成的氢气醋酸多,B正确;
C.③和④的pH均为11,c(OH-)均为10-3mol/L,③是氨水属于弱碱,部分电离,氨水浓度大于NaOH浓度,将等体积的溶液③和④分别与同浓度的盐酸溶液反应时,氨水消耗的NaOH体积多,C错误;
D.①是醋酸属于弱酸,部分电离,④是NaOH溶液,属于强碱,全部电离,二者等体积混合后,醋酸过量,溶液呈酸性,D正确;
答案选C。
(变式训练2-2)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示。下列有关、、三点的说法中正确的是
A.醋酸的电离程度由大到小的顺序:
B.溶液的由大到小的顺序:
C.用湿润的试纸测量醋酸溶液的,测量结果均偏大
D.溶液中的数值不变
【答案】B
【详解】A.冰醋酸中加水稀释,随着水的不断加入,醋酸的浓度不断减小,电离程度不断增大,所以a、b、c三点醋酸的电离程度: a<b<c,A错误;
B.溶液中的导电离子主要来自醋酸电离,所以溶液的导电能力越强,c(H+)越大,现导电能力b>c>a,则c(H+) b>c>a,a、b、c三点溶液的pH:b<c<a,B正确;
C.若用湿润的pH试纸测量a处pH,则相当于醋酸溶液稀释,c(H+)可能增大也可能减小,pH可能增大也可能减小,C错误;
D.,c(H+)的顺序b>c>a,溶液中的数值b>c>a,D错误;
故选B。
【典例3】 已知时,的电离平衡常数,,现有溶液,已知的电离度,下列说法正确的是
A.的电离程度
B.升高温度,和均增大
C.溶液中,
D.溶液中存在关系:
【答案】B
【详解】A.电离度计算中,,A错误;
B.电离是吸热过程,升高温度会使平衡常数和均增大,B正确;
C.根据,推导得,C错误;
D.电离程度较小,,一级电离程度远大于二级电离,因此溶液中,D错误;
综上所述,答案为B。
(变式训练3-1)醋酸溶液中,存在电离平衡。经测定溶液中为。
(1)此温度下醋酸的电离常数 。
(2)已知电离度。求此温度下醋酸的电离度 。
【答案】(1)
(2)1.4%
【详解】(1)
;
(2)
(变式训练3-2)时,将的醋酸钠溶液与盐酸溶液等体积混合,反应后溶液恰好显中性,表示醋酸的电离平衡常数 (用含m、n的代数式表示)。
【答案】
【详解】在25℃下,设醋酸钠溶液和盐酸溶液体积均为1L,,反应后溶液恰好显中性,说明醋酸钠溶液过量,根据盐酸的物质的量计算生成的醋酸的物质的量为,根据物料守恒:,等体积混合后物质的量浓度变为原来的一半,,醋酸的电离平衡常数。
【典例4】 常温下,部分弱电解质的电离常数如下表:下列说法正确的是
弱电解质
HCOOH
HCN
HClO
电离常数
A.少量通入NaCN溶液中:
B.常温下,反应的化学平衡常数约为
C.少量通入溶液中:
D.结合的能力:
【答案】B
【分析】电离平衡常数Ka越大,酸性越强,从表中能得到酸性强弱顺序:,据此作答。
【详解】A.少量通入NaCN溶液中时,由于HCN的酸性介于H2CO3和之间,因此产物应为而非(生成的HCN会继续与反应转化为酸性更弱的),正确的离子方程式应为,A错误;
B.常温下,反应HCOOH + CN-⇌ HCN + HCOO-的平衡常数,与选项数值一致,B正确;
C.SO2具有较强的还原性,ClO-具有强氧化性,当少量通入溶液中时,会发生氧化还原反应,正确的离子方程式为,C错误;
D.结合H+能力大小由对应酸的Ka决定,Ka越小,则其对应的酸根离子结合H+能力越强,正确顺序为,选项顺序相反,D错误;
故答案选B。
(变式训练4-1)已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下:
弱酸化学式
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数
1.75×10-5
6.2×10-10
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
则下列有关说法正确的是
A.浓度均为0.1 mol·L-1的上述三种溶液,加水稀释10倍后,三者物质的量浓度的关系为c(CH3COOH)=c(H2CO3)=c(HCN)
B.等体积等浓度的上述三种酸溶液中,H+的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,其关系为a>c>b
C.溶液中通入少量发生的化学反应为
D.稀释HCN溶液过程中,减小
【答案】B
【详解】A.浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液,加水稀释10倍后,浓度均为0.01 mol·L-1,由题干所给信息可知:,浓度相同时,电离常数越大,溶液中弱酸分子的浓度越小,则溶液中,故A错误;
B.根据,,等体积等浓度时,的物质的量与有关,由题可知,三种酸溶液中,H+的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,则a>c>b,B正确;
C.已知,则溶液中通入少量发生的化学反应为,C错误;
D.据,则,稀释溶液过程中,氢离子浓度减小,则增大,D错误;
综上所述,答案选B。
(变式训练4-2)电离常数是研究电解质在水溶液中行为的重要工具。现有、和三种酸,各酸及其盐之间不发生氧化还原反应,它们的电离常数如表所示。
酸
电离常数
HX
下列说法正确的是
A.相同物质的量浓度的、、溶液,的关系:
B.溶液中离子浓度的关系:
C.溶液与过量反应的离子方程式:
D.用溶液中和相同、相同体积的、溶液,酸性强,消耗的多
【答案】C
【分析】弱酸的电离常数越大,酸性越强,由题给电离常数可知,酸性强弱顺序为:H2Z>H2Y>HZ->HX>HY-。
【详解】A.由分析可知,三种酸的酸性强弱顺序为:H2Z>H2Y>HX,则相同物质的量浓度的三种酸溶液的pH大小顺序为:H2Z<H2Y<HX,A错误;
B.由电离常数可知,H2Z在溶液中分步电离,一级电离的电离程度远大于二级电离,所以0.1mol/LH2Z溶液中离子浓度的大小顺序为:c(H+)>c(HZ-)>c(Z2-),B错误;
C.由分析可知,HX的酸性强于HY-,但弱于H2Y,由强酸制弱酸的原理可知,Na2Y溶液与过量反应的离子方程式为:,C正确;
D.由分析可知,H2Z的酸性强于H2Y,则pH相同的H2Z溶液的浓度小于H2Y,所以用氢氧化钠溶液中和相同pH、相同体积的H2Z、H2Y 溶液时,H2Y 溶液消耗氢氧化钠更多,D错误;
故选C。
【课堂检测】
【基础训练】
1.(24-25高二上·安徽阜阳·期中)已知:与氢氟酸反应可生成。下列有关说法错误的是
A.电离方程式: B.酸性:
C.电离常数: D.的电离常数:
【答案】A
【详解】A.碳酸是弱电解质,分步电离,电离方程式为:,A项错误;
B.根据强酸制弱酸的原理,说明氢氟酸的酸性强于碳酸,B项正确;
C.电离平衡常数越大,酸性越强,C项正确;
D.多元弱酸的第一步电离远大于第二步电离,D项正确;
答案选A。
2.(22-23高二上·河南信阳·期中)在溶液中存在:,下列有关叙述错误的是
A.加入少量冰醋酸,电离平衡向正向移动,保持不变
B.加入少量固体,溶液中浓度减小
C.升高温度,醋酸的电离程度增大
D.加入少量固体,减小
【答案】D
【详解】A.加入少量冰醋酸,c(CH3COOH)增大,电离平衡向正向移动,Ka(CH3COOH)只与温度有关,温度不变,Ka(CH3COOH)不变,A正确;
B.加入少量NaOH固体,与CH3COOH电离产生的H+结合生成水,电离平衡正向移动,但H+被消耗更多,则溶液中H+浓度减小,B正确;
C.升高温度,促进电离,则醋酸的电离程度增大,C正确;
D.加入少量CH3COONa固体,c(CH3COO-)增大,电离平衡逆向移动,c(H+)减小,Ka不变,则增大,D错误;
故选D。
3.(23-24高二上·浙江杭州·期中)用水稀释的溶液,下列说法正确的是
A.的电离程度增大,溶液中增大
B.的逐渐减小
C.溶液中减小
D.减小
【答案】D
【详解】A.加水稀释促进醋酸电离,所以醋酸电离程度增大,增大,但溶液稀释导致溶液体积增加的倍数远远超过增加的倍数,所以溶液中减小,故A错误;
B.只与温度有关,温度不变不变,故B错误;
C.加水稀释促进醋酸电离,溶液中增大,故C错误;
D.加水稀释促进醋酸电离,电离平衡正向移动,=减小,故D正确;
故选D。
4.(23-24高二上·辽宁·期末)下列方法能使氨水中的电离平衡正向移动且的浓度也增大的是
A.通入气体 B.加入固体
C.加入NaOH固体 D.适当降低温度
【答案】A
【分析】的电离平衡为。
【详解】A.氨水中通入气体,气体与OH-发生离子反应,一水合氨的电离平衡正向移动,的浓度增大,故A正确;
B.加NH4Cl(s),铵根离子浓度增大,一水合氨的电离平衡逆向移动,故B错误;
C.加NaOH(s) ,氢氧根离子浓度增大,一水合氨的电离平衡逆向移动,故C错误;
D.电离是吸热过程,降低温度,的电离平衡逆向移动,故D错误;
故选A。
5.(23-24高二上·浙江·阶段练习)向两个锥形瓶中分别加入0.05g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2mL盐酸、2mL醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.镁条与两种酸的反应均放热
B.100s时的瞬时速率
C.醋酸的平均反应速率呈现“慢―快―慢”的趋势
D.300s内平均反应速率
【答案】B
【详解】A.活泼金属和酸的反应为放热反应 ,A正确;
B.由图可知,100s时盐酸反应接近结束,此时盐酸反应生成的氢气的速率弱于醋酸,B错误;
C.醋酸溶液与镁的反应为放热反应,反应放出的热量使反应温度升高,使反应速率加快,随着反应进行,溶液中醋酸的浓度减小,反应速率又会减慢,所以反应中醋酸的平均反应速率呈现“慢一快一慢”的趋势,C正确;
D.由图可知,300s时锥形瓶内气体的压强相等,说明300s内盐酸的平均反应速率与醋酸溶液相等,D正确;
故选B。
6.(23-24高二上·广东江门·期末)根据下列实验不能证明一元酸HR为弱酸的是
A.0.01mol·L-1的HR溶液
B.HR溶液的导电性比盐酸弱
C.HR溶液加入少量NaR固体,溶解后溶液的pH变大
D.室温下,NaR溶液的pH大于7
【答案】B
【详解】A.0.01mol·L-1的HR溶液pH=2.8>2,说明HR没有完全电离,能证明一元酸HR为弱酸,A不符合题意;
B.没有指明浓度是否相同,HR溶液的导电性比盐酸弱,不能说明HR是弱酸,B符合题意;
C.HR溶液加入少量NaR固体,溶解后溶液的pH变大,说明R-是弱酸根离子,抑制HR的电离,能证明一元酸HR为弱酸,C不符合题意;
D.室温下,NaR溶液的pH大于7,说明NaR是强碱弱酸盐,能证明一元酸HR为弱酸,D不符合题意;
故选B。
7.(24-25高二上·北京·期中)已知下列各项酸溶液(括号内为溶质)的溶质物质的量浓度相同,则溶液酸性最强的是
A.
B.
C.
D.(H2C2O4)=5.6×10−2,(H2C2O4)=1.5×10−4
【答案】D
【详解】某个酸的电离平衡常数越小,说明酸在水中的电离程度越小,酸性越弱。多元弱酸的电离以第一步电离为主,结合数据,各项酸溶液(括号内为溶质)的溶质物质的量浓度相同,则溶液酸性最强的是H2C2O4;
故选D。
8.(24-25高二上·广东江门·期中)下列物质的电离方程式中书写正确的是
A.H2SO4H++ B.NaHCO3=Na++H++
C.Na2SO4=2Na++ D.H3PO4=H++
【答案】C
【详解】A.硫酸为强酸,完全电离,电离方程式为:H2SO4=2H++,A错误;
B.碳酸氢钠完全电离产生钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为:NaHCO3=Na++,B错误;
C.硫酸钠为钠盐,强电解质,完全电离,电离方程式为:Na2SO4=2Na++,C正确;
D.磷酸为弱酸,分步电离,电离方程式为:H3PO4⇌H++,⇌H++,⇌H++,D错误;
故选:C。
9.(25-26高二上·北京·阶段练习)在的电离平衡中,要使平衡正向移动且氢离子浓度减小,应采取的措施为
A.升高温度 B.加少量NaF固体 C.加少量HF D.加水稀释
【答案】D
【详解】A.氢氟酸在溶液中的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,但氢离子浓度增大,A不符合题意;
B.向氢氟酸溶液中加少量氟化钠固体,溶液中氟离子浓度增大,电离平衡逆向移动,B不符合题意;
C.向氢氟酸溶液中加少量氟化氢,溶液中氢氟酸的浓度增大,电离平衡正向移动,但氢离子浓度增大,C不符合题意;
D.氢氟酸溶液加水稀释,电离平衡正向移动,氢氟酸、氢离子、氟离子浓度均减小,D正确;
故选D。
10.(24-25高二上·内蒙古包头·期中)下列说法不正确的是(溶液都是时)
A.、的醋酸的电离常数相同
B.的溶液中,由水电离出总的的物质的量为
C.反应在一定条件下能自发进行,则该反应的
D.同的盐酸、醋酸溶液,对水的抑制程度相等
【答案】B
【详解】A.醋酸的电离常数(Ka)仅与温度有关。题目中两种浓度溶液均在25℃下,故Ka相同,A正确;
B.醋酸钠水解促进水的电离,此时水电离出的总H⁺应等于溶液中的OH⁻浓度(因水的电离生成等量H⁺和OH⁻)。pH=8时,pOH=6,OH⁻浓度为,1L溶液中总H⁺物质的量应为,B错误;
C.反应自发性的判断依据为。反应中气体减少(3mol→1mol),。若反应能自发进行,则需满足,C正确;
D.同pH的盐酸和醋酸溶液中,H⁺浓度相同,对水的电离抑制程度相等,D正确;
故选B。
11.(24-25高二上·安徽阜阳·阶段练习)在的溶液中存在如下电离平衡:。下列叙述错误的是
A.升高温度,平衡正向移动,增大
B.加水稀释,平衡正向移动,增大
C.加入少量固体,平衡逆向移动,增大
D.通入少量,平衡正向移动,增大
【答案】B
【详解】A.电离为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,)增大,A项正确;
B.加水稀释,平衡正向移动,但、、均减小,B项错误;
C.固体溶于水电离出,使溶液中增大,平衡逆向移动,增大,C项正确;
D.HCl溶于水电离出,与反应,减小,平衡正向移动,增大,减小,增大,D项正确;
选B。
12.(24-25高二上·广东揭阳·期中)下列叙述正确的是
A.相同温度下不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数不同
B.盐酸的导电能力一定比醋酸溶液强
C.向醋酸溶液中加入一定量醋酸钠固体,醋酸的电离平衡发生移动
D.在水溶液中的电离方程式为
【答案】C
【详解】A.温度相同,同一物质的电离平衡常数相同,A错误;
B.导电能力受离子浓度和离子所带电荷数影响,未明确盐酸和醋酸的浓度,不一定盐酸比醋酸强,B错误;
C.醋酸是弱酸,醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+,加入一定量醋酸钠固体,则醋酸根离子浓度增大,平衡逆向移动,C正确;
D.为强电解质,在水溶液中的电离方程式为,D错误;
故选C。
13.(24-25高二上·天津滨海新·期中)已知某温度下,
物质的量浓度都为 的下列溶液中,pH最小的是(Kₐ表示电离平衡常数)
A.HCN B.HF C.CH3COOH D.HNO2
【答案】B
【详解】在相同温度下,电离常数越大,弱酸的酸性越强。比较几种弱酸的电离常数,可以发现电离常数最大的是HF,故酸性最强的是HF。当几种弱酸的物质的量浓度均为0.1mol·L-1时,电离常数最大的弱酸,其电离度必然也是最大的,故其中的c(H+)也是最大的,故其pH是最小的,故选B。
二、填空题
14.(25-26高二上·北京·阶段练习)已知25℃时,醋酸、碳酸、氢氰酸的电离平衡常数如下表:
醋酸
碳酸
氢氰酸(HCN)
(1)写出碳酸的第一步电离方程式
(2)25℃时,与结合能力由强到弱的顺序为 ;写出足量氢氰酸与碳酸钠溶液反应的离子方程式 。
(3)有浓度相同的一瓶溶液和一瓶HCN溶液,回答下列两个问题:
①上述两溶液中,浓度 (填“>”“<”或“=”)。
②相同条件下,取等体积的上述两溶液,分别与足量溶液反应,消耗NaOH溶液的体积: (填“>”“<”或“=”)。
(4)下列方法中可以使溶液中值增大的措施是 (填序号)。
a.加水稀释 b.加入少量固体 c.加入少量冰醋酸 d.通入少量HCl气体 e.升高温度
【答案】(1)
(2)
(3) < <
(4)ade
【详解】(1)碳酸属于二元弱酸,分步电离,第一步电离方程式为H2CO3H++HCO;
(2)根据电离平衡常数,电离出H+能力大小顺序是:CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO,因此与H+结合能力由强到弱的顺序是CO>CN->HCO>CH3COO-;足量HCN与碳酸钠溶液反应的离子方程式为HCN+CO=HCO+CN-;
(3)①醋酸、HCN为弱酸,且醋酸的酸性强于HCN,因此当c(H+)相同时,c(CH3COOH)<c(HCN);
②当c(H+)相同时,c(CH3COOH)<c(HCN),相同体积时,n(CH3COOH)<n(HCN),后者消耗氢氧化钠溶液体积大,即V(CH3COOH)<V(HCN);
(4)醋酸的电离方程式为CH3COOHH++CH3COO-,
a.加水稀释,促进CH3COOH的电离,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,即增大,故a符合题意;
b.加入CH3COONa,c(CH3COO-)增大,抑制醋酸的电离,n(H+)减小,n(CH3COOH)增大,即减小,故b不符合题意;
c.,加入冰醋酸,c(CH3COO-)增大,该比值减小,故c不符合题意;
d.通入少量HCl气体,溶液中c(H+)增大,c(CH3COO-)减小,增大,故d符合题意;
e.醋酸的电离是吸热过程,升高温度,促进醋酸的电离,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,该比值增大,故e符合题意;
答案为ade。
15.(24-25高二上·陕西西安·阶段练习)请回答下列问题:
(1)醋酸是常见的弱酸,在水溶液中存在电离平衡。
①下列方法中,可以使醋酸溶液中CH3COOH电离程度增大的是 (填字母序号)。
a.滴加少量浓盐酸 b.加水稀释 c.加入少量醋酸钠晶体 d.升高温度
②两个密闭装置中各装入0.05g镁条,分别加入2mL2mol·L-1盐酸和醋酸。压强随时间变化如图所示。
刚开始时镁条与盐酸的反应速率大于镁条与醋酸的反应速率,原因是 。反应结束后两个容器中压强相等,说明 。
(2)某些弱酸在25℃时的电离常数如下:
化学式
CH3COOH
HCN
HClO
H2SO3
电离常数
Ka2=6.010-8
Ka2=4.710-11
①上述酸中酸性最强的是 。
②25℃时,某HCN的物质的量浓度为,达到电离平衡时溶液中 。
③下列反应不能发生的是 (填字母)。
A.2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2+H2O
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.NaHCO3+HCN=NaCN+CO2+H2O
D.
CH3COO-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序: 。
【答案】(1) bd 盐酸完全电离而醋酸部分电离,前者的大 盐酸与醋酸中最终电离出的的物质的量相等,产生的氢气的物质的量相等
(2) CD >ClO->>CH3COO-
【详解】(1)①a.滴加少量浓盐酸,氢离子浓度增大,抑制电离,其电离程度减小,a不符合题意;
b.根据“越稀越电离”,加水稀释,促进CH3COOH电离,电离程度增大,b符合题意;
c.加入少量醋酸钠晶体,醋酸根离子的浓度增大,抑制电离,其电离程度减小,c不符合题意;
d.醋酸的电离是吸热过程,升高温度促进其电离,电离程度增大,d符合题意;
故选bd;
②盐酸完全电离,而醋酸是弱电解质,发生部分电离,导致盐酸中大,所以刚开始时镁条与盐酸的反应速率大于镁条与醋酸的反应速率,其原因是:盐酸完全电离而醋酸部分电离,前者的大。反应结束后两个容器中压强相等,即0.05g镁条分别与2mL2mol·L-1盐酸和醋酸反应产生的氢气的物质的量相等,则说明盐酸与醋酸中最终电离出的的物质的量相等,产生的氢气的物质的量相等;
(2)①弱酸的电离常数越大,其电离程度越大,酸性越强,则上述酸中酸性最强的是;
(3)②设达到电离平衡时溶液中c(H+)为x,根据HCN电离平衡建立三段式:
(4),
则,x=,即;
③A.由电离平衡常数可知,酸性:>,则反应能发生,A不符合题意;
B.由电离平衡常数可知,酸性: CH3COOH>HCN,则反应能发生,B不符合题意;
C.由电离平衡常数可知,酸性:> HCN,则反应不能发生,C符合题意;
D. NaClO具有氧化性,具有还原性,两者发生氧化原反应在,则反应2NaClO+SO2+H2O=2HClO+Na2SO3不能发生,D符合题意;
故选CD;
酸性:CH3COOH>>HClO>,酸性越弱,对应的酸根离子结合H+的能力越强,则结合H+的能力由强到弱的顺序:>ClO->>CH3COO-。
【能力提升】
1.(25-26高二上·陕西咸阳·阶段练习)如图所示为时、、三种微粒随变化的分布系数[如]。下列说法错误的是
A.曲线①代表的分布分数随的变化曲线
B.
C.时,
D.当溶液中时,
【答案】C
【分析】是二元弱酸,随pH增大,碳酸的电离平衡正向移动,分布系数减小、的分布系数先增后减、分布系数增大,所以①代表随变化的分布系数,②代表随变化的分布系数,③代表随变化的分布系数。
【详解】A.根据以上分析,随pH增大,碳酸的电离平衡正向移动,分布系数减小,①代表随变化的分布系数,故A正确;
B.第一步电离:⇌H++ ,=,根据图像,当与分布系数相等时,pH=6.37,此时,B正确;
C.的第二步电离⇌H⁺+,,根据图像,当与分布系数相等时,pH=10.25,此时= c(H⁺)=10⁻10.25,=,时,,所以时,,故C错误;
D.根据图像,当与分布系数相等时,pH=10.25,即当溶液中时,,故D正确;
选C。
2.(25-26高二上·重庆·阶段练习)改变下列条件,能使稀溶液中比值减小的是
A.加入冰醋酸 B.加入NaOH固体
C.加水稀释 D.加入固体
【答案】A
【分析】Ka(CHCOOH)= ,则=。
【详解】A.CH3COOH溶液中加入冰醋酸,会增加CH3COOH的浓度,c(H+)增加,则比值=减小,A符合题意;
B.加入NaOH会中和H+,促使电离平衡右移,但c(H+)减小,则比值=增大,B不符合题意;
C.加水稀释时,虽然电离度增大,但c(H+)减小,则比值=增大,C不符合题意;
D.加入CH3COONa固体直接增加CH3COO-浓度,抑制CH3COOH电离,c(H+)减小,则比值=增大,D不符合题意;
故选A。
3.(25-26高二上·辽宁·阶段练习)下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)。下列说法错误的是
HCN
;
;
A.的酸性强于
B.少量草酸与足量溶液反应的离子方程式:
C.常温下,向溶液中加入固体,的值增大
D.溶液的酸性主要是由决定的
【答案】B
【详解】A.的,HCN的,Ka越大酸性越强,因此的酸性强于HCN,A正确;
B.草酸的远大于的,因此与反应时,应分两步中和两个H+,生成和,而非直接生成CO2,B错误;
C.向HCN溶液中加入NaOH,H+被中和,HCN电离平衡右移,c(CN-)增大,c(HCN)减小,因此的值增大,C正确;
D.的远大于,说明H+主要来自第一步电离,D正确;
综上所述,答案为B。
4.(25-26高二上·江西南昌·阶段练习)回答下列问题:
(1)下列物质中,属于强电解质的是(填序号,下同) ,属于弱电解质的是 。
①氨气 ②氨水 ③铜 ④冰醋酸 ⑤硫酸钡 ⑥氯化银 ⑦熔融的氯化钠 ⑧二氧化碳 ⑨醋酸铵 ⑩氢气
(2)常温下,部分酸的电离平衡常数如下:
HF
HCN
(草酸)
①相同的三种酸,则、、从大到小为 。
②下列各离子中,结合能力最强的是 。
A. B. C. D.
③中和等浓度、等体积的氢氟酸和醋酸需要的物质的量为、,则 。(填“大于”、“小于”或“等于”)
④常温下,用水稀释的溶液,下列各量随水量的增加而增大的是 (填序号)。
A. B. C. D.
⑤向溶液中通入少量的,发生的离子方程式为 。
(3)联氨性质与相似,与水反应可生成一种二元弱碱。它在水溶液中电离的第一步电离方程式为:;写出它的第二步电离方程式 :它与硫酸反应形成的酸式盐的化学式为 。
【答案】(1) ⑤⑥⑦⑨ ④
(2) c(HCN)>c(H2CO3)>c(HF) C 等于 AD
(3)
【详解】(1)强电解质为在水中或熔融状态完全电离的化合物,有⑤⑥⑦⑨,弱电解质有④。
(2)①酸的电离常数越大,其电离程度相同,所以要电离出相同浓度的H+,电离常数越小的酸所需浓度越高,则c(HCN)>c(H2CO3)>c(HF);②对应酸的电离常数越小,酸根离子结合H+能力越强,根据表中数据,结合H+能力最强的为;③等浓度等体积的氢氟酸和醋酸的H+物质的量相同,所需NaOH物质的量相等;④加水促进醋酸电离,H+物质的量增大,由于体积变化,c(H+)减小,根据,温度不变,电离常数不变,c(H+)减小,所以减小,根据水的离子积Kw=c(H+)c(OH-)不变,c(H+)减小,所以c(OH-)增大,故选AD;⑤HCN的电离常数大于,所以CO2被转化为,发生离子方程式为。
(3)联氨的二级电离方程式为;与硫酸形成的酸式盐为。
5.(25-26高二上·甘肃兰州·阶段练习)研究弱电解质的电离,有重要的实际意义。
(1)醋酸的电离方程式为 。
(2)将溶液中加水稀释,的比值将 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)下列事实不能说明是弱电解质的是 (填字母)。
A.相同温度下,浓度均为的盐酸和醋酸的导电性对比:盐酸>醋酸
B.25℃时,溶液的约为
C.的溶液恰好与溶液完全反应
(4)将溶于水制成溶液,经测定溶液中为,此温度下醋酸的电离常数 ,温度升高,将 (填“增大”、“不变”或“减小”)
(5)某些弱酸在25℃时的电离常数如表所示:
化学式
HSCN
HCN
HClO
电离常数
,
下列反应可以发生的是___________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1)
(2)增大
(3)C
(4) 增大
(5)AB
【详解】(1)醋酸是弱酸,醋酸的电离是部分电离所以电离方程式为:
(2)醋酸是弱电解质,对于弱电解质的电离加水稀释后可以增大电离程度,所以醋酸分子会减少,醋酸根离子增加,那么的比值将增大;
(3)浓度均为的盐酸和醋酸,若醋酸是强电解质那么两者的导电性相同,所以醋酸是弱电解质,故A不符合;
若醋酸是强电解质,那么溶液,应该也是,所以醋酸是弱电解质,故B不符合;
醋酸的物质的量与氢氧化钠物质的量完全一样,两者可以完全中和,不能证明醋酸是弱电解质,故C符合;
答案选C。
(4)物质的量为0.1 mol,溶于水制成溶液,那么浓度为0.1,列出电离方程式:
,升高温度增大电离,将增大;
(5)根据数据表中的的大于的说明乙酸的酸性强于碳酸,所以可以发生,符合题意;
的的大于HCN,所以反应可以发生,符合题意;
的大于HClO的电离常数,但是小于HClO的电离常数,无法进一步生成碳酸根离子,不符合题意;
的大于HCN,反应无法进行,不符合题意;
故答案选AB。
6.(25-26高二上·山东淄博·阶段练习)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), CH3COOH电离程度最大的是 。
②若使B点对应的溶液中,c(CH3COO-)增大、c(H+)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
③用蒸馏水稀释的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是 (填序号)。
a. b. c.
(2)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:
的电离平衡常数表达式为 ,溶液中c(H+)= (的电离平衡常数)。
(3)有如下三个反应:
;;。。
①则该温度下HF、HCN和三种弱酸的电离常数由大到小的顺序是 。
②已知:乙二酸(,可简写为),俗称草酸;25℃ ,,25℃,请写出少量草酸()与NaF溶液反应的化学方程式: 。
【答案】(1) A C bd b
(2)
(3)
【详解】(1)加水量越多c(CH3COOH)越小,所以c(CH3COOH)最大的是A点;醋酸是弱电解质,随着醋酸的稀释,醋酸的电离程度越大,根据图片可知,醋酸电离程度最大的点是C点;
a.加H2O则c(CH3COO-)、c(H+)都减小,a错误;
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,b正确;
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,c错误;
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,d正确;
故答案选bd。
a.,温度不变,Ka不变, ,加水稀释,则减小,减小,a错误;
b.,温度不变,Ka不变,。加水稀释,减小,则增大,b正确;
c.,温度不变Kw不变,加水稀释CH3COOH,使减小,则增大,减小,c错误;
故答案选b。
(2)C6H5CH2COOH的电离方程式为,其电离平衡常数表达式Ka= ;
0.01 mol⋅L−1的C6H5CH2COOH溶液设c(H+)为x mol/L, Ka= =,解得x=。
(3)①强酸能和弱酸盐生成弱酸,相同温度下,弱酸的酸性越强,其电离平衡常数越大,根据方程式NaCN+HNO2=HCN+NaNO2,得出酸性:HNO2>HCN;根据方程式NaCN+HF= HCN +NaF,得出酸性:HF>HCN;根据方程式NaNO2+HF=HNO2+NaF,得出酸性HF>HNO2;该温度下HF、HCN和HNO2三种弱酸的电离常数由大到小的顺序是
②根据草酸和氢氟酸的电离平衡常数可知酸性:H2C2O4>HF>,结合复分解反应的规律可知少量草酸与NaF溶液反应产生草酸氢钠和HF,少量草酸与NaF溶液反应的化学方程式。
7.(25-26高二上·湖南长沙·阶段练习)娜同学从实验室取出了几种溶液和实验用品:①的的盐酸,②的醋酸溶液,③的溶液,④的溶液,⑤的NaOH溶液以及pH试纸、试管、玻璃棒。娜同学对电解质的电离充满了好奇,请她帮解惑:
(1)下列电离方程式书写正确的是 (填字母)。
A.水溶液中电离:
B.的电离:
C.碳酸氢钠在水溶液中的电离:
(2)娜同学选用上述②、⑤试剂进行中和热测定实验,你预计测定结果会 (填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
(3)请你帮娜同学设计实验证明醋酸是弱电解质: 。
(4)的溶液,分别改变以下条件,能使减小的是 (用序号表示)。
①加水稀释 ②升高温度 ③加NaOH固体 ④加冰醋酸
(5)的溶液中为,则的电离常数约为 。
(6)经查阅资料得知:
弱酸
①HF
②
电离平衡常数(25℃)
表格中的三种酸的酸性由强到弱的顺序为 (用序号表示)。少量溶液和足量溶液反应的离子方程式为 。
【答案】(1)B
(2)偏大
(3)测②溶液的pH,若,则说明醋酸是弱电解质
(4)④
(5)
(6) ③>①>②
【详解】(1)A.是强电解质,水溶液中电离:,A错误;
B.是弱电解质,其电离方程式为:,B正确;
C.碳酸氢钠是强电解质,其电离方程式为:,C错误;
故选B;
(2)弱电解质电离过程吸热,醋酸电离过程中会吸收热量,故测得的中和热的数值会偏小,会偏大;
(3)醋酸是弱电解质,不能完全电离,所以可以测0.1mol/L醋酸溶液的pH值,若>1,说明其为弱酸;
(4)由可知,①加水稀释减小,增大,①不选;②升高温度,电离程度增大,增大,增大,②不选;③加NaOH固体,减小,增大,③不选;④加冰醋酸,增大,增大,④选;故选④;
(5),;
(6)K值越大酸性越强,三种酸的酸性由强到弱的顺序为③>①>②;酸性:,根据强酸制弱酸,少量溶液和足量溶液反应的离子方程式为。
8.(25-26高二上·浙江嘉兴·阶段练习)已知在25℃时,醋酸、次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为:
醋酸
次氯酸
碳酸
亚硫酸
(1)写出亚硫酸的第一步电离平衡常数表达式 。
(2)相同条件下,CH3COOH、、、的酸性由强到弱的顺序为 。
(3)在相同条件下,、、和结合的能力由弱到强的顺序是 。
(4)若保持温度不变,在醋酸溶液中通入少量气体,下列量会变小的是
A. B. C.醋酸的电离平衡常数
(5)下列离子方程式中错误的是 。
A.少量通入次氯酸钠溶液中:
B.少量通入次氯酸钙溶液中:
C.过量通入氢氧化钠溶液中:
【答案】(1)
(2)>CH3COOH>>
(3)
(4)A
(5)B
【详解】(1)根据电离平衡常数的含义可得亚硫酸的第一级电离平衡常数表达式;
(2)酸的电离平衡常数越大,则相应的酸酸性就越强,酸性由强到弱的顺序为:>CH3COOH>>;
(3)如果对应的酸酸性越弱,则该离子越容易结合氢离子,由酸性:可知,、、和结合的能力由弱到强的顺序是;
(4)a.CH3COO-会与氯化氢电离出的氢离子结合形成CH3COOH,所以c(CH3COO-)变小,A正确;
b.由于加入了HCl,所以c(H+)会增大,B错误;
c.醋酸的电离平衡常数只与温度有关,温度不变,所以电离平衡常数就不变,C错误;
故选A;
(5)A.由于酸性H2CO3>HClO>HCO,所以少量CO2通入次氯酸钠溶液中,会发生反应:CO2+H2O+ClO-=HCO+HClO,A正确;
B.由于HClO有强氧化性,而H2SO3有还原性,所以少量SO2通入次氯酸钙溶液中,会发生氧化还原反应:Ca2++3ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+2HClO+Cl-,B错误;
C.过量CO2通入氢氧化钠溶液中生成碳酸氢钠,离子方程式是:CO2+OH-=HCO,C正确;
故选B。
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第3章 水溶液中的离子反应与平衡第一节 电离平衡
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
课程学习目标
掌握本节核心知识,为后续学习打好基础。
新知学习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
拓展培优
结合例题解析高频考点,掌握易错点,提升能力。
课堂检测
基础训练:确保核心知识掌握,建立信心。
能力提升:提升应用能力,提升综合能力。
知识思维导图
第2课时 电离平衡常数
课程学习目标
1.了解电离平衡常数的含义。
2.能利用电离平衡常数进行相关计算。
【新知学习】
知识点01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 ,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.电离平衡常数的表示方法
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离常数
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离常数
多元弱酸的电离分步进行,各步的电离常数通常分别用Ka1、Ka2、Ka3等来表示。如:
一般多元弱酸各步电离常数的大小为Ka1≫Ka2≫Ka3因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。由于多元弱碱为难溶碱,所以一般不用电离平衡常数,而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
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 。
【易错提醒】
(1)相同温度下,等浓度的弱酸(或弱碱)的电离常数越大,其酸性(或碱性)越强;(对于多元弱酸(或弱碱)来说,通常只考虑第一步电离的电离常数)
(2)相同温度下,弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)越强,其电离常数或第一步电离的电离常数越大。
(3)一定温度下,电离常数越大,弱电解质越容易电离,由此判断弱电解质的相对强弱。
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 ,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 过程,所以电离平衡常数随 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=≈
【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。
知识点02电离度
1.定义:弱电解质在溶液中达到电离平衡状态时,已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数(包括已电离和未电离)的百分率,称为电离度。
2.表达式:电离度通常用ɑ表示。
3.意义: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,即表示弱电解质在水中的电离程度。
【易错提醒】
①温度相同,浓度相同时,不同弱电解质的电离度不同。若不同的一元弱酸的a.越大,表示其酸性相对越强。
②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。
【拓展培优】
【归纳提升1】
一.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)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1】一定温度下,向0.1的溶液中加入晶体或加水稀释时,下列各量保持不变的是
A.溶液的pH B.的电离程度
C.溶液的导电能力 D.
(变式训练1-1)已知:25℃时,。下列说法正确的是
A.将溶液稀释后,溶液中各粒子浓度减小
B.冰醋酸中逐滴加水,醋酸的电离程度先增大后减小
C.向溶液中加入一定量的盐酸,的电离常数减小
D.向溶液中加入少量的粉末,增大
【归纳提升2】
二.强酸与弱酸的比较
1.实验探究:CH3COOH与H2CO3酸性强弱比较
实验操作
实验现象
有气泡产生
实验结论
CH3COOH酸性大于碳酸
Ka大小比较
Ka(CH3COOH)大于Ka1(H2CO3)
2.思考与讨论:镁条与等浓度、等体积盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,盖紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。
由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况。
宏观辨识
微观探析
反应初期
盐酸的反应速率比醋酸大
盐酸是强酸,完全电离,醋酸是弱酸,部分电离,同浓度的盐酸和醋酸,盐酸中的c(H+)较大,因而反应速率较大
反应过程中
盐酸的反应速率始终比醋酸大,盐酸的反应速率减小明显,醋酸的反应速率减小不明显
醋酸中存在电离平衡,随反应的进行,电离平衡正向移动,消耗的氢离子能及时电离补充,所以一段时间速率变化不明显
最终
二者产生的氢气的量基本相等,速率几乎都变为零
镁条稍微过量,两种酸的物质的量相同,随醋酸电离,平衡正向移动,醋酸几乎消耗完全,最终二者与镁条反应的氢离子的物质的量几乎相同,因而产生的H2的量几乎相同。
两种酸都几乎消耗完全,反应停止,因而反应速率几乎都变为0
3.一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
一元弱酸
大
多
【典例2】 向两个锥形瓶中各加入0.048g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2mL2mol⋅L⁻¹盐酸、2mL2mol⋅L⁻¹醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示,下列说法错误的是
A.温度相同时,同浓度的盐酸和醋酸溶液,醋酸的pH大
B.0~tmin内,平均反应速率mol⋅L-1⋅min-1
C.反应结束后,盐酸和醋酸产生的氢气体积相同
D.温度相同时,a点反应速率大于b点反应速率
(变式训练2-1)在常温下,有关下列4种溶液的叙述不正确的是
编号
①
②
③
④
溶液
醋酸
盐酸
氨水
氢氧化钠溶液
pH
3
3
11
11
A.4种溶液中由水电离出的c(H+)均为1×10-11mol/L
B.等体积的溶液①和②分别与足量锌充分反应,溶液①产生氢气更多
C.将等体积的溶液③和④分别与同浓度的盐酸溶液反应时,消耗的体积相同
D.①和④等体积混合后,溶液呈酸性
(变式训练2-2)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示。下列有关、、三点的说法中正确的是
A.醋酸的电离程度由大到小的顺序:
B.溶液的由大到小的顺序:
C.用湿润的试纸测量醋酸溶液的,测量结果均偏大
D.溶液中的数值不变
【典例3】 已知时,的电离平衡常数,,现有溶液,已知的电离度,下列说法正确的是
A.的电离程度
B.升高温度,和均增大
C.溶液中,
D.溶液中存在关系:
(变式训练3-1)醋酸溶液中,存在电离平衡。经测定溶液中为。
(1)此温度下醋酸的电离常数 。
(2)已知电离度。求此温度下醋酸的电离度 。
(变式训练3-2)时,将的醋酸钠溶液与盐酸溶液等体积混合,反应后溶液恰好显中性,表示醋酸的电离平衡常数 (用含m、n的代数式表示)。
【典例4】 常温下,部分弱电解质的电离常数如下表:下列说法正确的是
弱电解质
HCOOH
HCN
HClO
电离常数
A.少量通入NaCN溶液中:
B.常温下,反应的化学平衡常数约为
C.少量通入溶液中:
D.结合的能力:
(变式训练4-1)已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下:
弱酸化学式
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数
1.75×10-5
6.2×10-10
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
则下列有关说法正确的是
A.浓度均为0.1 mol·L-1的上述三种溶液,加水稀释10倍后,三者物质的量浓度的关系为c(CH3COOH)=c(H2CO3)=c(HCN)
B.等体积等浓度的上述三种酸溶液中,H+的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,其关系为a>c>b
C.溶液中通入少量发生的化学反应为
D.稀释HCN溶液过程中,减小
(变式训练4-2)电离常数是研究电解质在水溶液中行为的重要工具。现有、和三种酸,各酸及其盐之间不发生氧化还原反应,它们的电离常数如表所示。
酸
电离常数
HX
下列说法正确的是
A.相同物质的量浓度的、、溶液,的关系:
B.溶液中离子浓度的关系:
C.溶液与过量反应的离子方程式:
D.用溶液中和相同、相同体积的、溶液,酸性强,消耗的多
【课堂检测】
【基础训练】
1.(24-25高二上·安徽阜阳·期中)已知:与氢氟酸反应可生成。下列有关说法错误的是
A.电离方程式: B.酸性:
C.电离常数: D.的电离常数:
2.(22-23高二上·河南信阳·期中)在溶液中存在:,下列有关叙述错误的是
A.加入少量冰醋酸,电离平衡向正向移动,保持不变
B.加入少量固体,溶液中浓度减小
C.升高温度,醋酸的电离程度增大
D.加入少量固体,减小
3.(23-24高二上·浙江杭州·期中)用水稀释的溶液,下列说法正确的是
A.的电离程度增大,溶液中增大
B.的逐渐减小
C.溶液中减小
D.减小
4.(23-24高二上·辽宁·期末)下列方法能使氨水中的电离平衡正向移动且的浓度也增大的是
A.通入气体 B.加入固体
C.加入NaOH固体 D.适当降低温度
5.(23-24高二上·浙江·阶段练习)向两个锥形瓶中分别加入0.05g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2mL盐酸、2mL醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.镁条与两种酸的反应均放热
B.100s时的瞬时速率
C.醋酸的平均反应速率呈现“慢―快―慢”的趋势
D.300s内平均反应速率
6.(23-24高二上·广东江门·期末)根据下列实验不能证明一元酸HR为弱酸的是
A.0.01mol·L-1的HR溶液
B.HR溶液的导电性比盐酸弱
C.HR溶液加入少量NaR固体,溶解后溶液的pH变大
D.室温下,NaR溶液的pH大于7
7.(24-25高二上·北京·期中)已知下列各项酸溶液(括号内为溶质)的溶质物质的量浓度相同,则溶液酸性最强的是
A.
B.
C.
D.(H2C2O4)=5.6×10−2,(H2C2O4)=1.5×10−4
8.(24-25高二上·广东江门·期中)下列物质的电离方程式中书写正确的是
A.H2SO4H++ B.NaHCO3=Na++H++
C.Na2SO4=2Na++ D.H3PO4=H++
9.(25-26高二上·北京·阶段练习)在的电离平衡中,要使平衡正向移动且氢离子浓度减小,应采取的措施为
A.升高温度 B.加少量NaF固体 C.加少量HF D.加水稀释
10.(24-25高二上·内蒙古包头·期中)下列说法不正确的是(溶液都是时)
A.、的醋酸的电离常数相同
B.的溶液中,由水电离出总的的物质的量为
C.反应在一定条件下能自发进行,则该反应的
D.同的盐酸、醋酸溶液,对水的抑制程度相等
11.(24-25高二上·安徽阜阳·阶段练习)在的溶液中存在如下电离平衡:。下列叙述错误的是
A.升高温度,平衡正向移动,增大
B.加水稀释,平衡正向移动,增大
C.加入少量固体,平衡逆向移动,增大
D.通入少量,平衡正向移动,增大
12.(24-25高二上·广东揭阳·期中)下列叙述正确的是
A.相同温度下不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数不同
B.盐酸的导电能力一定比醋酸溶液强
C.向醋酸溶液中加入一定量醋酸钠固体,醋酸的电离平衡发生移动
D.在水溶液中的电离方程式为
13.(24-25高二上·天津滨海新·期中)已知某温度下,
物质的量浓度都为 的下列溶液中,pH最小的是(Kₐ表示电离平衡常数)
A.HCN B.HF C.CH3COOH D.HNO2
二、填空题
14.(25-26高二上·北京·阶段练习)已知25℃时,醋酸、碳酸、氢氰酸的电离平衡常数如下表:
醋酸
碳酸
氢氰酸(HCN)
(1)写出碳酸的第一步电离方程式
(2)25℃时,与结合能力由强到弱的顺序为 ;写出足量氢氰酸与碳酸钠溶液反应的离子方程式 。
(3)有浓度相同的一瓶溶液和一瓶HCN溶液,回答下列两个问题:
①上述两溶液中,浓度 (填“>”“<”或“=”)。
②相同条件下,取等体积的上述两溶液,分别与足量溶液反应,消耗NaOH溶液的体积: (填“>”“<”或“=”)。
(4)下列方法中可以使溶液中值增大的措施是 (填序号)。
a.加水稀释 b.加入少量固体 c.加入少量冰醋酸 d.通入少量HCl气体 e.升高温度
15.(24-25高二上·陕西西安·阶段练习)请回答下列问题:
(1)醋酸是常见的弱酸,在水溶液中存在电离平衡。
①下列方法中,可以使醋酸溶液中CH3COOH电离程度增大的是 (填字母序号)。
a.滴加少量浓盐酸 b.加水稀释 c.加入少量醋酸钠晶体 d.升高温度
②两个密闭装置中各装入0.05g镁条,分别加入2mL2mol·L-1盐酸和醋酸。压强随时间变化如图所示。
刚开始时镁条与盐酸的反应速率大于镁条与醋酸的反应速率,原因是 。反应结束后两个容器中压强相等,说明 。
(2)某些弱酸在25℃时的电离常数如下:
化学式
CH3COOH
HCN
HClO
H2SO3
电离常数
Ka2=6.010-8
Ka2=4.710-11
①上述酸中酸性最强的是 。
②25℃时,某HCN的物质的量浓度为,达到电离平衡时溶液中 。
③下列反应不能发生的是 (填字母)。
A.2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2+H2O
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.NaHCO3+HCN=NaCN+CO2+H2O
D.
CH3COO-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序: 。
【能力提升】
1.(25-26高二上·陕西咸阳·阶段练习)如图所示为时、、三种微粒随变化的分布系数[如]。下列说法错误的是
A.曲线①代表的分布分数随的变化曲线
B.
C.时,
D.当溶液中时,
2.(25-26高二上·重庆·阶段练习)改变下列条件,能使稀溶液中比值减小的是
A.加入冰醋酸 B.加入NaOH固体
C.加水稀释 D.加入固体
3.(25-26高二上·辽宁·阶段练习)下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)。下列说法错误的是
HCN
;
;
A.的酸性强于
B.少量草酸与足量溶液反应的离子方程式:
C.常温下,向溶液中加入固体,的值增大
D.溶液的酸性主要是由决定的
4.(25-26高二上·江西南昌·阶段练习)回答下列问题:
(1)下列物质中,属于强电解质的是(填序号,下同) ,属于弱电解质的是 。
①氨气 ②氨水 ③铜 ④冰醋酸 ⑤硫酸钡 ⑥氯化银 ⑦熔融的氯化钠 ⑧二氧化碳 ⑨醋酸铵 ⑩氢气
(2)常温下,部分酸的电离平衡常数如下:
HF
HCN
(草酸)
①相同的三种酸,则、、从大到小为 。
②下列各离子中,结合能力最强的是 。
A. B. C. D.
③中和等浓度、等体积的氢氟酸和醋酸需要的物质的量为、,则 。(填“大于”、“小于”或“等于”)
④常温下,用水稀释的溶液,下列各量随水量的增加而增大的是 (填序号)。
A. B. C. D.
⑤向溶液中通入少量的,发生的离子方程式为 。
(3)联氨性质与相似,与水反应可生成一种二元弱碱。它在水溶液中电离的第一步电离方程式为:;写出它的第二步电离方程式 :它与硫酸反应形成的酸式盐的化学式为 。
5.(25-26高二上·甘肃兰州·阶段练习)研究弱电解质的电离,有重要的实际意义。
(1)醋酸的电离方程式为 。
(2)将溶液中加水稀释,的比值将 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)下列事实不能说明是弱电解质的是 (填字母)。
A.相同温度下,浓度均为的盐酸和醋酸的导电性对比:盐酸>醋酸
B.25℃时,溶液的约为
C.的溶液恰好与溶液完全反应
(4)将溶于水制成溶液,经测定溶液中为,此温度下醋酸的电离常数 ,温度升高,将 (填“增大”、“不变”或“减小”)
(5)某些弱酸在25℃时的电离常数如表所示:
化学式
HSCN
HCN
HClO
电离常数
,
下列反应可以发生的是___________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
6.(25-26高二上·山东淄博·阶段练习)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), CH3COOH电离程度最大的是 。
②若使B点对应的溶液中,c(CH3COO-)增大、c(H+)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
③用蒸馏水稀释的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是 (填序号)。
a. b. c.
(2)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:
的电离平衡常数表达式为 ,溶液中c(H+)= (的电离平衡常数)。
(3)有如下三个反应:
;;。。
①则该温度下HF、HCN和三种弱酸的电离常数由大到小的顺序是 。
②已知:乙二酸(,可简写为),俗称草酸;25℃ ,,25℃,请写出少量草酸()与NaF溶液反应的化学方程式: 。
7.(25-26高二上·湖南长沙·阶段练习)娜同学从实验室取出了几种溶液和实验用品:①的的盐酸,②的醋酸溶液,③的溶液,④的溶液,⑤的NaOH溶液以及pH试纸、试管、玻璃棒。娜同学对电解质的电离充满了好奇,请她帮解惑:
(1)下列电离方程式书写正确的是 (填字母)。
A.水溶液中电离:
B.的电离:
C.碳酸氢钠在水溶液中的电离:
(2)娜同学选用上述②、⑤试剂进行中和热测定实验,你预计测定结果会 (填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
(3)请你帮娜同学设计实验证明醋酸是弱电解质: 。
(4)的溶液,分别改变以下条件,能使减小的是 (用序号表示)。
①加水稀释 ②升高温度 ③加NaOH固体 ④加冰醋酸
(5)的溶液中为,则的电离常数约为 。
(6)经查阅资料得知:
弱酸
①HF
②
电离平衡常数(25℃)
表格中的三种酸的酸性由强到弱的顺序为 (用序号表示)。少量溶液和足量溶液反应的离子方程式为 。
8.(25-26高二上·浙江嘉兴·阶段练习)已知在25℃时,醋酸、次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为:
醋酸
次氯酸
碳酸
亚硫酸
(1)写出亚硫酸的第一步电离平衡常数表达式 。
(2)相同条件下,CH3COOH、、、的酸性由强到弱的顺序为 。
(3)在相同条件下,、、和结合的能力由弱到强的顺序是 。
(4)若保持温度不变,在醋酸溶液中通入少量气体,下列量会变小的是
A. B. C.醋酸的电离平衡常数
(5)下列离子方程式中错误的是 。
A.少量通入次氯酸钠溶液中:
B.少量通入次氯酸钙溶液中:
C.过量通入氢氧化钠溶液中:
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