专题01 电离常数的计算与应用(重难点讲义)化学苏教版选择性必修1
2026-09-17
|
2份
|
42页
|
395人阅读
|
1人下载
精品
摘要:
本高中化学讲义聚焦电离常数的计算与应用核心知识点,系统梳理从电离平衡常数概念、表达式、影响因素到计算类型(起点、中性时刻、图像交点等),再到酸碱强弱比较、离子浓度分析等应用的完整脉络,搭建阶梯式学习支架。
资料以情境化图像分析和定量计算为特色,通过“三段式”“守恒法”等方法培养科学思维,结合典例与对练提升科学探究能力,课中辅助教师突破重难点,课后助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
专题01 电离常数的计算与应用
重难目标
1.基于电离常数的定量数据,解决酸碱强弱比较、酸性排序问题,能够结合电离常数解释常见化学现象,如强酸制弱酸反应的可行性判断、弱酸酸性强弱规律、盐溶液酸碱性差异原因,实现理论与实际应用结合。
2.利用电离常数分析电离平衡移动问题,结合温度、浓度、同离子效应等外界条件,判断电离平衡移动方向、离子浓度变化、电离度变化,区分“平衡移动”与“电离常数数值变化”的不同影响因素,规避概念混淆易错点。
3.掌握电离常数在离子浓度大小比较中的应用,针对单一弱电解质溶液、弱酸(弱碱)与对应盐混合溶液,依托电离、水解常数的相对大小,判断电离与水解的主次关系,精准分析溶液中各粒子浓度的大小排序,攻克溶液粒子浓度比较重难点题型。
4.能够运用电离常数解决实验与工艺流程类简单问题,如弱酸滴定曲线分析、弱酸混合体系反应判断、化工除杂中酸碱体系调控原理,提升知识综合迁移应用能力。
考情分析
在近几年高考试卷中,新高考对电离常数的命题侧重情境化、图像化、综合化,题型以选择题、水溶液综合填空题为主,极少单独简单识记考查。试题常结合pH-浓度曲线、滴定曲线、工业缓冲体系、废水处理等真实情境,依托图像提取数据完成Ka、Kb与Kh、Kw的综合换算。命题聚焦定量计算与逻辑推理,侧重考查利用电离常数判断酸碱强弱、平衡移动及粒子浓度大小关系,融合电离、水解多重平衡综合设问,区分度较高,重在考查学生模型建构与定量分析的学科能力。
一、电离平衡常数
1.电离常数的概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对于一元弱酸或一元弱碱来说,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(弱酸用Ka表示,弱碱用Kb表示)。
2.表达式
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离常数
①一元弱酸HA的电离常数:根据HAH++A-,可表示为Ka=。例如:3COOHCH3COO-+H+,Ka=;
②一元弱碱BOH的电离常数:根据BOHB++OH-,可表示为Kb=。例如:NH3·H2ONH+OH-,Kb=。
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离常数
①多元弱酸或多元弱碱的每一步电离都有电离常数,这些电离常数各不相同,通常用Ka1、Ka2或Kb1、Kb2等加以区别。例如25 ℃时,H2CO3的电离分两步:
H2CO3H++HCO,Ka1==4.5×10-7,
HCOH++CO,Ka2==4.7×10-11。
②一般多元弱酸或多元弱碱各步电离常数的大小为Ka1≫Ka2,Kb1≫Kb2,因此,多元弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)主要由第一步电离决定(八字诀:分步进行,一步定性)。
③二元弱酸(H2A):H2AH++HA— Ka1=
HA—H++A2— Ka2=
3.特点
(1)电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增大。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。
例如,在25 ℃时,K(HNO2)=4.6×10-4,K(CH3COOH)=1.8×10-5,因而HNO2的酸性比CH3COOH强。
(3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……,故其酸性取决于第一步电离。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:与物质本身结构和性质有关
(2)外因:电离平衡常数的数值只与温度有关,与浓度无关;弱电解质的电离是吸热的,一般温度越高,电离平衡常数越越大
5.电离平衡常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同温度下,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
(2)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律,如25 ℃时,Ka(HCOOH)=1.77×10-4 mol·L-1,Ka(HCN)=4.9×10-10 mol·L-1,故知HCOOH+NaCN===HCN+HCOONa可以发生。
(3)计算弱酸、弱碱溶液中的c(H+)、c(OH-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(H+)=,弱碱溶液中c(OH-)=。
(4)判断溶液微粒浓度比值的变化
利用温度不变,电离常数不变来判断。如把0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,稀释时,c(H+)减小,Ka不变,则变大。
二、电离度
1.概念
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。
2.表示方法
α=×100%,也可表示为α=×100%。
3.意义: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。
4.影响因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因:
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越小。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越大。
5.电离度和电离常数的关系
设一定温度下,CH3COOH的浓度为c,其电离度为
CH3COOHCH3COO— + H+
起始 c 0 0
转化 c c c
平衡 c—c c c
Ka=,由于<<1,则:Ka=c2
,c(H+)=c=
三、电离常数的计算类型
1.方法探究:图像中计算电离常数重点是选取特殊的时刻,一般来说选取最多的是起始点、恰好完全反应的时刻、中性时刻,以及特殊曲线交点时刻,这些点计算比较方便
2.计算类型
(1)起点时刻:巧用三段式
如:HR是一元酸。室温时,用0.250 mol·L-1 NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液时,溶液的pH变化情况如图所示。其中,b点表示两种物质恰好完全反应。计算的电离常数Ka=5×10-6
方法探究:此题根据纵坐标所给的数据,起点时刻pH=3,HR中和一半时的pH=4.7,可以优先考虑起点时刻计算电离常数,常用方法:三段式
解析:根据题意,b点时酸碱恰好完全反应,则c(HR)=0.250 mol·L-1×0.02 L÷0.025 L=0.2 mol·L-1,即0.2 mol·L-1的HR溶液的pH=3
HR H++ R—
起始:0.2 0 0
转化:10-3 10-3 10-3
平衡:0.2-10-3 10-3 10-3
HR的电离常数Ka===5×10-6
(2)遇中性时刻:电荷守恒配合物料守恒两步搞定
如:在25℃下,amol·L-1的氨水与0.01mol·L-1的盐酸以体积比3:4混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显中性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=
方法探究:中性时刻采取电荷守恒和物料守恒,解题时建议用物质的量守恒去写,因为在反应过程中体积已经发生了变化
解析:根据电荷守恒得c(H+)+c(NH)=c(Cl-)+c(OH-),因为c(NH)=c(Cl-),所以c(H+)=c(OH-),故溶液显中性。
电荷守恒得:n(H+)+n(NH)=n(Cl-)+n(OH-),则:n(NH)=n(Cl-)=0.01×4=0.04 mol
物料守恒得:3a=n(NH)+n(NH3·H2O),则:n(NH3·H2O)=(3a—0.04) mol
Kb=
(3)恰好完全反应时刻:水解三段式法或利用水解常数和电离常数的关系
水解平衡常数与电离常数的关系
①CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
②NH4++H2ONH3H2O+H+
③CO32—+H2OHCO3—+OH- ,HCO3—+H2OH2CO3+OH-
(4)利用图像特殊交点求电离常数
说明:pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布系数
δ1为CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O分布系数、
δ2为C2O分布系数
交点即为CH3COOH的电离常数的负对数
左边交点为H2C2O4的第一步电离常数的负对数
右边交点为H2C2O4的第二步电离常数的负对数
题型01 利用图像起点求电离常数
【典例1】(25-26高二上·广东·期末)常温下,用滴定滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.HA电离常数
B.水的电离程度:c点点
C.b点溶液:
D.c点溶液:
【对练1】(25-26高二上·福建莆田·期末)25℃时,将一元强酸HA溶液分别滴入20.00 mL浓度均为的NaOH溶液和一元碱ROH溶液中,两溶液的pH随所加HA溶液体积的变化如图所示。下列说法错误的是
A.实线表示NaOH溶液加入HA后的pH变化
B.ROH电离常数的数量级为
C.Q点所示溶液中存在:
D.水的电离程度:P点>N点
【对练2】(25-26高二下·贵州·阶段检测)25℃时,向20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液,溶液中由水电离出的H+浓度的负对数[-lg]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(忽略溶液混合引起的体积变化)。下列说法错误的是
A.25℃时,醋酸的电离常数约为1.0×10-5
B.c、e两点对应溶液:c点显中性,e点显碱性
C.d点对应溶液中:
D.b、f点对应溶液中均有:
题型02 利用图像特殊点求电离常数
【典例2】(25-26高二上·山东济宁·期末)常温下、两种溶液中,分布系数[例如:]与pH变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线Ⅲ表示的变化关系
B.的电离常数
C.若酸的初始浓度为时溶液中有
D.两种溶液中,当和HCOOH的电离度相同时,两溶液的pH之差始终为1.00
【对练1】(25-26高二上·湖北十堰·期末)常温下,用0.1 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸溶液。溶液的pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积V[NaOH(aq)]的变化关系如图所示{例如的分布系数}。下列叙述不正确的是
A.曲线①代表,曲线②代表随滴加NaOH溶液的变化
B.该实验可选用酚酞为指示剂
C. mL时,溶液中
D.的电离常数
【对练2】(25-26高二下·湖南长沙·阶段检测)25℃时,向HR溶液中滴加NaOH溶液,测得随pH的变化关系如图所示。下列叙述错误的是
A.25℃时,HR的电离常数 B.pH为5.0时,
C.M点水的电离程度大于N点的 D.滴至溶液时,
题型03 其他方法求电离常数
【典例3】(25-26高二下·重庆·期末)时,在难溶盐、的两饱和溶液中,与或与的关系如图所示,已知ROH是一元弱碱,、均不发生水解。甲表示与的关系。下列说法错误的是
A.饱和溶液在时,
B.饱和溶液在时,
C.的溶度积的数值为
D.的电离常数的数值为
【对练1】(25-26高二下·云南保山·期末)常温下,以酚酞为指示剂,用0.0200 mol/L NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200 mol/L的HCl和的混合溶液。滴定过程中溶液的pH随的变化曲线如图所示。下列有关说法不正确的是
A.常温下,醋酸的电离常数约为
B.b点溶液中:
C.c点溶液中:
D.滴定过程中:
【对练2】(25-26高二下·安徽宿州·期末)实验测得浓度均为的溶液、溶液的分别随温度与稀释时加水量的变化关系如图所示。已知时和的电离常数相同。下列说法错误的是
A.曲线③表示溶液随加水量的变化
B.时,的电离常数为
C.升高温度对水解的促进程度大于对电离的促进程度
D.加水稀释、升高温度均能使增大
题型04 应用电离常数进行的相关计算
【典例3】(25-26高二下·贵州毕节·阶段检测)已知常温下HA的电离常数,则0.1mol/L的HA溶液中,约为
A. B. C. D.
【对练1】(25-26高二上·吉林延边·阶段检测)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:
【对练2】(25-26高二上·辽宁·阶段检测)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:
1.(25-26高二上·河南·阶段检测)下列关于醋酸和盐酸的说法正确的是
A.醋酸和盐酸溶液中均存在分子和HCl分子
B.常温下,0.1 mol/L的醋酸溶液中有1%的醋酸发生电离,则醋酸的电离常数
C.等体积、等pH的醋酸和盐酸与1 mol/L NaOH溶液反应,盐酸消耗NaOH溶液的体积多
D.,体积均为10mL的醋酸和盐酸,稀释10倍后pH:盐酸>醋酸
2.(25-26高二上·广东佛山·期中)常温下,向浓度为0.1 mol·L-1、体积为VL的氨水中逐滴加入一定浓度的盐酸,用pH计测溶液的pH随盐酸的加入量而降低的滴定曲线,d点两种溶液恰好完全反应。下列说法错误的是
A.该温度时的电离常数约为
B.b、c、d三点的溶液中,由水电离出的由大到小顺序为
C.b点溶液中:
D.d点溶液有:
3.(25-26高二上·河北保定·阶段检测)常温下,向溶液中逐滴加入的溶液,滴入溶液的体积与溶液的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.若a点的,则的电离常数约为
B.之间一定存在
C.c点时,,且
D.反应过程中一直存在
4.(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段检测)常温下,用溶液分别滴定20.00mL起始浓度均为的一元弱酸HX和HY溶液,已知HX电离程度小于HY,且当时,可以认为弱酸达电离平衡时的浓度近似等于起始浓度,其滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A.图中曲线Ⅰ对应的为HY
B.HX电离常数约为
C.在和两点对应的溶液中,满足
D.两条曲线终点坐标分别为、,两曲线相比,曲线Ⅰ选用酚酞作终点指示剂误差更小
5.(25-26高二上·湖北荆州·期末)用的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的溶液。滴定过程中,溶液的pH、所有含P粒子的分布分数随滴加NaOH溶液体积的变化关系如图所示[如的分布分数:]。下列说法正确的是
A.曲线③代表
B.的一级电离常数
C.时,
D.点时,溶液中存在
6.(25-26高二下·广东惠州·期中)25℃时,0.1mol·L-1的邻苯二甲酸( H2R)溶液中H2R、HR-、R2-所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线a为H2R,H2R的一级电离常数的数量级为10-2
B.曲线a与曲线c的交叉点p满足c (R2-):c (HR-) = 10-1.24
C.25℃时HF的Ka = 1×10 - 3.14,将少量H2R溶液加入 足量NaF溶液中,发生的反应为H2R+ 2F-=2 HF + R2-
D.在0.1 mol·L-1 NaHR溶液中,各离子浓度大小关系为c (Na+)>c (HR-)>c(H2R) >c(R2-)
7.(25-26高二下·安徽蚌埠·期末)已知联氨(N2H4)为二元弱碱,常温下联氨的水溶液中的电离有: K1 K2。常温下将盐酸滴加到联氨(N2H4)的水溶液中,混合溶液中微粒的物质的量分数随变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.反应的
B.N2H5Cl溶液中:
C.肼与稀硫酸反应可生成酸式盐N2H6(HSO4)2
D.N2H5Cl溶液中存在:
8.(25-26高二下·湖南衡阳·期末)已知、。常温下,用NaOH固体调节H2S水溶液的pH,溶液中各含硫微粒的物质的量分数[如]随的变化关系如图所示。
常温下,下列叙述错误的是
A.水溶液的pH约为4
B.的化学平衡常数
C.溶液中:
D.当调节pH至7时,溶液中:
9.(25-26高二上·广东茂名·期末)25℃时,向有机酸()中加入NaOH溶液(忽略温度变化),含R微粒的分布系数(平衡时,)与溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线②表示的分布系数与溶液pH的变化关系
B.将NaHR溶于水,此时溶液中:
C.Y点溶液中:
D.当溶液的时:
10.(25-26高二上·河南平顶山·期末)一甲胺作为一元弱碱,在水溶液中存在电离平衡: 。下列说法错误的是
A.能与HCl反应生成是强电解质
B.25℃,一甲胺溶液稀释后,溶液中各离子浓度均减小
C.25℃,的水解平衡常数
D.溶液中,存在
11.(25-26高二下·广东江门·期中)常温下,向10 mL 0.100 mol·L-1的H2A溶液中逐滴加入0.100 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg X[X代表或]随pH的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.曲线I代表,曲线Ⅱ代表
B.HA-的电离常数
C.M点的溶液中:c(H2A)>c(A2-)
D.滴加10 mL NaOH溶液时,溶液中c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+2c(A2-)
12.(25-26高二上·福建·期末)在浓度均为的、、混合溶液中通入气体,溶液中和(代表上述三种酸根离子)的分布系数与关系如图所示。已知的分布系数。下列说法正确的是
A.酸性强弱: B.HZ的电离常数
C.水的电离程度: D.图中交点处的
13.(25-26高二上·云南曲靖·期末)常温下,0.1 mol·L-1的醋酸溶液中,c(H⁺)约为1.34×10-3 mol·L-1,则醋酸的电离度α=________,电离常数Ka=________。
14.(25-26高二上·上海·期中)已知,部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HClO
电离平衡常数
(1)写出氢硫酸的电离方程式___________。
(2)0.1 mol/L的①醋酸溶液②氢硫酸溶液③盐酸溶液,浓度由大到小的顺序为___________。
A.②>③>① B.③>②>① C.③>①>②
(3)下列物质不能与反应的是___________。(不定项)
A. B.NaHCO3 C. D.NaHS
(4)将通入溶液中,当溶液中时,溶液中___________。
15.(25-26高二下·湖南长沙·期中)合成氨的发明与工业化生产是20世纪最伟大的科学与工程成就之一,它彻底改变了农业肥料依赖自然条件的局面,大幅提高了单位面积粮食产量,被誉为“从空气中制造面包”的发明,是人类利用科学技术突破自然资源限制、实现可持续发展的典范。目前工业上通常以铁为催化剂,在400~500℃、20~50MPa压强下,通过与反应制得合成氨。其热化学方程式为 。
(1)为了提高氨气的产率除了控制温度和压强外,还可以采用___________。
(2)也是一种重要的氮氢化合物,具有强还原性。可通过与NaClO溶液在碱性条件下反应制取,反应的离子方程式为___________;反应时氨气必须过量,原因是___________。
(3)是一种二元弱碱,在水中的电离方程式和常温下的电离平衡常数为:
则常温下的溶液的___________。
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司1 / 10
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题01 电离常数的计算与应用
重难目标
1.基于电离常数的定量数据,解决酸碱强弱比较、酸性排序问题,能够结合电离常数解释常见化学现象,如强酸制弱酸反应的可行性判断、弱酸酸性强弱规律、盐溶液酸碱性差异原因,实现理论与实际应用结合。
2.利用电离常数分析电离平衡移动问题,结合温度、浓度、同离子效应等外界条件,判断电离平衡移动方向、离子浓度变化、电离度变化,区分“平衡移动”与“电离常数数值变化”的不同影响因素,规避概念混淆易错点。
3.掌握电离常数在离子浓度大小比较中的应用,针对单一弱电解质溶液、弱酸(弱碱)与对应盐混合溶液,依托电离、水解常数的相对大小,判断电离与水解的主次关系,精准分析溶液中各粒子浓度的大小排序,攻克溶液粒子浓度比较重难点题型。
4.能够运用电离常数解决实验与工艺流程类简单问题,如弱酸滴定曲线分析、弱酸混合体系反应判断、化工除杂中酸碱体系调控原理,提升知识综合迁移应用能力。
考情分析
在近几年高考试卷中,新高考对电离常数的命题侧重情境化、图像化、综合化,题型以选择题、水溶液综合填空题为主,极少单独简单识记考查。试题常结合pH-浓度曲线、滴定曲线、工业缓冲体系、废水处理等真实情境,依托图像提取数据完成Ka、Kb与Kh、Kw的综合换算。命题聚焦定量计算与逻辑推理,侧重考查利用电离常数判断酸碱强弱、平衡移动及粒子浓度大小关系,融合电离、水解多重平衡综合设问,区分度较高,重在考查学生模型建构与定量分析的学科能力。
一、电离平衡常数
1.电离常数的概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对于一元弱酸或一元弱碱来说,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(弱酸用Ka表示,弱碱用Kb表示)。
2.表达式
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离常数
①一元弱酸HA的电离常数:根据HAH++A-,可表示为Ka=。例如:3COOHCH3COO-+H+,Ka=;
②一元弱碱BOH的电离常数:根据BOHB++OH-,可表示为Kb=。例如:NH3·H2ONH+OH-,Kb=。
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离常数
①多元弱酸或多元弱碱的每一步电离都有电离常数,这些电离常数各不相同,通常用Ka1、Ka2或Kb1、Kb2等加以区别。例如25 ℃时,H2CO3的电离分两步:
H2CO3H++HCO,Ka1==4.5×10-7,
HCOH++CO,Ka2==4.7×10-11。
②一般多元弱酸或多元弱碱各步电离常数的大小为Ka1≫Ka2,Kb1≫Kb2,因此,多元弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)主要由第一步电离决定(八字诀:分步进行,一步定性)。
③二元弱酸(H2A):H2AH++HA— Ka1=
HA—H++A2— Ka2=
3.特点
(1)电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增大。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。
例如,在25 ℃时,K(HNO2)=4.6×10-4,K(CH3COOH)=1.8×10-5,因而HNO2的酸性比CH3COOH强。
(3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……,故其酸性取决于第一步电离。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:与物质本身结构和性质有关
(2)外因:电离平衡常数的数值只与温度有关,与浓度无关;弱电解质的电离是吸热的,一般温度越高,电离平衡常数越越大
5.电离平衡常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同温度下,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
(2)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律,如25 ℃时,Ka(HCOOH)=1.77×10-4 mol·L-1,Ka(HCN)=4.9×10-10 mol·L-1,故知HCOOH+NaCN===HCN+HCOONa可以发生。
(3)计算弱酸、弱碱溶液中的c(H+)、c(OH-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(H+)=,弱碱溶液中c(OH-)=。
(4)判断溶液微粒浓度比值的变化
利用温度不变,电离常数不变来判断。如把0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,稀释时,c(H+)减小,Ka不变,则变大。
二、电离度
1.概念
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。
2.表示方法
α=×100%,也可表示为α=×100%。
3.意义: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。
4.影响因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因:
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越小。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越大。
5.电离度和电离常数的关系
设一定温度下,CH3COOH的浓度为c,其电离度为
CH3COOHCH3COO— + H+
起始 c 0 0
转化 c c c
平衡 c—c c c
Ka=,由于<<1,则:Ka=c2
,c(H+)=c=
三、电离常数的计算类型
1.方法探究:图像中计算电离常数重点是选取特殊的时刻,一般来说选取最多的是起始点、恰好完全反应的时刻、中性时刻,以及特殊曲线交点时刻,这些点计算比较方便
2.计算类型
(1)起点时刻:巧用三段式
如:HR是一元酸。室温时,用0.250 mol·L-1 NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液时,溶液的pH变化情况如图所示。其中,b点表示两种物质恰好完全反应。计算的电离常数Ka=5×10-6
方法探究:此题根据纵坐标所给的数据,起点时刻pH=3,HR中和一半时的pH=4.7,可以优先考虑起点时刻计算电离常数,常用方法:三段式
解析:根据题意,b点时酸碱恰好完全反应,则c(HR)=0.250 mol·L-1×0.02 L÷0.025 L=0.2 mol·L-1,即0.2 mol·L-1的HR溶液的pH=3
HR H++ R—
起始:0.2 0 0
转化:10-3 10-3 10-3
平衡:0.2-10-3 10-3 10-3
HR的电离常数Ka===5×10-6
(2)遇中性时刻:电荷守恒配合物料守恒两步搞定
如:在25℃下,amol·L-1的氨水与0.01mol·L-1的盐酸以体积比3:4混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显中性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=
方法探究:中性时刻采取电荷守恒和物料守恒,解题时建议用物质的量守恒去写,因为在反应过程中体积已经发生了变化
解析:根据电荷守恒得c(H+)+c(NH)=c(Cl-)+c(OH-),因为c(NH)=c(Cl-),所以c(H+)=c(OH-),故溶液显中性。
电荷守恒得:n(H+)+n(NH)=n(Cl-)+n(OH-),则:n(NH)=n(Cl-)=0.01×4=0.04 mol
物料守恒得:3a=n(NH)+n(NH3·H2O),则:n(NH3·H2O)=(3a—0.04) mol
Kb=
(3)恰好完全反应时刻:水解三段式法或利用水解常数和电离常数的关系
水解平衡常数与电离常数的关系
①CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
②NH4++H2ONH3H2O+H+
③CO32—+H2OHCO3—+OH- ,HCO3—+H2OH2CO3+OH-
(4)利用图像特殊交点求电离常数
说明:pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元酸(以草酸H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH分布系数
δ1为CH3COO-分布系数
δ0为H2C2O4分布系数、δ1为HC2O分布系数、
δ2为C2O分布系数
交点即为CH3COOH的电离常数的负对数
左边交点为H2C2O4的第一步电离常数的负对数
右边交点为H2C2O4的第二步电离常数的负对数
题型01 利用图像起点求电离常数
【典例1】(25-26高二上·广东·期末)常温下,用滴定滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.HA电离常数
B.水的电离程度:c点点
C.b点溶液:
D.c点溶液:
【答案】C
【解析】A.溶液,由图可知起点pH≈3,即,电离常数,A错误;B.c点,溶质为和KA,是酸,抑制水的电离;点加入,恰好完全反应生成KA,水解促进水的电离,因此水的电离程度:c点点,B错误;C.b点加入,反应后溶液中溶质为等物质的量的和KA:物料守恒:,电荷守恒:,将电荷守恒两边乘2,代入物料守恒整理得:,C正确;D.c点,,根据电荷守恒,可得,D错误;故选C。
【对练1】(25-26高二上·福建莆田·期末)25℃时,将一元强酸HA溶液分别滴入20.00 mL浓度均为的NaOH溶液和一元碱ROH溶液中,两溶液的pH随所加HA溶液体积的变化如图所示。下列说法错误的是
A.实线表示NaOH溶液加入HA后的pH变化
B.ROH电离常数的数量级为
C.Q点所示溶液中存在:
D.水的电离程度:P点>N点
【答案】B
【解析】A.NaOH为强碱,0.1 mol/L时初始pH=13,与HA恰好反应(20 mL)生成强酸强碱盐,pH=7(N点);ROH为弱碱,初始pH<13,恰好反应生成强酸弱碱盐,pH<7(P点),故实线为NaOH的pH变化,A正确;B.ROH初始pH=11.2,pOH=2.8,c(OH-)=10-2.8 mol·L-1,电离平衡:,,数量级为10-5,不是10-4,B错误;C.根据图像可知,是滴定终点,Q点是ROH与RA物质的量相等,电荷守恒:c(R⁺)+c(H⁺)=c(A⁻)+c(OH⁻);物料守恒:c(ROH)+c(R⁺)=2c(A⁻)。联立消去c(A⁻)得2c(OH⁻)+c(ROH)=c(R⁺)+2c(H⁺),C正确;D.P点溶质为RA,R+水解促进水的电离;N点NaOH与HA恰好中和,溶液呈中性,故水的电离程度P点>N点,D正确;故答案选B。
【对练2】(25-26高二下·贵州·阶段检测)25℃时,向20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液,溶液中由水电离出的H+浓度的负对数[-lg]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(忽略溶液混合引起的体积变化)。下列说法错误的是
A.25℃时,醋酸的电离常数约为1.0×10-5
B.c、e两点对应溶液:c点显中性,e点显碱性
C.d点对应溶液中:
D.b、f点对应溶液中均有:
【答案】C
【分析】向20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液,发生反应,生成的为强碱弱酸盐,对水的电离起促进作用,随加入氢氧化钠体积增大,溶液中由水电离出的增大,减小,当CH3COOH恰好完全反应时,继续加入的氢氧化钠溶液,对水的电离起抑制作用,溶液中由水电离出的将减小,增大,由图可知,d点为醋酸恰好完全反应的点,溶质为醋酸钠,据此分析。
【解析】A.a点为初始醋酸溶液,由,得,酸溶液中,则溶液中。醋酸电离常数,A正确;B.由分析知,c点时醋酸未完全反应,溶质为和,说明,水的电离既不促进也不抑制,因此c点溶液显中性;e点的溶质为和,溶液显碱性,B正确;C.由分析知,d点溶质为,溶液显碱性,,由电荷守恒知,故,C错误;D.b点加入,溶质为等物质的量的和,此时溶液呈酸性,说明醋酸电离程度大于醋酸根水解程度,故;f点加入,溶质为等物质的量的和,抑制醋酸根水解,醋酸根水解程度极小,故仍有,D正确;故选C。
题型02 利用图像特殊点求电离常数
【典例2】(25-26高二上·山东济宁·期末)常温下、两种溶液中,分布系数[例如:]与pH变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线Ⅲ表示的变化关系
B.的电离常数
C.若酸的初始浓度为时溶液中有
D.两种溶液中,当和HCOOH的电离度相同时,两溶液的pH之差始终为1.00
【答案】D
【分析】随着pH增大,溶液中、含量减小,、含量增大;由于酸性:>,相同pH时,,,可知曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别对应、、、与pH的变化关系,据此分析;
【解析】A.根据分析,曲线Ⅲ表示的变化关系,A错误;B.曲线Ⅲ、Ⅳ交点代表溶液中=,pH=4.75,,的电离常数,B错误;C.调节pH=4.25时,会引入其它阳离子,根据电荷守恒可知,C错误;D.曲线Ⅰ、Ⅱ交点代表溶液中=,pH=3.75,,的电离常数,电离度。当两种酸的电离度相同时,必然有。根据,可得,因此。代入数据得,两边取负对数得,所以两溶液的pH之差始终为1.00,D正确;故选D。
【对练1】(25-26高二上·湖北十堰·期末)常温下,用0.1 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸溶液。溶液的pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积V[NaOH(aq)]的变化关系如图所示{例如的分布系数}。下列叙述不正确的是
A.曲线①代表,曲线②代表随滴加NaOH溶液的变化
B.该实验可选用酚酞为指示剂
C. mL时,溶液中
D.的电离常数
【答案】D
【分析】在未加NaOH溶液时,曲线①的分布系数与曲线②的分布系数之和等于1,且δ曲线①一直在减小,曲线②在一直增加;说明H2A第一步完全电离,第二步存在电离平衡,即,,曲线①代表;当加入用0.1000 mol•L-1的NaOH溶液40.00 mL滴定后,发生,HA-的分布系数减小,A2-的分布系数在增大,曲线②在一直在增加,所以曲线②代表,以此解答。
【解析】A.由分析可知,曲线①代表,曲线②代表随滴加NaOH溶液的变化,A正确;B.由图可知,滴定终点时Na2A溶液中A2-发生水解使溶液呈碱性,则选用酚酞为指示剂,B正确;C. mL时,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒,可得,C正确;D.利用曲线①、②的交点可知,c(HA-)=c(A2-),此时V(NaOH)=25 mL,pH=2,c(H+)=10-2 mol/L,HA-的电离常数,D错误;故选D。
【对练2】(25-26高二下·湖南长沙·阶段检测)25℃时,向HR溶液中滴加NaOH溶液,测得随pH的变化关系如图所示。下列叙述错误的是
A.25℃时,HR的电离常数 B.pH为5.0时,
C.M点水的电离程度大于N点的 D.滴至溶液时,
【答案】B
【分析】根据图形,,当pH=5时,此时pM=0,有,,得HR的电离平衡常数为;
【解析】A.由分析,25℃时,HR的电离常数,A正确 ;B.根据分析,当pH=5时,溶液中有,说明起始时的HR溶液刚好消耗了二分之一,根据电荷守恒,因溶液显酸性有,可以得到,则有,B错误;C.根据,M点的,M、N点都显酸性,对水的电离有抑制作用,同时M点pH大于N点的pH,根据在酸溶液中,溶液酸性越弱,对水的电离抑制越弱,水的电离程度越大,则有M点水的电离程度大于N点,C正确;D.当溶液pH=7.0时,此时pM>0,根据得到此时溶液中有,根据电荷守恒,可以得到,则有,D正确;故选B。
题型03 其他方法求电离常数
【典例3】(25-26高二下·重庆·期末)时,在难溶盐、的两饱和溶液中,与或与的关系如图所示,已知ROH是一元弱碱,、均不发生水解。甲表示与的关系。下列说法错误的是
A.饱和溶液在时,
B.饱和溶液在时,
C.的溶度积的数值为
D.的电离常数的数值为
【答案】D
【解析】A.RA饱和溶液时,c(H+)=10-6mol/L,c(OH-)=10-8mol/L,据图可知此时c2(A-)=30×10-11(mol/L)2,所以,A正确;B.RB饱和溶液若不加入其他物质,由于R+的水解溶液会显酸性,所以pH=7时需要加入碱,若加入的碱不是ROH,则还有其他阳离子,此时根据电荷守恒可知,B正确;C.RB的饱和溶液中存在平衡RBR++B-、R++H2OROH+H+,当溶液酸性越强,R+的水解程度越弱,c(R+)和c(B-)的大小越接近,据图可知当c(OH-)接近0时(酸性强),c2(B-)=5×10-11(mol/L)2,此时c(R+)=c(B-),Ksp(RB)=c(R+)·c(B-)=c2(B-)=5×10-11, C正确;D.RB溶液中存在物料守恒c(R+)+c(ROH)=c(B-),=,若调节pH使碱性增强时加入的碱不是ROH,则c(R+)=c(ROH)时,满足c(R+)=c(ROH)=c(B-),Ksp(RB) =c(R+)c(B-)=c(B-)·c(B-)=5×10-11,所以此时c2(B-)=10×10-11,据图可知此时c(OH-)=2×10-8mol/L,即Kb(ROH)=2×10-8, D错误;故答案选D。
【对练1】(25-26高二下·云南保山·期末)常温下,以酚酞为指示剂,用0.0200 mol/L NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200 mol/L的HCl和的混合溶液。滴定过程中溶液的pH随的变化曲线如图所示。下列有关说法不正确的是
A.常温下,醋酸的电离常数约为
B.b点溶液中:
C.c点溶液中:
D.滴定过程中:
【答案】C
【分析】NaOH先中和强酸,再中和弱酸。设待测液体积为,原溶液中,因此时刚好中和完,时恰好完全中和两种酸。
【解析】A.η=1时,溶质为等物质的量的和,此时总体积为L,,,即。 醋酸电离常数,A正确;B.b点,此时恰好有一半的被中和为,溶液中,且,总,因此最大;此时溶液,说明电离程度大于水解程度,故,即,B正确;C.c点,溶质为等浓度的和,根据质子守恒:,整理得,并非,C错误;D.滴定过程中,始终不变,等于初始;也始终不变,等于初始,二者初始物质的量相等,同一溶液中体积相同,因此恒成立,D正确;故选C。
【对练2】(25-26高二下·安徽宿州·期末)实验测得浓度均为的溶液、溶液的分别随温度与稀释时加水量的变化关系如图所示。已知时和的电离常数相同。下列说法错误的是
A.曲线③表示溶液随加水量的变化
B.时,的电离常数为
C.升高温度对水解的促进程度大于对电离的促进程度
D.加水稀释、升高温度均能使增大
【答案】C
【解析】A.溶液、溶液分别呈弱酸性和弱碱性,则①②为相关曲线,③④为溶液相关曲线。水解反应为吸热过程,温度越高水解程度越大,pH越小;水解使溶液呈酸性,加水量越多浓度越小,水解程度越大但溶液酸性越弱,pH越大。因此图中实线③表示溶液pH随加水量的变化,虚线表示溶液pH随温度的变化,A正确;B.时和的电离常数相同,则根据题目中醋酸钠溶液pH值计算的电离常数,可求得的电离常数。醋酸根的水解方程式为。根据图像信息,时的醋酸钠溶液中,,,则的电离常数为,则的电离常数也为,B正确;C.升高温度醋酸钠溶液pH减小,是因为同时存在的水解平衡和电离平衡被促进,升高温度对水解的促进程度小于对电离的促进程度,导致增大,pH降低,C错误;D.根据电荷守恒有,则,加水稀释、升高温度均使pH减小,即增大,D正确;故答案选C。
题型04 应用电离常数进行的相关计算
【典例3】(25-26高二下·贵州毕节·阶段检测)已知常温下HA的电离常数,则0.1mol/L的HA溶液中,约为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】常温下HA的电离常数,由于,HA是弱酸,电离程度很小,因此平衡时,且,代入电离常数表达式可得,故选B。
【对练1】(25-26高二上·吉林延边·阶段检测)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。
【解析】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。
【对练2】(25-26高二上·辽宁·阶段检测)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
【解析】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。
1.(25-26高二上·河南·阶段检测)下列关于醋酸和盐酸的说法正确的是
A.醋酸和盐酸溶液中均存在分子和HCl分子
B.常温下,0.1 mol/L的醋酸溶液中有1%的醋酸发生电离,则醋酸的电离常数
C.等体积、等pH的醋酸和盐酸与1 mol/L NaOH溶液反应,盐酸消耗NaOH溶液的体积多
D.,体积均为10mL的醋酸和盐酸,稀释10倍后pH:盐酸>醋酸
【答案】D
【解析】A.HCl是强电解质,在水中全部电离,不存在HCl分子,A错误;B.0.1 mol/L的醋酸溶液中有1%的醋酸发生电离,则,,因此电离常数,B错误;C.醋酸是弱酸,故等体积、等pH的醋酸和盐酸,醋酸的浓度大,与1 mol/L NaOH溶液反应,醋酸消耗NaOH溶液的体积多,C错误;D.盐酸是强酸,稀释10倍后,pH增大1,变为2;醋酸是弱酸,稀释后电离程度增大,增大,pH虽然增大但小于2,因此稀释10倍后pH:盐酸>醋酸,D正确;故答案选D。
2.(25-26高二上·广东佛山·期中)常温下,向浓度为0.1 mol·L-1、体积为VL的氨水中逐滴加入一定浓度的盐酸,用pH计测溶液的pH随盐酸的加入量而降低的滴定曲线,d点两种溶液恰好完全反应。下列说法错误的是
A.该温度时的电离常数约为
B.b、c、d三点的溶液中,由水电离出的由大到小顺序为
C.b点溶液中:
D.d点溶液有:
【答案】C
【解析】A.滴定前氨水中,c(H+)=10-11 mol/L,则c(OH-)=10-3 mol·L-1,K=,A正确;B.b点溶质为NH3·H2O和NH4Cl溶液呈碱性,可得NH3·H2O的电离程度大于的水解程度,对水的电离平衡起到抑制作用;在c点时,溶液为中性对水的电离平衡无影响;在d点时,溶质为氯化铵发生水解溶液为酸性,对水的电离平衡起到促进作用;所以b、c、d三点时的溶液中,水电离的c(H+)大小顺序是d>c>b,B正确;C.b点溶质为等物质的量的NH3·H2O和NH4Cl溶液,电荷守恒:,物料守恒:,联立得:,C错误;D.d点为NH4Cl溶液,由于铵根部分水解生成氢离子,所以溶液中有,D正确;故选C。
3.(25-26高二上·河北保定·阶段检测)常温下,向溶液中逐滴加入的溶液,滴入溶液的体积与溶液的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.若a点的,则的电离常数约为
B.之间一定存在
C.c点时,,且
D.反应过程中一直存在
【答案】B
【解析】A.a点为0.1mol/L CH3COOH溶液,pH=3时,,CH3COOH的电离方程式:,则,,则CH3COOH的电离常数,A项正确;B.a~b段是加入NaOH溶液到10mL 的过程,a点时,溶液中无Na+,离子浓度为,不存在,滴加少量NaOH时,很小,此时,B项错误;C.c点溶液呈中性,此时加入NaOH溶液的体积小于20mL,,由电荷守恒,得,且,C项正确;D.反应过程中,溶液始终存在电荷守恒:,D项正确;答案选B。
4.(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段检测)常温下,用溶液分别滴定20.00mL起始浓度均为的一元弱酸HX和HY溶液,已知HX电离程度小于HY,且当时,可以认为弱酸达电离平衡时的浓度近似等于起始浓度,其滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A.图中曲线Ⅰ对应的为HY
B.HX电离常数约为
C.在和两点对应的溶液中,满足
D.两条曲线终点坐标分别为、,两曲线相比,曲线Ⅰ选用酚酞作终点指示剂误差更小
【答案】C
【分析】的一元弱酸HX和HY溶液,HX电离程度小于HY,HY的酸性大于HX,则HY的初始pH小于HX的初始pH,曲线Ⅰ对应HX、曲线Ⅱ对应HY。
【解析】A. HX电离程度小于HY,相同浓度时HY的酸性大于HX,则HY的初始pH小于HX的初始pH,所以图中曲线Ⅰ对应的为HX,故A错误;B. 根据图像,0.1mol/L HX的pH=5,HX电离常数= ,故B错误;C. 20.00mL起始浓度均为的一元弱酸HX和HY溶液,满足,根据物料守恒,在和两点对应的溶液中,满足,故C正确;D. 两条曲线终点坐标分别为、,酚酞的变色范围是8.2~10.0,所以曲线Ⅱ选用酚酞作终点指示剂误差更小,故D错误;答案选C。
5.(25-26高二上·湖北荆州·期末)用的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的溶液。滴定过程中,溶液的pH、所有含P粒子的分布分数随滴加NaOH溶液体积的变化关系如图所示[如的分布分数:]。下列说法正确的是
A.曲线③代表
B.的一级电离常数
C.时,
D.点时,溶液中存在
【答案】C
【解析】A.由图可知含P粒子的曲线只有三条,得出是二元弱酸;且①②③分别代表、、的分布分数随加入的NaOH溶液体积的变化。是二元弱酸,分步电离的表达式为、,无,A错误;B.,当时,,B错误;C.时,,结合电荷守恒,,C正确;D.点时,由图可知,离子浓度大小应为,D错误;故选C。
6.(25-26高二下·广东惠州·期中)25℃时,0.1mol·L-1的邻苯二甲酸( H2R)溶液中H2R、HR-、R2-所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线a为H2R,H2R的一级电离常数的数量级为10-2
B.曲线a与曲线c的交叉点p满足c (R2-):c (HR-) = 10-1.24
C.25℃时HF的Ka = 1×10 - 3.14,将少量H2R溶液加入 足量NaF溶液中,发生的反应为H2R+ 2F-=2 HF + R2-
D.在0.1 mol·L-1 NaHR溶液中,各离子浓度大小关系为c (Na+)>c (HR-)>c(H2R) >c(R2-)
【答案】B
【分析】随着pH增大,逐渐转化为,的浓度逐渐减小,的浓度逐渐增大;pH继续增大,逐渐转化为,的浓度又逐渐减小,的浓度开始逐渐增大,因此曲线a代表,曲线b代表,曲线c代表。
【解析】A.时,,的一级电离常数,故一级电离常数的数量级为,A错误;B.,时,,,曲线a与曲线c的交叉点p点, , ,B正确;C.因,故反应的离子方程式为,C错误;D.的电离常数,水解常数,,溶液显酸性,c,D错误;故选B。
7.(25-26高二下·安徽蚌埠·期末)已知联氨(N2H4)为二元弱碱,常温下联氨的水溶液中的电离有: K1 K2。常温下将盐酸滴加到联氨(N2H4)的水溶液中,混合溶液中微粒的物质的量分数随变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.反应的
B.N2H5Cl溶液中:
C.肼与稀硫酸反应可生成酸式盐N2H6(HSO4)2
D.N2H5Cl溶液中存在:
【答案】D
【分析】由题干图示信息可知,时,,时,,据此分析解题。
【解析】A.反应的,A正确;B.在溶液中,的水解常数,,则的水解程度大于电离程度,溶液显酸性,则,B正确
C.肼是二元弱碱,它可以分步与强酸(如硫酸)反应,生成酸式盐,C正确;D.根据电荷守恒定律,N2H5Cl溶液中,,原式电荷不守恒,D错误;故选D。
8.(25-26高二下·湖南衡阳·期末)已知、。常温下,用NaOH固体调节H2S水溶液的pH,溶液中各含硫微粒的物质的量分数[如]随的变化关系如图所示。
常温下,下列叙述错误的是
A.水溶液的pH约为4
B.的化学平衡常数
C.溶液中:
D.当调节pH至7时,溶液中:
【答案】C
【分析】存在两步电离:、;随pH值增大,减小,先增大后减小,增大;图中左侧交点,,即,求得;右侧交点,,即,求得。
【解析】A.第一步电离为主:,,则,,即,A正确;B.目标反应 ,,,B正确;C.,由,得;溶液水解显碱性,,则,,即,C错误;D.时,电荷守恒:,即;时图像满足,因此,D正确;故选C。
9.(25-26高二上·广东茂名·期末)25℃时,向有机酸()中加入NaOH溶液(忽略温度变化),含R微粒的分布系数(平衡时,)与溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线②表示的分布系数与溶液pH的变化关系
B.将NaHR溶于水,此时溶液中:
C.Y点溶液中:
D.当溶液的时:
【答案】B
【分析】为二元弱酸,随溶液升高,分布系数逐渐减小,分布系数先增大后减小,分布系数逐渐增大,故曲线①对应,曲线②对应,曲线③对应。X点,,得;Z点,,得。
【解析】A.曲线②表示的分布系数与溶液的变化关系,A错误;B.的水解常数,故的电离程度大于水解程度,溶液中,即,B正确;C.,C错误;D.时,根据电荷守恒,得,D错误;故选 B。
10.(25-26高二上·河南平顶山·期末)一甲胺作为一元弱碱,在水溶液中存在电离平衡: 。下列说法错误的是
A.能与HCl反应生成是强电解质
B.25℃,一甲胺溶液稀释后,溶液中各离子浓度均减小
C.25℃,的水解平衡常数
D.溶液中,存在
【答案】B
【解析】A.一甲胺()作为弱碱能与HCl反应生成,且是盐类,属于强电解质,完全电离,A正确;B.稀释一甲胺溶液后,电离平衡右移,但因减小且不变,浓度增大,而和浓度减小,因此并非所有离子浓度均减小,B错误;C.的水解平衡常数,C正确;D.溶液中,(不水解),(因水解略有减小),,,满足,D正确;故答案为:B。
11.(25-26高二下·广东江门·期中)常温下,向10 mL 0.100 mol·L-1的H2A溶液中逐滴加入0.100 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg X[X代表或]随pH的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.曲线I代表,曲线Ⅱ代表
B.HA-的电离常数
C.M点的溶液中:c(H2A)>c(A2-)
D.滴加10 mL NaOH溶液时,溶液中c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+2c(A2-)
【答案】B
【解析】A.的电离平衡为,电离常数,变形可得,两边取对数得,随pH增大而增大,故曲线Ⅰ代表,曲线Ⅱ代表,A错误;B.曲线Ⅱ代表,的电离平衡为,电离常数,变形可得,两边取对数得。代入图中N点坐标可得,解得,所以,B正确;C.M点的溶液中=,故c(H2A)=c(A2-),C错误;D.滴加10 mL NaOH溶液时,理论上恰好生成NaHA,根据元素守恒可知c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-),D错误;故答案选B。
12.(25-26高二上·福建·期末)在浓度均为的、、混合溶液中通入气体,溶液中和(代表上述三种酸根离子)的分布系数与关系如图所示。已知的分布系数。下列说法正确的是
A.酸性强弱: B.HZ的电离常数
C.水的电离程度: D.图中交点处的
【答案】D
【分析】从图中可知:HX的Ka对应pH=4.4,故Ka(HX)=10-4.4;HY的Ka对应pH=8.2,故Ka(HX)=10-8.2;HZ的Ka对应pH=10.2,故Ka(HX)=10-10.2。
【解析】A.酸性强弱由Ka决定,Ka越大酸性越强,故,故A错误;B.由分析可知,HZ的电离常数,故B错误;C.NaX、NaY、NaZ均为强碱弱酸盐,A-水解促进水的电离:pH越小(酸性越强),A-水解程度越小,水的电离程度越小;a、b、c三点的pH:a<b<c,故水的电离程度:,故C错误;D.点d处,c(HX)= c(Y-),c(HY)=c(X-),又Ka(HX) Ka(HY)= ,故可得c(H+)=10-6.3mol/L,,故D正确;故选D。
13.(25-26高二上·云南曲靖·期末)常温下,0.1 mol·L-1的醋酸溶液中,c(H⁺)约为1.34×10-3 mol·L-1,则醋酸的电离度α=________,电离常数Ka=________。
【答案】1.34% 1.8×10-5
【解析】电离度是弱电解质达到电离平衡时,已电离的电解质浓度占初始总浓度的百分比。即,已知初始醋酸浓度,,代入数据得;
醋酸的电离平衡为,电离常数表达式为:,由于醋酸电离度极小,平衡时未电离的,且,代入数据得:。
14.(25-26高二上·上海·期中)已知,部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HClO
电离平衡常数
(1)写出氢硫酸的电离方程式___________。
(2)0.1 mol/L的①醋酸溶液②氢硫酸溶液③盐酸溶液,浓度由大到小的顺序为___________。
A.②>③>① B.③>②>① C.③>①>②
(3)下列物质不能与反应的是___________。(不定项)
A. B.NaHCO3 C. D.NaHS
(4)将通入溶液中,当溶液中时,溶液中___________。
【答案】(1)、 (2)C (3)B (4)
【解析】(1)氢硫酸(H2S)为二元弱酸,在水溶液中分步电离,电离方程式为、;
(2)电离常数越大,对应酸的酸性越强,根据表中数据,可知酸性强弱顺序为,而HCl为强酸,则①醋酸溶液②氢硫酸溶液③盐酸溶液的酸性:③>①>②,0.1 mol/L的3种溶液中,由大到小顺序为③>①>②,故选C;
(3)已知酸性,根据“强酸制弱酸”原理,不能与NaClO反应的是NaHCO3,因为硫氢化钠具有还原性,能与具有氧化性的次氯酸钠发生氧化还原反应,所以D项不符合题意,故选B;
(4)H2S的电离常数,将H2S通入NaOH溶液中,当溶液中时,。
15.(25-26高二下·湖南长沙·期中)合成氨的发明与工业化生产是20世纪最伟大的科学与工程成就之一,它彻底改变了农业肥料依赖自然条件的局面,大幅提高了单位面积粮食产量,被誉为“从空气中制造面包”的发明,是人类利用科学技术突破自然资源限制、实现可持续发展的典范。目前工业上通常以铁为催化剂,在400~500℃、20~50MPa压强下,通过与反应制得合成氨。其热化学方程式为 。
(1)为了提高氨气的产率除了控制温度和压强外,还可以采用___________。
(2)也是一种重要的氮氢化合物,具有强还原性。可通过与NaClO溶液在碱性条件下反应制取,反应的离子方程式为___________;反应时氨气必须过量,原因是___________。
(3)是一种二元弱碱,在水中的电离方程式和常温下的电离平衡常数为:
则常温下的溶液的___________。
【答案】(1)及时分离氨气(或循环操作)
(2) 防止被过量NaClO氧化
(3)10
【解析】(1)合成氨为气体分子总数减小的放热反应,可通过增大压强、降低温度、及时分离氨气,或将废气循环利用,提高氨气的产率;
(2)与NaClO溶液在碱性条件下反应制取,对应的离子方程式为;为了防止被过量NaClO氧化,反应时氨气必须过量;
(3)因,常温下的溶液以第一步电离为主,则,,,pH;
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司1 / 10
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。