3.1.2 电离平衡常数 强酸与弱酸的比较 课后达标素养提升-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参(人教版)
2026-09-01
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摘要:
**基本信息**
聚焦弱电解质电离核心概念,通过基础认知-综合应用-拓展迁移三层设计,构建从概念理解到实际应用的知识巩固路径,培养化学观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知|电离常数影响因素、溶液导电性|以选择形式考查单一概念(如第1题温度对Ka影响)|
|综合应用|电离度计算、pH稀释曲线分析|结合图表(如第6题pH-体积曲线)考查多知识点整合|
|拓展迁移|实际情境电离应用|联系药物吸收(第12题)等真实问题,体现科学态度与责任|
内容正文:
1.已知25 ℃下,CH3COOH溶液中各微粒的浓度存在以下关系:Ka==1.75×10-5。下列有关结论可能成立的是( )
A.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,Ka=8×10-5
B.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,Ka=2×10-4
C.标准状况下,醋酸中Ka=1.75×10-5
D.升高到一定温度,Ka=7.2×10-5
解析:选D。题中Ka为醋酸的电离平衡常数,只与温度有关,A、B错误;因为醋酸的电离是吸热过程,所以升高温度,Ka增大,降低温度,Ka减小,标准状况下(0 ℃)温度低于25 ℃,则Ka小于1.75×10-5,C错误,D正确。
2.在溶液导电性实验装置里,相同温度下分别注入20 mL 6 mol·L-1醋酸和20 mL 6 mol·L-1氨水,灯光明暗程度相同。如果把这两种溶液混合后再实验,则下列说法正确的是( )
A.灯光变暗;电离常数:CH3COOH=NH3·H2O
B.灯光变暗;电离常数:CH3COOH>NH3·H2O
C.灯光变亮;电离常数:CH3COOH<NH3·H2O
D.灯光变亮;电离常数:CH3COOH=NH3·H2O
解析:选D。相同温度下,20 mL 6 mol·L-1醋酸和20 mL 6 mol·L-1氨水装置中的灯光亮度相同,说明等浓度的二者溶液中离子浓度相等,即二者电离常数相等;醋酸和氨水两种溶液混合生成强电解质醋酸铵,自由移动的离子浓度变大,溶液的导电能力增强,灯光变亮。
3.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离程度和浓度关系的是( )
解析:选B。根据甲、乙的电离平衡常数可知,二者都是弱酸,温度不变、浓度相等时,电离程度:CH3COOH<CH2ClCOOH,排除A、C选项;当浓度增大时,电离程度减小,排除D选项。
4.(2026·宣城高二期末)已知:常温下,Ka(HF)=6.3×10-4、Ka(HCN)=6.2×10-10。下列说法正确的是( )
A.pH相同的HF溶液和HCN溶液,溶质的物质的量浓度:c(HF)>c(HCN)
B.物质的量浓度相同的HF溶液和HCN溶液,溶液pH:HF>HCN
C.向NaCN溶液中滴加HF溶液,反应的离子方程式为CN-+HF===HCN+F-
D.将NaF溶液和HCN溶液混合,反应的离子方程式为F-+HCN===HF+CN-
解析:选C。由电离常数可知,氢氟酸的酸性强于氢氰酸,故pH相同的氢氟酸的浓度小于氢氰酸的浓度,物质的量浓度相同的氢氟酸的pH小于氢氰酸的pH,故A、B错误;由强酸制弱酸的原理可知,氰酸钠溶液与氢氟酸反应生成氟化钠和氢氰酸,反应的离子方程式为CN-+HF===HCN+F-,氢氰酸与氟化钠溶液不反应,故C正确,D错误。
5.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA溶液中HA的电离度为0.1%,醋酸的电离平衡常数Ka(CH3COOH)=1.75×10-5。下列关于0.1 mol·L-1 HA溶液的叙述错误的是( )
A.该溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1
B.升高温度,溶液中c(H+)减小
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.此酸的酸性比醋酸的弱
解析:选B。根据题意列“三段式”:
HA ⥫⥬ H+ + A-
0.1 0 0
0.1×0.1% 0.1×0.1% 0.1×0.1%
0.1-10-4 10-4 10-4
Ka(HA)=≈1×10-7<Ka(CH3COOH),A、C、D正确;升高温度,电离平衡向右移动,c(H+)增大,B错误。
6.pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,下列说法正确的是( )
A.x为弱酸,Vx<Vy B.x为强酸,Vx>Vy
C.y为弱酸,Vx<Vy D.y为强酸,Vx>Vy
解析:选C。由题图知,将pH=2的两种一元酸x和y分别稀释10倍,pH的变化量ΔpHx=1,ΔpHy<1,所以x为强酸,y为弱酸。pH=2时弱酸y的浓度大,滴加NaOH溶液至pH=7时需NaOH溶液的体积Vy要比Vx大。
7.(1)25 ℃时,a mol·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)=10-b mol·L-1,用含a和b的代数式表示CH3COOH的电离平衡常数Ka=______________________________________________________。
(2)已知常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.6[提示:pH=-lg c(H+)],c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略H2CO3的二级电离,则H2CO3⥫⥬HCO+H+的电离平衡常数Ka=__________(已知10-5.6=2.5×10-6)。
(3)25 ℃时,在2.0×10-3 mol·L-1的氢氟酸中,调节溶液pH(忽略调节时溶液体积的变化),测得平衡体系中c(F-)、c(HF)与溶液pH的关系如下图所示。
25 ℃时,HF的电离平衡常数Ka(HF)=___________________________
__________________________________________(列式求值)。
答案:(1) (2)4.2×10-7
(3)==4.0×10-4
8.(2026·丹东高二期末)常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离平衡常数分别为1.75×10-5、1.8×10-4。下列关于0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1 HCOOH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倍的过程中,保持不变
解析:选D。等浓度的甲酸和乙酸溶液,甲酸的酸性强、电离程度大,所以浓度相同时,溶液中的c(H+):CH3COOH<HCOOH,故A错误;等浓度、等体积的甲酸和乙酸溶液中,甲酸和乙酸的物质的量相等,分别加入过量的镁,产生氢气的体积相等,故B错误;HCOOH是弱酸,与NaOH反应的离子方程式为HCOOH+OH-===HCOO-+H2O,故C错误;=,将CH3COOH溶液稀释100倍的过程中,Ka不变,保持不变,故D正确。
9.某温度下,等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液中的c(H+)随溶液体积变化的曲线如下图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅱ表示盐酸的变化曲线
B.b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强
C.取等体积的a点、b点对应的溶液,消耗NaOH的物质的量相同
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
解析:选B。醋酸属于弱电解质,稀释时会电离出H+,故稀释相同倍数时醋酸溶液中c(H+)的变化比盐酸中c(H+)的变化小,即曲线Ⅰ表示盐酸的变化曲线,曲线Ⅱ表示醋酸的变化曲线,A项错误;溶液的导电能力与溶液中离子浓度有关,离子浓度:b>c,故导电能力:b>c,B项正确;a点、b点时溶液稀释相同倍数,溶质的物质的量没有发生变化,都等于稀释前的物质的量,稀释前两溶液中c(H+)相同,但CH3COOH为弱酸,故c(CH3COOH)>c(HCl),故稀释前n(CH3COOH)>n(HCl),即CH3COOH溶液消耗NaOH的物质的量多,C、D项错误。
10.(2026·天津南开中学高二检测)下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
浓度/(mol·L-1)
0.12
0.2
0.9
0.9
0.9
电离度
0.25
0.2
0.1
0.3
0.5
电离常数
K1
K2
K3
K4
K5
A.在相同温度下,电离常数:K5>K4>K3
B.在相同温度下,从HX的数据可以说明:弱酸的浓度越小,电离度越大,且K1>K2>K3
C.室温时,若在HZ溶液中加入少量盐酸,则不变
D.表格中三种浓度的HX溶液中,从左至右c(X-)逐渐减小
解析:选A。在相同温度下,相同浓度的弱酸,电离度越大,对应的电离常数越大,电离度:HX<HY<HZ,所以电离常数:K5>K4>K3,A正确;在相同温度下,弱酸的浓度越小,电离度越大,但电离常数不变,所以K1=K2=K3,B不正确;室温时,若在HZ溶液中加入少量盐酸,则c(H+)增大,HZ的电离平衡逆向移动,c(Z-)减小,所以增大,C不正确;表格中三种浓度的HX溶液中,从左至右c(HX)逐渐增大,虽然电离度逐渐减小,但电离产生的离子浓度逐渐增大,所以从左至右c(X-)逐渐增大,D不正确。
11.(2026·潍坊高二期末)苯乙酸(C6H5CH2COOH)在低浓度时具有甜蜂蜜味,是一种重要的香料成分。25 ℃时,有0.01 mol·L-1的C6H5CH2COOH溶液,回答下列问题:
(1)C6H5CH2COOH的电离平衡常数表达式为_______________,溶液中c(H+)=________mol·L-1(C6H5CH2COOH的Ka=4.9×10-5)。
(2)向该溶液中加入一定量的盐酸,溶液中的c(H+)________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),c(C6H5CH2COO-)________,电离平衡常数________。
(3)25 ℃时,HClO的Ka=4.7×10-8,则C6H5CH2COOH与NaClO溶液________(填“能”或“不能”)反应。若能发生反应,则请写出反应的离子方程式,若不能反应,则请说明原因:______________________________________________________
______________________________________________________。
(4)能使溶液中C6H5CH2COOH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
解析:(1)C6H5CH2COOH的Ka=4.9×10-5,是一种弱酸,电离方程式为C6H5CH2COOH⥫⥬C6H5CH2COO-+H+,电离平衡常数表达式为Ka=;0.01 mol·L-1的C6H5CH2COOH溶液中,设c(H+)为x mol·L-1,列三段式:
C6H5CH2COOH⥫⥬C6H5CH2COO-+H+
起始浓度/
(mol·L-1) 0.01 0 0
转化浓度/
(mol·L-1) x x x
平衡浓度/
(mol·L-1) 0.01-x x x
Ka=≈=4.9×10-5,解得x=7×10-4。
(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c(H+)增大,C6H5CH2COOH的电离平衡逆向移动,c(C6H5CH2COO-)减小;温度不变,电离平衡常数不变。
(3)C6H5CH2COOH的Ka=4.9×10-5,HClO的Ka=4.7×10-8,说明C6H5CH2COOH的酸性更强,根据强酸制弱酸反应原理,C6H5CH2COOH与NaClO溶液能发生反应:C6H5CH2COOH+ClO-===C6H5CH2COO-+HClO。
(4)根据“越稀越电离”可知,加水稀释,C6H5CH2COOH的电离度增大,温度不变,电离平衡常数不变,A正确;升高温度,C6H5CH2COOH的电离平衡正向移动,电离平衡常数增大,B错误;加少量苯乙酸钠,导致电离平衡逆向移动,电离度减小,C错误;加少量苯乙酸,苯乙酸浓度增大,电离度减小,温度不变,电离平衡常数不变,D错误。
答案:(1)Ka=
7×10-4 (2)增大 减小 不变 (3)能 C6H5CH2COOH+ClO-===C6H5CH2COO-+HClO (4)A
12.(2026·包头高二期末)常温下,药物乙酰水杨酸(用HA表示,Ka=1.0×10-3,且含A粒子为药物有效部分)在胃内吸收模式如下图(只有HA可自由穿过胃黏膜进入血液),已知,pH=-lg c(H+)。若不考虑溶液体积的变化,则下列说法错误的是( )
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,=10-2
D.血液与胃中药量之比约为104.4
解析:选B。HA的电离方程式为HA⥫⥬H++A-,酸性增强,平衡逆向移动,有利于药物吸收,A正确;血液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;Ka==1.0×10-3,胃中pH=1.0,c(H+)=1×10-1 mol/L,则胃中=1×10-2,C正确;由c(HA)=可得,血液中药量为c血液(HA)+c血液(A-)=(1+104.4)c血液(HA);胃中药量为c胃(HA)+c胃(A-)=(1+10-2)c胃(HA),HA在胃和血液中的分子浓度相同(自由穿透),故=≈104.4,D正确。
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