3-2 弱电解质的解离平衡 同步作业 《化学（医药卫生类）》同步教学 高教版

主题三 溶液与水溶液中的离子反应 第二节 弱电解质的解离平衡 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于弱电解质的说法，错误的是（ ） A. 弱电解质在水溶液中只能部分解离 B. 弱电解质的解离过程是可逆的 C. 弱电解质溶液中存在未解离的分子和离子 D. 盐酸、醋酸均属于弱电解质 2. 下列物质中，属于弱电解质的是（ ） A. NaCl B. NaOH C. CH₃COOH（醋酸） D. H₂SO₄ 3. 弱电解质的解离平衡建立的标志是（ ） A. 解离速率等于结合速率 B. 溶液中离子浓度为零 C. 溶液中分子浓度为零 D. 解离停止进行 4. 对于醋酸的解离平衡：CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺，下列措施能使平衡向解离方向移动的是（ ） A. 加入少量CH₃COONa固体 B. 加入少量NaOH固体 C. 加入少量盐酸 D. 降低温度 5. 下列关于同离子效应的说法，正确的是（ ） A. 同离子效应是指加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质解离度增大的现象 B. 同离子效应会使弱电解质的解离平衡向解离方向移动 C. 同离子效应的本质是浓度对解离平衡的影响 D. 实验室配制FeCl₃溶液时，加入盐酸是为了促进Fe³⁺的水解 6. 医药中常用的氨水（NH₃·H₂O）是弱电解质，其解离平衡表达式为（ ） A. NH₃·H₂O = NH₄⁺ + OH⁻ B. NH₃·H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻ C. NH₃ + H₂O = NH₄⁺ + OH⁻ D. NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻ 7. 下列关于解离常数（Kₐ或Kᵦ）的说法，错误的是（ ） A. 解离常数是衡量弱电解质解离程度的物理量 B. 解离常数越大，弱电解质的解离程度越大 C. 解离常数与温度无关 D. 解离常数与弱电解质的浓度无关 8. 人体血液中存在的H₂CO₃/NaHCO₃缓冲对，其缓冲原理基于（ ） A. 强电解质的完全解离 B. 弱电解质的解离平衡移动 C. 同离子效应的抑制作用 D. 盐类的水解反应 9. 下列关于缓冲溶液的说法，错误的是（ ） A. 缓冲溶液能抵抗少量强酸、强碱或稀释对pH的影响 B. 缓冲溶液通常由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸组成 C. 血液中的缓冲对只能维持酸性环境的pH稳定 D. 医药中常用缓冲溶液配制药物，避免药物因pH变化而失效 10. 对于弱电解质的解离平衡，下列说法正确的是（ ） A. 解离平衡是静态平衡 B. 浓度越大，弱电解质的解离度越大 C. 温度升高，弱电解质的解离度通常增大 D. 加入无关电解质，会使弱电解质的解离度减小 11. 药物阿司匹林（乙酰水杨酸）是弱酸类弱电解质，在体内的吸收效果与解离度有关。下列环境中，阿司匹林解离度最小、吸收效果最好的是（ ） A. 胃（pH≈1.5） B. 小肠（pH≈7.8） C. 血液（pH≈7.4） D. 胆汁（pH≈8.0） （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 电解质是指在______或______状态下能导电的化合物，分为______和______两类；强电解质在水溶液中______解离，弱电解质在水溶液中______解离。 2. 弱电解质的解离平衡是指弱电解质的______速率等于______速率时的状态，其特征可概括为“逆、等、动、定、变”，与化学平衡一致。 3. 影响弱电解质解离平衡的外界因素主要有______、和（同离子效应）；温度升高，弱电解质的解离度______（填“增大”或“减小”），原因是解离过程通常为______反应（填“吸热”或“放热”）。 4. 同离子效应是指在弱电解质溶液中，加入与弱电解质具有______的强电解质，使弱电解质的______降低的现象，其本质是______对解离平衡的影响。 5. 缓冲溶液的缓冲能力取决于缓冲对的______和______；血液中的主要缓冲对有______、______等，它们共同维持血液pH在7.35~7.45的正常范围。 6. 弱酸类药物在______性环境中解离度小，以分子形式存在，易被人体吸收；在______性环境中解离度大，以离子形式存在，吸收效果较差。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强。（ ） 2. 弱电解质的解离平衡建立后，溶液中各粒子的浓度不再改变。（ ） 3. 加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，会使弱电解质的解离平衡向逆反应方向移动。（ ） 4. 解离常数越大，弱电解质的酸性或碱性越强。（ ） 5. 缓冲溶液只能抵抗少量强酸或强碱的影响，加入大量酸碱后，pH仍会发生显著变化。（ ） 6. 医药中配制弱电解质药物溶液时，可利用同离子效应降低药物的解离度，延长药效。（ ） 7. 弱电解质的解离度越大，其解离常数一定越大。（ ） 8. 血液中的H₂CO₃/NaHCO₃缓冲对，当加入少量酸时，平衡向H₂CO₃分解的方向移动，消耗H⁺。（ ） 9. 弱电解质的浓度越小，解离度越大，因此稀释弱电解质溶液，会使解离平衡向解离方向移动。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题与探究题（每题10分，共30分） 1. ① 简述强电解质与弱电解质的区别（从解离程度、溶液中粒子种类、导电能力影响因素三个方面说明）；② 用解离平衡移动原理解释：为什么实验室配制FeCl₃溶液时，常向溶液中加入少量盐酸？为什么胃酸过多的患者服用碳酸氢钠片后，症状会缓解？③ 对于醋酸的解离平衡：CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺（吸热反应），分析下列措施对解离平衡、解离度（α）和溶液中H⁺浓度的影响（填“增大”“减小”或“不变”）：a. 升高温度；b. 加入少量CH₃COONa固体；c. 加水稀释；d. 加入少量NaOH固体。 2. ① 设计实验验证同离子效应对弱电解质解离平衡的影响（以醋酸的解离平衡为例），写出实验原理、仪器、步骤、预期现象及结论；② 人体血液中存在缓冲对H₂CO₃/NaHCO₃，其解离平衡为：H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻、CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃。当人体摄入大量酸性食物（如柠檬）时，血液pH为何能保持稳定？请从解离平衡移动角度详细解释；③ 药物氨水是弱碱类弱电解质，其解离平衡为NH₃·H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻。若向氨水中加入少量NH₄Cl固体，氨水的解离度、溶液的pH和导电能力会发生怎样的变化？并说明原因。 3. ① 分析缓冲溶液在医药领域的应用（至少2例，如药物制剂的pH调节、输血用血液的pH维持）；② 已知醋酸的解离常数Kₐ=1.8×10⁻⁵，相同浓度（0.1mol/L）的醋酸和盐酸，哪个溶液的pH更小？为什么？若将两种溶液分别稀释10倍，pH变化更大的是哪种溶液？请解释原因；③ 某弱电解质HA的解离平衡为HA ⇌ H⁺ + A⁻，在25℃时，其解离度α=1.0%，计算该弱电解质的解离常数Kₐ；若向溶液中加入少量NaA固体，HA的解离度会如何变化？为什么？该变化对医药中此类药物的吸收有何影响？   参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. D 2. C 3. A 4. B 5. C 6. B 7. C 8. B 9. C 10. C 11. A （二）填空题 1. 水溶液；熔融；强电解质；弱电解质；完全；部分 2. 解离；离子结合成分子 3. 温度；浓度；同离子效应；增大；吸热 4. 相同离子；解离度；浓度 5. 浓度；比例；H₂CO₃/NaHCO₃；NaH₂PO₄/Na₂HPO₄ 6. 酸；碱 （三）判断题 1. × 2. √ 3. √ 4. √ 5. √ 6. √ 7. × 8. √ 9. √ 二、提升题 1. ① 强电解质与弱电解质的区别： 解离程度：强电解质完全解离（解离度α≈100%），弱电解质部分解离（α<100%）； 溶液中粒子种类：强电解质溶液中只有离子（及水分子），弱电解质溶液中存在未解离的分子、离子（及水分子）； 导电能力影响因素：强电解质溶液导电能力主要取决于离子浓度和离子电荷，弱电解质溶液导电能力除离子浓度外，还与解离度有关（浓度相同时，强电解质导电能力通常更强）。 ② 平衡移动原理解释： 配制FeCl₃溶液加盐酸：Fe³⁺在水中存在水解平衡Fe³⁺ + 3H₂O ⇌ Fe(OH)₃ + 3H⁺，加入盐酸（提供H⁺），根据同离子效应，平衡向逆反应方向移动，抑制Fe³⁺水解，避免生成Fe(OH)₃沉淀，得到澄清溶液。 碳酸氢钠缓解胃酸过多：胃酸主要成分为HCl，HCO₃⁻与H⁺反应：HCO₃⁻ + H⁺ = H₂CO₃ ⇌ CO₂↑ + H₂O，消耗H⁺，使胃酸中H⁺浓度降低，同时促进H₂CO₃解离平衡向分解方向移动，CO₂排出体外，缓解胃部不适。 ③ 措施对醋酸解离平衡的影响： a. 升高温度：平衡向正反应方向移动，α增大，H⁺浓度增大（解离吸热，升温促进解离）； b. 加入CH₃COONa固体：平衡向逆反应方向移动，α减小，H⁺浓度减小（同离子效应，CH₃COO⁻浓度增大）； c. 加水稀释：平衡向正反应方向移动，α增大，H⁺浓度减小（稀释促进解离，但体积增大的影响更显著）； d. 加入NaOH固体：平衡向正反应方向移动，α增大，H⁺浓度减小（OH⁻与H⁺反应，消耗H⁺，促进解离）。 2. ① 验证同离子效应的实验设计： 实验原理：CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺，加入CH₃COONa固体（提供CH₃COO⁻），同离子效应使平衡逆向移动，H⁺浓度减小，溶液pH增大，可通过pH试纸或指示剂颜色变化判断。 仪器：试管、胶头滴管、pH试纸、玻璃棒、0.1mol/L CH₃COOH溶液、0.1mol/L CH₃COONa溶液、酚酞溶液。 步骤：1. 取两支相同试管，分别加入5mL 0.1mol/L CH₃COOH溶液，滴加2滴酚酞溶液（溶液呈无色，因H⁺抑制酚酞变色）；2. 向其中一支试管（实验组）加入少量CH₃COONa固体，振荡至完全溶解；3. 用pH试纸分别测定两支试管溶液的pH，记录数值；4. 观察两支试管中溶液的颜色变化。 预期现象及结论：实验组溶液pH大于对照组，且实验组溶液出现浅红色（H⁺浓度减小，酚酞变色），说明加入相同离子的强电解质后，醋酸的解离平衡向逆反应方向移动，验证了同离子效应。 ② 血液缓冲对维持pH稳定的原理： 摄入酸性食物后，血液中H⁺浓度增大； 根据勒夏特列原理，H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻平衡向逆反应方向移动，H⁺与HCO₃⁻结合生成H₂CO₃； 同时CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃平衡向逆反应方向移动，H₂CO₃分解为CO₂和H₂O； CO₂通过肺部呼吸排出体外，从而消耗多余的H⁺，使血液pH保持稳定。 ③ 氨水中加入NH₄Cl固体的变化： 解离度：减小（NH₄Cl电离出NH₄⁺，同离子效应使NH₃·H₂O的解离平衡逆向移动）； pH：减小（OH⁻浓度降低，碱性减弱）； 导电能力：增大（溶液中离子总浓度增大，NH₄Cl为强电解质，电离出大量NH₄⁺和Cl⁻，抵消OH⁻浓度的减小）。 3. ① 缓冲溶液在医药领域的应用： 应用1：药物制剂的pH调节，如维生素C溶液易被氧化，需用NaH₂PO₄/Na₂HPO₄缓冲溶液维持pH在3~4，避免药物氧化失效；抗生素类药物（如青霉素）对pH敏感，需用缓冲溶液控制制剂pH，保证药效。 应用2：输血与输液用溶液的pH维持，输血用血液制品需在pH 7.35~7.45的缓冲环境中保存，避免红细胞因pH变化而破裂；静脉输液用溶液（如生理盐水、葡萄糖溶液）需加入适量缓冲对，避免输入人体后引起血液pH波动。 应用3：临床检验中的样品保存，如血液、尿液样品需加入缓冲溶液，维持pH稳定，保证检验结果的准确性。 ② 醋酸与盐酸的pH比较： pH更小的是盐酸（0.1mol/L盐酸完全解离，c(H⁺)=0.1mol/L，pH=1；醋酸部分解离，c(H⁺)<<0.1mol/L，pH>1）； 稀释10倍后pH变化更大的是盐酸（盐酸稀释后c(H⁺)=0.01mol/L，pH=2，变化1个单位；醋酸稀释促进解离，c(H⁺)大于0.01mol/L，pH<2，变化小于1个单位）。 ③ 解离常数计算与影响分析： 解离常数Kₐ计算：设HA的浓度为c，解离度α=1.0%，则c(H⁺)=c(A⁻)=cα，c(HA)=c(1-α)≈c；Kₐ=[c(H⁺)×c(A⁻)]/c(HA)≈(cα×cα)/c=cα²=0.1mol/L×(0.01)²=1.0×10⁻⁵； 加入NaA固体后解离度：减小（同离子效应，A⁻浓度增大，HA的解离平衡逆向移动）； 对药物吸收的影响：弱酸类药物HA需以分子形式才能透过生物膜被吸收，加入NaA后HA解离度减小，分子形式浓度增大，吸收效率提高；但需控制NaA的用量，避免解离度过小导致药物浓度不足。 学科网（北京）股份有限公司 $