内容正文:
第2课时 电离平衡常数
第三章 第一节 电离平衡
1.了解电离平衡常数的含义。
2.能从电离、离子反应等角度分析溶液的性质。
学习目标
任务一 电离平衡常数 电离度(α)
1
任务二 电离常数的应用与计算
2
随堂演练
4
内容索引
课时测评
5
任务三 强酸与弱酸的比较
3
任务一 电离平衡常数 电离度(α)
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新知构建
一、电离平衡常数
1.概念
在一定条件下,当__________的电离达到平衡时,溶液中弱电解质______所生成的各种__________的乘积,与溶液中________分子的浓度之比是一个______,这个常数叫做______________,简称电离常数,用____(弱酸用_____,弱碱用_____)表示。
弱电解质
电离
离子浓度
未电离
常数
电离平衡常数
K
Ka
Kb
2.表达式
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数
一元弱酸HA 一元弱碱BOH
电离方程式 HA ⥫⥬H++A- BOH ⥫⥬B++OH-
电离常数表达式 Ka= Kb=
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数
多元弱酸的电离是______进行的,每步各有______________,通常用Ka1、Ka2等来分别表示。
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______决定。由于多元弱碱为______,所以一般不用_______
_______,而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
分步
电离平衡常数
电离
难溶碱
电离平
衡常数
3.意义
表示__________的电离能力。一定温度下,K值______,弱电解质的电离程度______,酸(或碱)性越弱。
4.电离常数的影响因素
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____________所决定
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______
弱电解质
越小
越弱
物质的本性
温度
吸热
增大
二、电离度
1.弱电解质的电离度用α表示
α=×100%
或α=×100%
或α=×100%
2.影响电离度的因素
(1)温度:升高温度,电离平衡向正反应方向移动,电离度增大。
(2)浓度:加水稀释,电离平衡向正反应方向移动,电离度增大。即浓度越大,电离度越小,浓度越小,电离度越大。
3.意义
(1)电离度实质上是一种平衡转化率。表示弱电解质在水中的电离程度。
(2)温度相同,浓度也相同时,不同弱电解质的电离度是不同的。
应用评价
1.判断正误
(1)改变条件,电离平衡正向移动,电离平衡常数一定增大。
提示:错误,电离平衡常数只与温度有关,温度不变电离平衡常数不变。
(2)同一弱电解质,浓度大的电离平衡常数大。
提示:错误,同一弱电解质的电离平衡常数只与温度有关,与浓度无关。
(3)H2CO3的电离常数表达式为Ka=。
提示:错误,H2CO3是多元弱酸,电离平衡常数要分步写。
2.已知:
(1)在相同浓度的H2SO3和H2CO3的溶液中,用“>”“<”或“=”
填空。
c(H+):H2SO3_____H2CO3; c(S)____c(C);
c(H2SO3)____c(H2CO3);
溶液导电能力:H2SO3___H2CO3。
酸 Ka1 Ka2
H2SO3 1.54×10-2 1.02×10-7
H2CO3 4.3×10-7 5.6×10-11
>
>
<
>
(2)HS的电离平衡常数表达式为________________。
(3)H2SO3溶液与NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为________________
____________________________。
酸 Ka1 Ka2
H2SO3 1.54×10-2 1.02×10-7
H2CO3 4.3×10-7 5.6×10-11
Ka2=
H2O+CO2↑+HS
H2SO3+HC
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任务二 电离常数的应用与计算
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新知构建
1.电离常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件下,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
如常温下,CH3COOH的Ka=1.75×10-5,H2CO3的Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×
10-11。则酸性:CH3COOH>H2CO3>HC。
(2)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。
(3)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。
如利用上述电离常数的数值可知,向Na2CO3溶液中加入足量CH3COOH的离子方程式为C+2CH3COOH2CH3COO-+H2O+CO2↑。
2.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ c mol·L-1的CH3COOH
CH3COOH ⥫⥬CH3COO-+H+
起始浓度/(mol·L-1) c 0 0
变化浓度/(mol·L-1) x x x
平衡浓度/(mol·L-1) c-x x x
则Ka==≈
(1)写出弱电解质H2X、ROH的电离平衡常数表达式。
提示:Ka1(H2X)=、Ka2(H2X)=;Kb(ROH)=。
(2)增大c(H2X)、升高温度对弱酸H2X的电离平衡有什么影响?电离平衡常数Ka1(H2X)如何变化?
提示:增大c(H2X),H2X的电离平衡正向移动,Ka1(H2X)不变;升高温度,H2X的电离平衡正向移动,Ka1(H2X)增大。
交流研讨
(3)25 ℃时,0.1 mol/L 弱酸H2X溶液中,达到电离平衡时,c(H+)≈1.1×10-4 mol/L,试计算H2X的电离常数Ka1(H2X)。
提示:在溶液中,H2X分步电离,第一步电离方程式及有关粒子的浓度如下:
H2X ⥫⥬ H+ + HX-
起始浓度/(mol/L) 0.1 0 0
变化浓度/(mol/L) 1.1×10-4 1.1×10-4 1.1×10-4
平衡浓度/(mol/L) 0.1-1.1×10-4 1.1×10-4 1.1×10-4
c(H2X)=( 0.1-1.1×10-4) mol/L≈0.1 mol/L,则H2X的电离常数:Ka1(H2X)===1.21×10-7。
应用评价
1.已知25 ℃时,CH3COOH、HCN、H2CO3的电离平衡常数如下:
下列说法正确的是
A.稀释CH3COOH溶液的过程中,n(CH3COO-)逐渐减小
B.酸性HCN>H2CO3>HC
C.少量CO2通入NaCN溶液,发生反应
CO2+CN-+H2OHCN+HC
D.向Na2CO3溶液中缓慢滴加少量CH3COOH溶液,一定会产生CO2
化学式 CH3COOH HCN H2CO3
Ka 1.75×10-5 4.9×10-10 K1=4.4×10-7
K2=5.6×10-11
√
加水稀释CH3COOH溶液,促进CH3COOH电离,则n(CH3COO-)逐渐增大,故A错误;相同温度下,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:H2CO3>HCN>HC,故B错误;根据电离平衡常数知,酸性:H2CO3>HCN>HC,根据强酸制取弱酸原理知,少量CO2通入NaCN溶液,发生反应CO2+CN-+H2OHCN+HC,故C正确;向Na2CO3溶液中缓慢滴加CH3COOH溶液,先生成NaHCO3和CH3COONa,然后NaHCO3再和过量的CH3COOH反应生成CO2,所以向Na2CO3溶液中缓慢滴加少量CH3COOH溶液,没有CO2生成,故D错误。
化学式 CH3COOH HCN H2CO3
Ka 1.75×10-5 4.9×10-10 K1=4.4×10-7
K2=5.6×10-11
2.弱酸、弱碱的电离程度可以分别用它们的电离常数(Ka、Kb)或电离度(α)表示,请根据下列情景计算。
(1)乙酰水杨酸是一种一元弱酸(可用HA表示),在一定温度下,0.1 mol·L-1的乙酰水杨酸的水溶液中,乙酰水杨酸的电离常数Ka为3.4×10-4,则该酸的电离度为______(保留2位有效数字)。
5.8%
设初始浓度为0.1 mol·L-1的HA的电离度为α,则电离平衡时c(H+)、c(A-)的浓度为0.1α mol·L-1,c(HA)为(0.1-0.1α) mol·L-1,则Ka===3.4×10-4,计算得出:α≈0.058=5.8%。
(2)已知在25 ℃时,1 mol·L-1氨水中NH3·H2O的电离度为0.42%,则NH3·H2O的电离常数Kb为______________(保留3位有效数字)。
1.77×10-5
已知在25 ℃时,1 mol·L-1氨水中NH3·H2O的电离度为0.42%,则c(N)=c(OH-)=0.004 2 mol·L-1,则Kb==≈1.77×10-5。
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任务三 强酸与弱酸的比较
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新知构建
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol/L盐酸、2 mL 2 mol/L醋酸,测得锥形瓶内气体的压强p随时间的变化如图所示:
(1)由上图可知,反应初期哪种酸与镁条反应的
速率大?其原因是什么?
提示:盐酸的反应速率大;原因是盐酸是强酸,完全电离,
醋酸是弱酸,部分电离;同浓度的盐酸和醋酸中,盐酸的
c(H+)大,因而反应速率大。
(2)上述反应过程中,盐酸的反应速率减小明显,而醋酸的反应速率减小不明显,其原因是什么?
提示: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H+及时电离补充,溶液中c(H+)降低的慢,故一段时间速率变化不明显。
(3)由上图可知,二者最终产生氢气的量基本相等,容器中气体的压强最终几乎相等的原因是什么?
提示:由计算可知镁条过量,因盐酸和醋酸的物质的量相等,二者与过量镁条反应生成H2的物质的量相等,故最终容器中气体压强几乎相等。
交流研讨
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
规律总结
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
规律总结
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
应用评价
1.室温下,下列有关两种溶液的说法不正确的是
A.①和②两溶液中c(OH-)相等
B.①溶液的物质的量浓度为0.001 mol·L-1
C.①和②两溶液分别加水稀释10倍,稀释后溶液的pH:①>②
D.等体积的①和②两溶液分别与相同浓度的盐酸恰好完全中和,消耗盐酸的体积:①>②
序号 ① ②
pH 11 11
溶液 氨水 氢氧化钠溶液
√
pH相等的氨水和氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度相等,故A正确;一水合氨为弱电解质,室温下pH=11时,物质的量浓度大于0.001 mol/L,故B错误;pH相等的氨水和氢氧化钠溶液加水稀释时,促进一水合氨的电离,则稀释后溶液的pH:①>②,故C正确;pH相等的氨水和氢氧化钠溶液中,一水合氨的物质的量比氢氧化钠多,与相同浓度的盐酸中和时消耗的盐酸体积:①>②,故D正确。
2.在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒(锌足量),然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白:
(1)a、b两支试管中生成气体的速率v(a)______(填“大于”“小于”或“等于”,下同) v(b),反应完毕后生成气体的总体积V(a)______V(b),原因是__________________________________________________________
____________________________。
大于
等于
反应开始时,盐酸中H+的浓度较大,但二者最终能电离出的H+的总物质的量相等
物质的量浓度相同时,盐酸是强酸,醋酸是弱酸,盐酸电离出的c(H+)远大于醋酸电离出的c(H+),醋酸产生H2的速率比盐酸小。反应完毕后,因为n(HCl)=n(CH3COOH),故最终产生H2的量相等。
(2)若a、b两支试管中分别加入c(H+)相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸,则a、b两支试管中开始生成气体的速率v(a)______(填“大于”“小于”或“等于”,下同)v(b),反应完毕后生成气体的总体积V(a)______V(b),原因是__________________________________________________________
______________________________。
等于
小于
开始时c(H+)相同,所以速率相等,醋酸是弱电解质,最终电离出的H+的总物质的量大
c(H+)相同时,反应开始时产生H2的速率相等。反应完毕后,因c(H+)相同,醋酸浓度大,则n(HCl)<n(CH3COOH),故最终醋酸产生的
H2多。
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随堂演练
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√
1.已知常温下碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如表:下列说法正确的是
A.Na2CO3溶液中通入少量SO2:2C+SO2+H2O2HC+S
B.相同条件下,同浓度的H2SO3溶液和H2CO3溶液的酸性,后者更强
C.NaClO溶液中通入少量CO2:2ClO-+CO2+H2O2HClO+C
D.向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度
H2CO3 H2SO3 HClO
Ka1=4.30×10-7
Ka2=5.61×10-11 Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7 Ka=2.95×10-8
电离平衡常数可以表示酸性强弱,从电离平衡常数可以判断出,酸性:H2SO3>H2CO3>HS>HClO>HC。Na2CO3溶液中通入少量SO2,生成HC和S,故A正确;酸性:H2SO3>H2CO3,所以相同条件下,同浓度的H2SO3溶液和H2CO3溶液的酸性,前者更强,故B错误;NaClO溶液中通入少量CO2,由于酸性:HClO>HC,所以生成HClO和HC:ClO-+CO2+H2OHClO+HC,故C错误;向氯水中加入NaHSO3溶液,NaHSO3能和氯水中HClO发生氧化还原反应而降低HClO的浓度,故D错误。
H2CO3 H2SO3 HClO
Ka1=4.30×10-7
Ka2=5.61×10-11 Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7 Ka=2.95×10-8
√
2.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.2%发生电离,下列叙述错误的是
A.升高温度,溶液的酸性增强
B.该溶液的c(H+)是2×10-4 mol·L-1
C.此一元酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.向一元酸HA的溶液中,加水稀释,HA的电离平衡向正反应方向移动,但c(H+)减小
升高温度促进HA电离,溶液中氢离子浓度增大,酸性增强,故A正确;0.1 mol/L某一元酸HA在水中有0.2%发生电离,则HA是弱酸,溶液中c(H+)=0.1 mol/L×0.2%=2×10-4 mol/L,故B正确;室温时,电离平衡常数Ka===4×10-7,故C错误;越稀越电离,加水稀释,HA的电离平衡向正反应方向移动,n(H+)增大,由于溶液体积增大程度影响更大,c(H+)减小,故D正确。
3.25 ℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:
CH3COOH:Ka=1.75×10-5
H2CO3:Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
HClO:Ka=4.0×10-8
(1)CH3COOH、H2CO3、HC、HClO的酸性由强到弱的顺序:___________________________________。
CH3COOH>H2CO3>HClO>HC
根据电离平衡常数分析,酸性由强到弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO>HC。
越弱的酸对应的酸根离子结合H+的能力越强。
(2)CH3COO-、HC、C、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序:_________________________________。
C>ClO->HC>CH3COO-
(3)写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式:______________________________________。
NaClO+CO2+H2OHClO+NaHCO3
根据题给电离平衡常数可知,酸性:H2CO3>HClO>HC,根据强酸制弱酸原理,向NaClO溶液中通入少量CO2反应的化学方程式为NaClO+CO2+H2OHClO+NaHCO3,且CH3COONa和CO2不
反应。
电离常数越大酸性越强,依据表格中三种酸的电离常数,判断三种酸酸性强弱的顺序为HCOOH>H2CO3>HCN。
4.欧盟委员会发布条例,修订芥酸和氢氰酸在部分食品中的最大含量。氢氰酸及部分弱酸的电离常数如下表:
(1)依据表格中三种酸的电离常数,判断三种酸酸性强弱的顺序为__________________________。
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离常数(25 ℃) Ka=1.8×10-4 Ka=6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
HCOOH>H2CO3>HCN
由于Ka1(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),向NaCN溶液中通入CO2气体可制得HCN,但只能生成NaHCO3,不能生成Na2CO3。因为C和HCN不共存,会生成HC和CN-。
(2)向NaCN溶液中通入CO2气体能否制得HCN?____(填“能”或“不能”)。若能,写出反应的化学方程式:_____________________________
_____________。
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离常数(25 ℃) Ka=1.8×10-4 Ka=6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
能
NaCN+H2O+CO2HCN+
NaHCO3
电离常数越大,逆反应的常数越小,即结合H+的能力越小。
(3)同浓度的HCOO-、HC、C、CN-结合H+的能力由强到弱的顺序是_____________________________。
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离常数(25 ℃) Ka=1.8×10-4 Ka=6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
C>CN->HC>HCOO-
升高温度促进电离,HCN的电离程度增大。
(4)①升高0.1 mol·L-1 HCN溶液的温度,HCN的电离程度如何变化?________________________________。
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离常数(25 ℃) Ka=1.8×10-4 Ka=6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
升高温度,HCN的电离程度增大
加水稀释,c(CN-)减小,由于电离常数不变,则=增大。
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②加水稀释,如何变化?_____________________。
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离常数(25 ℃) Ka=1.8×10-4 Ka=6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
加水稀释,增大
课时测评
返回
√
题点一 电离常数的概念、应用及计算
1.25 ℃下,关于0.1 mol/L醋酸溶液(Ka=1.75×10-5),下列说法正确的是
A.升高温度,醋酸的电离程度增大,c(H+)增大
B.向该溶液中通入HCl气体,平衡逆向移动,c(H+)减小
C.加水稀释后,溶液中降低
D.该温度下,该溶液中醋酸的电离程度大于0.01 mol/L醋酸溶液中醋酸的电离程度
1
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12
升高温度,促进醋酸电离,醋酸的电离程度增大,c(H+)增大,故A正确;向该溶液中通入HCl气体,c(H+)增大,抑制醋酸电离,平衡逆向移动,故B错误;温度不变,电离平衡常数不变,加水稀释促进醋酸电离,但醋酸电离增大程度小于溶液体积增大程度,导致c(H+)减小,Ka=不变,故增大,故C错误;醋酸的浓度越小,其电离程度越大,所以该温度下,该溶液中醋酸的电离程度小于0.01 mol/L醋酸溶液中醋酸的电离程度,故D错误;答案选A。
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12
√
2.相同温度下,三种酸的电离平衡常数如表所示,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-不能发生
C.等体积、等浓度的三种酸,分别与相同浓度的NaOH溶液反应,消耗NaOH溶液的体积:HZ>HY>HX
D.相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数等于0.1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数
酸 HX HY HZ
电离平衡常数Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2
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电离平衡常数越大,酸性越强,三种酸的酸性强弱关系:HX<HY<HZ,A错误;根据强酸制弱酸原理,反应HZ+Y-HY+Z-能够发生,B错误;等体积、等浓度的三种酸,物质的量也相等,分别与相同浓度的NaOH溶液反应,消耗NaOH溶液的体积相等,C错误;电离平衡常数只与温度有关,与酸的浓度无关,相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数等于0.1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数,D正确;故选D。
酸 HX HY HZ
电离平衡常数Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2
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√
已知常温下,2 mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)为2×10-4 mol/L,则平衡时c(A-)=2×
10-4 mol/L,c(HA)≈2 mol/L,则电离常数Ka===2×10-8,A正确;根据强酸制弱酸,NaA可以和盐酸发生反应:HCl+NaANaCl+HA,B正确;该条件下,体系中HA的电离度是×100%=0.01%,C错误;HA溶液中存在电离平衡,HA ⥫⥬H++A-,加入少量2 mol/L的NaA溶液,A-浓度增大,平衡逆向移动,HA的电离程度减小,D正确。
3.已知常温下,2 mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)为2×10-4 mol/L,下列说法错误的是
A.常温下,HA的电离常数约为2×10-8
B.NaA可以和盐酸发生反应:HCl+NaANaCl+HA
C.该条件下,体系中HA的电离度是1%
D.向2 mol/L的HA溶液中加入少量2 mol/L的NaA溶液,HA的电离程度减小
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√
4.已知25 ℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:HCOOH:Ka=1.77×
10-4,HCN:Ka=4.9×10-10,H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×
10-11,则以下反应不能自发进行的是
A.HCOOH+NaCNHCOONa+HCN
B.NaHCO3+NaCNNa2CO3+HCN
C.NaCN+H2O+CO2HCN+NaHCO3
D.2HCOOH+C2HCOO-+H2O+CO2↑
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本题考查离子方程式正误的判断,由强酸制备弱酸。由电离平衡常数可知,酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>HC。HCOOH酸性强于HCN,所以该反应能发生,故A不符合;HC酸性弱于HCN,所以该反应不能发生,故B符合;酸性 H2CO3>HCN>HC,NaCN和二氧化碳和水反应生成HCN和NaHCO3,故C不符合;HCOOH酸性强于H2CO3,所以该反应能发生,故D不符合。
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12
√
题点二 电离度的应用及计算
5.根据下表数据,比较在相同温度下,下列三种酸的相对强弱,正确的是
A.HX>HY>HZ B.HZ>HX>HY
C.HY>HZ>HX D.HZ>HY>HX
酸 HX HY HZ
浓度/(mol/L) 0.1 0.5 0.9 1 1
电离度/% 0.3 0.15 0.1 0.3 10
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根据表格信息,当浓度为0.9 mol/L时,HX的电离度为0.1%,若HX的浓度增大为1 mol/L,根据变化规律,其电离度<0.1%;当浓度都是1 mol/L时,HY的电离度为0.3%,HZ的电离度为10%,HX的电离度<0.1%,根据浓度相同时,酸性越弱,电离度越小,则酸性:HZ>HY>HX。
酸 HX HY HZ
浓度/(mol/L) 0.1 0.5 0.9 1 1
电离度/% 0.3 0.15 0.1 0.3 10
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6.图中曲线,可以描述醋酸(曲线Ⅰ,Ka=1.8×10-5)和次磷酸(曲线Ⅱ,Ka=9×10-2)在水中的电离度与浓度关系的是
酸的浓度越大电离度越小,相同浓度时酸性越强电离度越大,故B项符合题意。
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√
7.室温下,对于1 L 0.1 mol/L醋酸溶液,下列判断正确的是
A.该溶液中CH3COO-的粒子数为6.02×1022
B.加入少量CH3COONa固体后,溶液的pH降低
C.滴加NaOH溶液过程中,n(CH3COO-)与n(CH3COOH)之和始终为
0.1 mol
D.与Na2CO3溶液反应的离子方程式为 C+2H+H2O+CO2↑
1 L 0.1 mol/L醋酸溶液中醋酸的物质的量为0.1 mol,醋酸属于弱酸,是弱电解质,在溶液中部分电离,存在电离平衡,则CH3COO-的粒子数小于6.02×1022,A错误;
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加入少量CH3COONa固体后,溶液中CH3COO-的浓度增大,根据同离子效应,会抑制醋酸的电离,溶液中的氢离子浓度减小,酸性减弱,则溶液的pH升高,B错误;1 L 0.1 mol/L醋酸溶液中醋酸的物质的量为0.1 mol,滴加NaOH溶液过程中,溶液中始终存在元素守恒,n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,C正确;醋酸的酸性强于碳酸,则根据强酸制取弱酸,醋酸与Na2CO3溶液反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,醋酸是弱电解质,离子反应中不能拆写,则离子方程式为C+2CH3COOHH2O+CO2↑+2CH3COO-,D错误。
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√
8.体积相同的盐酸和醋酸两种溶液,n(Cl-)=n(CH3COO-)=0.01 mol,下列叙述错误的是
A.与NaOH完全中和时,醋酸所消耗的NaOH多
B.分别与足量CaCO3反应时,放出的CO2一样多
C.两种溶液的pH相等
D.分别用水稀释相同倍数时,n(Cl-)<n(CH3COO-)
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体积相同的盐酸和醋酸两种溶液,n(Cl-)=n(CH3COO-)=0.01 mol,根据二者的电离方程式可知,二者电离出的c(H+)相同,故pH相等,C项正确;由于CH3COOH不能完全电离,因此n(CH3COOH)>n(HCl),故与NaOH完全中和时,醋酸消耗的NaOH多,分别与足量CaCO3反应时,醋酸放出的CO2多,A项正确、B项错误;分别用水稀释相同倍数时,醋酸的电离程度增大,n(CH3COO-)增大,而n(Cl-)不变,D项
正确。
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√
9.(双选)常温下,将一定浓度的NaOH溶液和氨
水加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化
的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.两溶液稀释前的浓度相同
B.曲线Ⅰ是氢氧化钠溶液,曲线Ⅱ是氨水
C.a、b、c三点溶液的pH由大到小的顺序为c>a>b
D.a点溶液中离子浓度大于b点
√
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稀释之前,两种溶液导电能力相等,说明离子浓度
相等,由于一水合氨为弱电解质,不能完全电离,则
氨水浓度大于NaOH浓度,故A错误;开始时两种溶
液中离子浓度相同,加水稀释促进一水合氨的电离,
所以氨水中离子浓度大于NaOH溶液,则稀释后导电能力强的为氨水,所以曲线Ⅱ表示的是NaOH溶液的导电性与溶液体积的变化关系,故B错误;导电能力越大,说明离子浓度越大,碱性越强,pH越大,则a、b、c三点溶液的pH大小顺序为c>a>b,故C正确;a点导电能力大于b点,则a点离子浓度大于b点离子浓度,故D正确。
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√
10.高氯酸、硫酸、盐酸和硝酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度时这四种酸在冰醋酸中电离(酸在溶剂中电离实质是酸中的H+转移给溶剂分子,如HCl+H2OH3O++Cl- )的电离平衡常数:
根据表格信息判断下列说法正确的是
A.冰醋酸中H2SO4的电离方程式:H2SO42H++S
B.这四种酸在冰醋酸中都能完全电离
C.在冰醋酸中盐酸是这四种酸中最强的酸
D.冰醋酸较水更能区分这四种酸的强弱
酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3
电离平衡常数 Ka=1.6×10-5 Ka1=6.3×10-9 Ka=1.6×10-9 Ka=4.2×10-10
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H2SO4在冰醋酸中存在电离平衡,且分步电离,主要是第一步电离,电离方程式为H2SO4 ⥫⥬H++HS,A错误;根据表格数据可知:四种酸在冰醋酸中都是弱酸,存在电离平衡,而不能完全电离,B错误;酸的电离平衡常数越大,该酸的酸性就越强。根据四种酸的电离平衡常数可知,HClO4的电离平衡常数最大,故四种酸中酸性最强的是HClO4,C错误;四种酸在水中都是完全电离,都是强酸,而在冰醋酸中存在电离平衡,它们的电离程度不同,因而能够比较它们的相对强弱,故冰醋酸较水更能区分这四种酸的强弱,D正确;故合理选项是D。
酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3
电离平衡常数 Ka=1.6×10-5 Ka1=6.3×10-9 Ka=1.6×10-9 Ka=4.2×10-10
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11.(15分)现有下列物质:①BaSO4;②酒精;③Na2CO3溶液;④H2S;
⑤镁条;⑥盐酸;⑦NaOH溶液;⑧醋酸溶液。完成下列问题:
(1)其中能导电的物质有_____________(填序号)。
③⑤⑥⑦⑧
含有自由移动电子或离子的物质可以导电,③⑥⑦⑧属于电解质水溶液,有自由移动的离子,⑤是金属有自由移动的电子,故能够导电。
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(2)向盛有2 mL 1 mol·L-1⑧试管中滴加1 mol·L-1③过程中的现象为_________,Ka(CH3COOH)____Ka1(H2CO3)(填“>”“<”或“=”)。
产生气泡
>
醋酸酸性强于碳酸,向醋酸溶液中滴加碳酸钠溶液,发生反应先生成二氧化碳气体,所以产生气泡,醋酸的酸性强于碳酸,Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)。
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(3)在某温度时,若⑧中CH3COOH的浓度为0.175 mol·L-1,达到电离平衡时,已电离的CH3COOH为1.75×10-3 mol·L-1,则该温度下的电离常数约为___________;向该溶液中加入CH3COONa固体(假设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中的值将______(填“增大”“减小”或“无法确定”)。
1.75×10-5
减小
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在某温度时,若⑧中CH3COOH的浓度为0.175 mol·L-1,达到电离平衡时,已电离的CH3COOH为1.75×10-3 mol·L-1,c(CH3COOH)≈0.175 mol·L-1,则该温度下的电离常数约为=1.75×
10-5,向醋酸溶液中加入醋酸钠固体,增大了醋酸根离子浓度,使得醋酸电离平衡逆向移动,故比值减小。
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(4)分别向盛有2 mL 1 mol·L-1⑥和2 mL 1 mol·L-1⑧的锥形瓶中加入0.05 g⑤,迅速塞紧橡胶塞,利用压强传感器测得锥形瓶内气体压强随时间的变化关系如图所示,由图分析反应过程中速率不同,但最终压强基本相等的原因:________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________。
醋酸和盐酸的物质的量浓度相同,醋酸是弱电解质,氢离子浓度小,故相对于盐酸反应速率慢些,但盐酸和醋酸中溶质物质的量相同,且完全反应,产生氢气的量相同,故最后压强几乎一样
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醋酸和盐酸的物质的量浓度相同,醋酸是弱电解质,氢离子浓度小,故相对于盐酸反应速率慢些,但盐酸和醋酸中溶质物质的量相同,且完全反应,产生氢气的量相同,故最后压强几乎一样。
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12.(15分)根据所学知识,完成下列问题。
(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,向10 mL H3PO2溶液中加入30 mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有H2P和OH-两种阴离子。
①H3PO2中磷元素的化合价为_____。
+1
H3PO2中氢元素、氧元素分别为+1、-2价,根据化学式中正负化合价代数和为零知,磷元素的化合价为+1价;
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②写出次磷酸的电离方程式:______________________。
H3PO2⥫⥬H++H2P
向10 mL H3PO2溶液中加入30 mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有H2P和OH-两种阴离子,说明次磷酸是一元弱酸,对应的电离方程式为H3PO2 ⥫⥬H++H2P;
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③H3PO2溶液加水稀释过程中,的数值_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
变小
H3PO2溶液加水稀释过程中,越稀越电离,则n(H+)变大,n(H3PO2)变小,=的数值变小。
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(2)已知的电离平衡常数如下表
①HC、HS和HClO的酸性由强到弱的顺序是____________________
_______。
物质 H2CO3 H2SO3 HClO
电离平衡常数 Ka1 4.40×10-7 1.54×10-2 2.95×10-8
Ka2 5.61×10-11 1.02×10-7 —
HS>HClO>
HC
Ka越大,对应酸的酸性越强,由图表知,酸性:HS>HClO>HC;
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②若碳酸、亚硫酸、次氯酸溶液c(H+)相同,则酸的物质的量浓度由大到小的顺序是_________________________(写化学式)。
物质 H2CO3 H2SO3 HClO
电离平衡常数 Ka1 4.40×10-7 1.54×10-2 2.95×10-8
Ka2 5.61×10-11 1.02×10-7 —
HClO>H2CO3>H2SO3
若碳酸、亚硫酸、次氯酸溶液c(H+)相同,则酸性越弱,对应酸的浓度越大,则浓度:HClO>H2CO3>H2SO3;
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③写出H2SO3与过量NaClO反应的离子方程式:______________________
_______________。
物质 H2CO3 H2SO3 HClO
电离平衡常数 Ka1 4.40×10-7 1.54×10-2 2.95×10-8
Ka2 5.61×10-11 1.02×10-7 —
H2SO3+3ClO-S
+Cl-+2HClO
H2SO3与过量NaClO发生氧化还原反应,硫元素化合价由+4升至+6,氯元素化合价由+1降至-1,反应的离子方程式为H2SO3+3ClO-S+Cl-+2HClO。
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第2课时 电离平衡常数
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