3.1 电离平衡(8大题型专练,黑吉辽蒙专用)化学人教版选择性必修1
2026-09-28
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内容正文:
第一节 电离平衡(题型突破·举一反三)
▌题型01 强、弱电解质的判断
强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能全部电离的电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
电解质在溶液中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有电解质分子
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①多数盐(包括难溶性盐);
②强酸,如HCl、H2SO4等;
③强碱,如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸,如CH3COOH、HClO等;
②弱碱,如NH3·H2O等;
③水
【典例1】C
【变式1-1】B
【变式1-2】C
【变式1-3】D
▌题型02 电解质电离方程式的书写
电解质电离方程式的书写(在水溶液中)
类型
电离特点
电离方程式(举例)
强电解质
强酸、强碱、大多数盐
完全电离,用“===”
H2SO4===2H++SO
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
CuSO4===Cu2++SO
强酸的酸式盐
完全电离(“全拆”)
NaHSO4===Na++H++SO
弱酸的酸式盐
酸根离子部分电离(“半拆”)
NaHCO3===Na++HCO、
HCOH++CO
弱电解质
一元弱酸、一元弱碱、水
部分电离
CH3COOHCH3COO-+H+
NH3·H2ONH+OH-
H2OH++OH-
多元弱酸
分步电离,以第一步为主,分步书写
H2SO3H++HSO、
HSOH++SO
多元弱碱
分步电离(较复杂),一步写出即可
Cu(OH)2Cu2++2OH-
【典例2】A
【变式2-1】B
【变式2-2】A
【变式2-3】D
▌题型03 电解质溶液的导电性
(1)电解质溶液的导电原理
电解质溶液中的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向定向移动,形成电流。
[特别提醒] 金属导电的原因在于金属内部存在大量自由移动的电子。
(2)影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液中离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
【典例3】D
【变式3-1】C
【变式3-2】D
【变式3-3】B
▌题型04 外界因素对弱电解质电离平衡的影响
影响弱电解质电离平衡的因素
(1)内因:电解质本身的性质决定了弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小。
(2)外因
①温度:由于弱电解质的电离过程吸热,因此升高温度,电离平衡向电离方向移动,弱电解质的电离程度增大。
②浓度:同一弱电解质,增大溶液的浓度,电离平衡向电离方向移动,但弱电解质的电离程度减小;稀释溶液时,电离平衡向电离方向移动,且弱电解质的电离程度增大,但往往会使溶液中离子的浓度减小。
③相同离子:在弱电解质溶液中加入与弱电解质电离产生相同离子的强电解质,电离平衡将向电离的反方向移动,即抑制弱电解质的电离。
④化学反应:在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质,电离平衡向电离方向移动,即促进弱电解质的电离。
以CH3COOHCH3COO-+H+为例:
条件改变
平衡移动
电离程度
n(H+)
c(H+)
导电能力
加水
正向
增大
增大
减小
减弱
升温
正向
增大
增大
增大
增强
加醋酸钠(s)
逆向
减小
减小
减小
增强
通HCl(g)
逆向
减小
增大
增大
增强
加NaOH(s)
正向
增大
减小
减小
增强
【典例4】C
【变式4-1】C
【变式4-2】D
【变式4-3】D
▌题型05 一元强酸与一元弱酸的比较
1.证明HA为一元弱酸的方法
角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离。
(1)测定一定浓度的HA溶液的pH。
(2)与同浓度盐酸比较和锌反应的快慢。
(3)与同浓度的盐酸比较导电性。
角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动。
(1)从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。
(2)从升高温度后pH的变化判断。
(3)从等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与过量的锌反应生成H2的量判断。
2.一元强酸与一元弱酸的比较
(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
【典例5】A
【变式5-1】B
【变式5-2】A
【变式5-3】C
▌题型06 电离常数的理解
1.电离平衡常数: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(弱酸在水中的电离常数通常用Ka表示,弱碱用Kb表示)。
2.表示方法
(1)一元弱酸在水中的电离常数:
如CH3COOH:电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=
(2)一元弱碱在水中的电离常数:
如NH3·H2O:电离方程式为NH3·H2ONH+OH-
Kb=
(3)多元弱酸的电离是分步进行的,每一步电离都有各自的电离常数。如H2CO3:
H2CO3H++HCO
Ka1=
HCOH++CO
Ka2=
比较多元弱酸的各步电离常数可以发现,Ka1>Ka2>Ka3>……当K a1≫Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。多元弱碱的情况与多元弱酸的类似。
【典例6】B
【变式6-1】B
【变式6-2】A
【变式6-3】A
▌题型07 影响电离平衡常数的因素
(1)内因:同一温度下,不同弱电解质的电离常数不同,说明电离常数由弱电解质的性质所决定。
(2)外因:弱电解质的电离常数只受温度影响,与溶液的浓度无关。由于弱电解质的电离过程吸热,故电离常数随着温度的升高而增大。
【典例7】C
【变式7-1】C
【变式7-2】C
【变式7-3】D
▌题型08 电离常数的计算与应用
1.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Ka==≈
2.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)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。
(4)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8】B
【变式8-1】D
【变式8-2】B
【变式8-3】B
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第一节 电离平衡(题型突破·举一反三)
题型01 强、弱电解质的判断
题型02 电解质电离方程式的书写
题型03 电解质溶液的导电性
题型04 外界因素对弱电解质电离平衡的影响
题型05 一元强酸与一元弱酸的比较
题型06 电离常数的理解
题型07 影响电离平衡常数的因素
题型08 电离常数的计算与应用
▌题型01 强、弱电解质的判断
强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能全部电离的电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
电解质在溶液中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有电解质分子
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①多数盐(包括难溶性盐);
②强酸,如HCl、H2SO4等;
③强碱,如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸,如CH3COOH、HClO等;
②弱碱,如NH3·H2O等;
③水
【典例1】(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段检测)下列事实不能证明是弱电解质的有几个
①稀溶液中存在分子
②相同条件下,用等浓度的和溶液做导电实验,后者灯泡暗
③等浓度、等体积的盐酸和溶液中和碱时,中和碱的能力相同
④滴入石蕊溶液,溶液显浅红色
⑤与反应放出气体
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】①HNO2溶液存在分子,说明未完全电离,能证明其为弱电解质;
②相同条件下,导电性弱于HCl,说明HNO2电离度低,能证明为弱电解质;
③因两者均为一元酸,中和碱的能力相同,无法证明是弱电解质;
④浅红色说明浓度较低,但是无对照实验,不能证明是弱电解质;
⑤与CaCO3反应仅说明酸性强于碳酸,无法证明是弱电解质。
不能证明的为③④⑤,共3个。
故选C。
【变式1-1】(25-26高二上·辽宁·阶段检测)下列说法能说明为弱电解质的是
A.氨水的导电能力弱于溶液
B.稀氨水中存在和
C.氨水能与硫酸发生反应
D.氨水pH大于7
【答案】B
【详解】A.导电能力弱于NaOH溶液不能直接说明NH3·H2O是弱电解质,因为导电性与离子浓度有关,未明确浓度是否相同,A不符合题意;
B.稀氨水中同时存在和NH3·H2O,说明NH3·H2O部分电离,存在电离平衡,符合弱电解质的特征,B正确;
C.与硫酸反应是碱的通性,强碱(如NaOH)也能与酸反应,无法证明NH3·H2O为弱电解质,C不符合题意;
D.pH>7仅说明溶液呈碱性,强碱(如NaOH)溶液pH也大于7,无法区分强弱电解质,D不符合题意;
综上所述,答案为B。
【变式1-2】(23-24高二上·内蒙古包头·阶段检测)下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项类别
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
HClO
Fe(OH)3
非电解质
蔗糖
BaSO4
酒精
H2O
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.在水溶液或熔融状态下能导电的化合物是电解质,Fe是单质,不是化合物,则不是强电解质,A错误;
B.NH3在水溶液和熔融状态下都不能导电,是非电解质,BaSO4在熔融状态下能导电,是电解质,B错误;
C.CaCO3在熔融状态下能导电,完全电离,是强电解质,HClO在水溶液中部分电离,是弱电解质,酒精在水溶液和熔融状态下都不能导电,是非电解质,C正确;
D.H2O能部分电离,属于电解质,D错误;
故选C。
【变式1-3】(25-26高二上·吉林长春·阶段检测)下列事实一定能说明HF是弱酸的是
A.HF与NaCl不能发生反应
B.用HF溶液做导电性实验,灯泡很暗
C.HF与水能以任意比混溶
D.常温下0.1 mol/L的HF溶液的pH为2.3
【答案】D
【详解】A.若HF为强酸,但酸性比HCl弱,也不能与NaCl反应,A不符题意;
B.HF溶液做导电性实验,灯泡很暗,说明溶液导电性差,即溶液中离子浓度低,可能为HF是强酸,在水中发生完全电离,但HF初始浓度极低导致溶液中离子浓度低,B不符题意;
C.HF可与水分子之间形成氢键,与水任意比混溶,与其酸性没有关系,C不符题意;
D.常温下0.1 mol/L的HF溶液的pH为2.3,说明HF发生电离,且未完全电离(完全电离pH为1),D符合题意;
故选D。
▌题型02 电解质电离方程式的书写
电解质电离方程式的书写(在水溶液中)
类型
电离特点
电离方程式(举例)
强电解质
强酸、强碱、大多数盐
完全电离,用“===”
H2SO4===2H++SO
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
CuSO4===Cu2++SO
强酸的酸式盐
完全电离(“全拆”)
NaHSO4===Na++H++SO
弱酸的酸式盐
酸根离子部分电离(“半拆”)
NaHCO3===Na++HCO、
HCOH++CO
弱电解质
一元弱酸、一元弱碱、水
部分电离
CH3COOHCH3COO-+H+
NH3·H2ONH+OH-
H2OH++OH-
多元弱酸
分步电离,以第一步为主,分步书写
H2SO3H++HSO、
HSOH++SO
多元弱碱
分步电离(较复杂),一步写出即可
Cu(OH)2Cu2++2OH-
【典例2】(25-26高二上·吉林长春·期中)下列电离方程式的书写正确的是
A.的电离:
B.的电离:
C.的电离:
D.水溶液中的电离:
【答案】A
【详解】A.是弱电解质,部分电离,的电离一步完成,电离方程式为:,A正确;
B.是多元弱酸,分步电离,第一步电离方程式为离:,B错误;
C.是强电解质,完全电离,电离方程式为:,C错误;
D.是强电解质,在水溶液中完全电离出、,电离方程式为:,D错误;
答案选A。
【变式2-1】(24-25高二上·吉林·阶段检测)下列电解质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.HNO3为强酸,在水溶液中发生完全电离,其电离方程式为,A不正确;
B.NH4Cl为可溶性盐,在水溶液中发生完全电离,其电离方程式为,B正确;
C.H2CO3为二元弱酸,分步发生部分电离,其电离方程式为,C不正确;
D.CH3COOH为一元弱酸,在水溶液中发生部分电离,其电离方程式为,D不正确;
故选B。
【变式2-2】(24-25高二上·辽宁抚顺·期中)下列电解质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.硫酸氢钠是强酸的酸式盐,在水溶液中完全电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子,电离方程式为,A正确;
B.甲酸是一元弱酸,部分电离,电离方程式为,B错误;
C.氯化铵是强电解质,在水溶液中完全电离,电离方程式为,C错误;
D.亚硫酸是二元弱酸,分两步部分电离,电离方程式为、,D错误;
故选A。
【变式2-3】(25-26高二上·内蒙古锡林郭勒·阶段检测)在水溶液中,下列物质的电离方程式书写正确的是
A. B.HF=H++F-
C. D.
【答案】D
【详解】A.NaHCO3是强电解质,但为弱酸根,应分步电离:、,A错误;
B.HF为弱酸,电离应使用可逆符号:HF⇌H⁺+F⁻,B错误;
C.H2SO3是二元弱酸,应分步电离:(第一步),(第二步),C错误;
D.NH3·H2O是弱碱,部分电离且用可逆符号:,D正确;
故选D。
▌题型03 电解质溶液的导电性
(1)电解质溶液的导电原理
电解质溶液中的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向定向移动,形成电流。
[特别提醒] 金属导电的原因在于金属内部存在大量自由移动的电子。
(2)影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液中离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
【典例3】(24-25高二上·内蒙古·期中)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加蒸馏水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A.a、b、c三点溶液的:c<a<b
B.a、b、c三点的电离程度:c<a<b
C.a、b、c三点溶液用溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
D.向c点溶液加水,变小,不变
【答案】D
【分析】弱电解质的电离平衡,冰醋酸为纯醋酸,无水时几乎不电离,加水稀释发生电离:。初始阶段加水,醋酸电离程度增大,离子物质的量增加,离子浓度上升,溶液导电能力逐渐增大,到达点导电能力峰值;继续加水稀释,虽然电离平衡继续正向移动,电离程度进一步增大,但溶液体积增大占主导,离子总浓度下降,导电能力减弱,据此分析。
【详解】A.导电能力:,导电能力越强,越大,结合,可得:,A不符合题意;
B.弱电解质越稀越电离,加水量越大,醋酸电离程度越大,、、三点加水体积依次增大,电离程度:,B不符合题意;
C.、、三点均为同一份冰醋酸加水稀释得到,溶液中总物质的量不变,中和反应,消耗物质的量相等,溶液消耗体积相等,C不符合题意;
D.向点溶液加水,平衡正向移动,,稀释过程减小,不变,故该比值变小;,温度不变,、均不变,该比值不变,D符合题意;
故选D。
【变式3-1】(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)在一定温度下,冰醋酸加水稀释的过程中溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.最大的是b
B.的电离程度由大到小的顺序为
C.在a点溶液中加少量水,溶液中的增大
D.在冰醋酸加水稀释过程中,先增大再减小
【答案】C
【详解】A.醋酸为弱酸,随着加水稀释,醋酸的电离程度增大,氢离子物质的量应该一直增大,c点氢离子物质的量大于b点,A错误;
B.醋酸为弱酸,随着加水稀释,醋酸的电离程度增大,醋酸的电离程度应该是c>b>a,B错误;
C.由图可知,b点对应离子浓度达到最大值,因此在b点之前溶液中加少量水,溶液中的增大,C正确;
D.醋酸为弱酸,随着加水稀释,醋酸的电离程度增大,氢离子物质的量应该一直增大,D错误;
故选C。
【变式3-2】蚁酸(HCOOH)是最简单的羧酸,通常存在于蜂类、某些蚁类和毛虫的分泌物中。某温度下,向蚁酸中加水稀释的过程中溶液的导电能力如图所示。下列说法正确的是
A.蚁酸的电离方程式为HCOOH=HCOO-+H+
B.a、b、c三点对应溶液中氢离子浓度由小到大的顺序为a<b<c
C.蚁酸加水稀释过程中,c(H+)·c(OH-)变小
D.a、b、c三点中蚁酸的电离程度最大的点是c点
【答案】D
【详解】
A.蚁酸是弱酸,属于弱电解质,其电离方程式为HCOOHHCOO-+H+,A项错误;
B.溶液导电能力越强,氢离子浓度越大,a、b、c三点对应溶液中氢离子浓度由小到大的顺序为c<a<b,B项错误;
C.c(H+)·c(OH-)=Kw,Kw只受温度影响,加水稀释过程中Kw不变,C项错误;
D.溶液越稀,越促进蚁酸电离,则溶液中蚁酸的电离程度越大,所以蚁酸的电离程度最大的点是c点,D项正确;故选D。
【变式3-3】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。下列有关说法正确的是
A.三点溶液中c(CH3COO-):a>b>c
B.三点溶液的pH:c>a>b
C.三点溶液中醋酸的电离程度:b>a>c
D.三点溶液用等浓度的KOH溶液中和,消耗KOH溶液的体积:c>b>a
【答案】B
【详解】A.溶液导电能力与离子浓度正相关,三点导电能力为,故顺序为,A错误;
B.,越大pH越小,顺序与导电能力一致为,故pH顺序为,B正确;
C.弱电解质的电离遵循“越稀越电离”的规律,加水量,故电离程度为,C错误;
D.稀释过程中醋酸总物质的量不变,中和反应消耗的物质的量由醋酸总物质的量决定,故消耗等浓度溶液的体积为,D错误;
故选B。
▌题型04 外界因素对弱电解质电离平衡的影响
影响弱电解质电离平衡的因素
(1)内因:电解质本身的性质决定了弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小。
(2)外因
①温度:由于弱电解质的电离过程吸热,因此升高温度,电离平衡向电离方向移动,弱电解质的电离程度增大。
②浓度:同一弱电解质,增大溶液的浓度,电离平衡向电离方向移动,但弱电解质的电离程度减小;稀释溶液时,电离平衡向电离方向移动,且弱电解质的电离程度增大,但往往会使溶液中离子的浓度减小。
③相同离子:在弱电解质溶液中加入与弱电解质电离产生相同离子的强电解质,电离平衡将向电离的反方向移动,即抑制弱电解质的电离。
④化学反应:在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质,电离平衡向电离方向移动,即促进弱电解质的电离。
以CH3COOHCH3COO-+H+为例:
条件改变
平衡移动
电离程度
n(H+)
c(H+)
导电能力
加水
正向
增大
增大
减小
减弱
升温
正向
增大
增大
增大
增强
加醋酸钠(s)
逆向
减小
减小
减小
增强
通HCl(g)
逆向
减小
增大
增大
增强
加NaOH(s)
正向
增大
减小
减小
增强
【典例4】(25-26高二上·内蒙古赤峰·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,浓度增大
C.加入少量固体,减小
D.升高温度,醋酸的电离程度增大
【答案】C
【详解】A.加入少量冰醋酸,增大,电离平衡向正向移动,仅与温度有关,温度不变则保持不变,A正确;
B.加入少量固体,与反应消耗,溶液中浓度减小,电离平衡正向移动,浓度增大,B正确;
C.加入少量固体,完全电离使增大,电离平衡逆向移动,减小,由可知,不变、减小,故该比值增大,C错误;
D.醋酸的电离过程为吸热过程,升高温度电离平衡正向移动,醋酸的电离程度增大,D正确;
故选C。
【变式4-1】(25-26高二上·辽宁阜新·期中)稀氨水中存在着下列平衡:,若要使该平衡逆向移动,同时使c(OH-)增大(忽略溶解热),应采取的措施是
①加入适量NH4Cl固体 ②加入适量硫酸 ③加入适量NaOH固体 ④加入适量水
A.①②③ B.③④ C.③ D.①③
【答案】C
【详解】①加入NH4Cl固体会增加浓度,使平衡逆向移动,但OH-浓度减小,①不合题意;
②加入适量硫酸,将消耗溶液中OH-导致OH-浓度减小,平衡正向移动,根据勒夏特列原理可知,最终OH-浓度比原平衡更低,②不合题意;
③加入NaOH固体直接增大OH-浓度,迫使平衡逆向移动,同时满足c(OH-)增大的条件,③符合题意;
④加入适量水促进弱电解质的电离,即电离平衡正向移动,但OH-浓度减小,④不合题意;
综上分析只有③符合题意,故答案为:C。
【变式4-2】(25-26高二上·吉林延边·阶段检测)在已达到电离平衡的0.1 的醋酸溶液中,欲使平衡向电离的方向移动,同时使溶液的酸性增强,应采取的措施是
A.加少量氯化钠溶液 B.加少量醋酸钠晶体
C.加少量0.1 稀硫酸 D.加热
【答案】D
【详解】A.加氯化钠溶液稀释醋酸,促进电离,但H⁺浓度降低,酸性减弱,不符合题意;
B.加醋酸钠晶体增加CH3COO⁻浓度,抑制电离,H⁺浓度降低,不符合题意;
C.加稀硫酸引入大量H+,抑制醋酸电离,平衡左移,但H⁺总浓度增加,酸性增强,但电离方向不符合要求;
D.加热促进醋酸电离(吸热反应),平衡右移,H+浓度增大,酸性增强,符合题意;
故选D。
【变式4-3】(25-26高二上·吉林延边·期中)CH3COOH的电离方程式为CH3COOHH++CH3COO-,25℃时,0.1mol·L-1CH3COOH溶液的Ka=1.8×10-5。下列说法正确的是
A.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,c(H+)减小
B.向该溶液中加少量CH3COONa固体,平衡正向移动
C.该温度下0.01mol·L-1CH3COOH溶液的Ka<1.8×10-5
D.升高温度,c(H+)增大,Ka变大
【答案】D
【详解】A.向该溶液中滴加浓盐酸,虽然平衡逆向移动,但浓盐酸引入大量H⁺,导致c(H⁺)增大,A错误;
B.加入CH3COONa固体会增加CH3COO-浓度,平衡逆向移动,B错误;
C.电离常数Ka仅与温度有关,浓度变化不影响Ka,故0.01mol/L溶液的Ka仍为1.8×10-5,C错误;
D.升高温度促进电离(吸热反应),c(H+)增大,Ka随温度升高而增大,D正确;
故选D。
▌题型05 一元强酸与一元弱酸的比较
1.证明HA为一元弱酸的方法
角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离。
(1)测定一定浓度的HA溶液的pH。
(2)与同浓度盐酸比较和锌反应的快慢。
(3)与同浓度的盐酸比较导电性。
角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动。
(1)从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。
(2)从升高温度后pH的变化判断。
(3)从等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与过量的锌反应生成H2的量判断。
2.一元强酸与一元弱酸的比较
(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
【典例5】向两个反应器中各加入0.05g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2mL 2mol/L的盐酸和醋酸,测得反应器内气体的压强随时间变化如图所示。下列有关判断错误的是
A.盐酸与镁反应产生的氢气比醋酸的更多
B.开始时,两个反应的速率:v(HCl)>v(CH3COOH)
C.反应结束时两个锥形瓶内气体的压强基本相等
D.相同条件下,同浓度的盐酸比醋酸的导电能力更强
【答案】A
【详解】A.,,过量,最终生成的量由酸的物质的量决定,二者产生的量相等,A错误;
B.是强酸完全电离,起始时更大,反应速率更快,结合图像中盐酸对应曲线斜率更大,可知,B正确;
C.最终二者生成的物质的量相等,相同条件下反应器内气体压强基本相等,结合图像最终曲线几乎重合也可验证,C正确;
D.同浓度下完全电离,溶液中自由移动离子浓度更大,导电能力比醋酸更强,D正确;
故选A。
【变式5-1】向两个锥形瓶中分别加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入盐酸、醋酸溶液,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为放热反应
B.上述两种酸溶液的导电能力相同
C.醋酸的平均反应速率呈现“慢—快—慢”的趋势
D.300 s内平均反应速率
【答案】B
【详解】A. 金属与酸的反应通常为放热反应,且反应过程中气体压强增大除生成H2外,温度升高也会使压强增大,A正确;
B. 盐酸为强酸完全电离,醋酸为弱酸部分电离,相同浓度下盐酸中离子浓度更大,导电能力更强,B不正确;
C. 醋酸反应初期H+浓度低速率慢,随着反应进行醋酸电离平衡右移且反应放热促进电离,H+浓度增大速率加快,后期反应物浓度降低速率减慢,呈现“慢—快—慢”趋势,C正确;
D. 300s时两反应均结束,生成H2量相同,平均反应速率(总气体量变化/时间)相等,D正确;
故选B。
【变式5-2】(24-25高二上·吉林长春·阶段检测)体积相同,pH也相同的HCl和HClO溶液分别与足量NaOH溶液反应,消耗的NaOH体积:
A.HClO多 B.HCl多 C.一样多 D.无法比较
【答案】A
【详解】HCl是强酸完全电离,HClO是弱酸部分电离,pH相同时HCl的物质的量浓度小于HClO,等体积时HClO的总物质的量更大,与足量NaOH反应时HClO消耗的NaOH更多,故选A;
【变式5-3】在两个密闭的锥形瓶中,0.05g形状相同的镁条(过量)分别与的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如图,下列说法正确的是
A.虚线代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
B.溶液完全中和上述两种酸溶液,盐酸消耗NaOH溶液的体积更大
C.反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均快于醋酸与Mg反应的化学反应速率
【答案】C
【详解】A.盐酸和醋酸浓度和体积相同,因为醋酸为弱酸不完全电离,溶液中氢离子浓度小于盐酸,与镁反应时生成气体速率较慢,故初始时压强增大的速率慢于盐酸,因此实线表示盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线,A错误;
B.两种酸都是一元酸且物质的量相同,1mol/LNaOH溶液完全中和上述两种酸溶液,消耗的NaOH溶液的体积一样大,B错误;
C.醋酸中存在电离平衡,电离出的H+和镁条不断反应,促进醋酸的电离平衡正向进行,由于醋酸和盐酸的浓度体积均相同,两份溶液最终产生的氢气总量基本相等,C正确;
D.通过比较图中曲线的斜率来比较两种酸与Mg反应的速率,从图中可知,100s后的一段时间内,醋酸曲线的斜率大于盐酸,说明此时醋酸与Mg反应的速率大于盐酸与Mg反应的速率,D错误;
故选C。
▌题型06 电离常数的理解
1.电离平衡常数: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(弱酸在水中的电离常数通常用Ka表示,弱碱用Kb表示)。
2.表示方法
(1)一元弱酸在水中的电离常数:
如CH3COOH:电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=
(2)一元弱碱在水中的电离常数:
如NH3·H2O:电离方程式为NH3·H2ONH+OH-
Kb=
(3)多元弱酸的电离是分步进行的,每一步电离都有各自的电离常数。如H2CO3:
H2CO3H++HCO
Ka1=
HCOH++CO
Ka2=
比较多元弱酸的各步电离常数可以发现,Ka1>Ka2>Ka3>……当K a1≫Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。多元弱碱的情况与多元弱酸的类似。
【典例6】下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.向一元弱酸溶液中加入少量水,溶液中减小
B.向的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大
C.向一定浓度的醋酸溶液中加水稀释,则溶液中增大
D.时,向氨水中不断通入,随着的不断通入,不断增大
【答案】B
【详解】A.加水稀释促进一元弱酸电离,但是电离增大程度小于溶液体积增大程度,所以溶液中减小,温度不变电离常数不变,则溶液中增大,A错误;
B.加入硫酸铵,溶液中增大,抑制氨水电离,溶液中减小,溶液中增大,B正确;
C.温度不变醋酸电离常数不变,溶液中不变,C错误;
D.随着的通入,与反应生成碳酸铵,溶液中增大,减小,D错误;
故答案选B。
【变式6-1】向氨水中加入蒸馏水,将其稀释到后,下列说法中不正确的是
A.的电离程度增大 B.的增大
C.的数目增多 D.增大
【答案】B
【详解】A.是弱电解质,加水稀释会促进弱电解质电离,其电离程度增大,A正确;
B.弱电解质的电离平衡常数仅与温度有关,稀释过程中温度不变,保持不变,B错误;
C.加水稀释促进电离,电离产生的数目增多,C正确;
D.同一溶液中体积相同,,稀释后增大,减小,故该比值增大,D正确;
答案选B。
【变式6-2】(24-25高二上·辽宁铁岭·期中)下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是
A.组成相似时电离平衡常数(K)越小,表示弱电解质电离能力越弱
B.电离平衡常数(K)与温度无关
C.不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数(K)不同
D.多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为
【答案】A
【详解】A.当弱电解质组成相似时,电离平衡常数(K)越小,意味着弱电解质电离出离子的程度越低,即电离能力越弱,故A正确;
B.弱电解质的电离过程是吸热过程,温度变化会影响电离平衡的移动,因此电离平衡常数(K)与温度有关,温度升高,电离平衡常数通常增大,故B错误;
C.电离平衡常数(K)只与温度和弱电解质本身的性质有关,与弱电解质的浓度无关,不同浓度的同一弱电解质,只要温度相同,其电离平衡常数(K)就相同,故C错误;
D.多元弱酸的电离是分步进行的,第一步电离出的H⁺会抑制后续的电离过程,且后续电离需要克服更多的电荷间作用力,因此各步电离平衡常数相互关系为,故D错误;
故选A。
【变式6-3】常温下,将醋酸溶液加水稀释,醋酸的、溶液中的、溶液导电性的变化均正确的是
A.不变、增大、减小 B.增大、增大、减小
C.不变、减小、增大 D.减小、减小、增大
【答案】A
【详解】醋酸电离:,电离平衡常数只由温度决定,温度不变,不变;稀释减小,不变,则增大;加水稀释促进醋酸电离,但离子总浓度降低,溶液导电性减小,A正确;
故选A。
▌题型07 影响电离平衡常数的因素
(1)内因:同一温度下,不同弱电解质的电离常数不同,说明电离常数由弱电解质的性质所决定。
(2)外因:弱电解质的电离常数只受温度影响,与溶液的浓度无关。由于弱电解质的电离过程吸热,故电离常数随着温度的升高而增大。
【典例7】醋酸溶液中存在电离平衡:,下列叙述错误的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数增大
B.25℃时,的溶液加水稀释,溶液中将增大
C.25℃时,溶液中加少量的固体,平衡逆向移动,电离常数减小
D.25℃时,欲使醋酸溶液的增大和电离程度减小,可加入少量冰醋酸
【答案】C
【详解】A.醋酸的电离过程吸热,升高温度促进电离,平衡正向移动,电离常数只与温度有关,温度升高增大,A正确;
B.醋酸电离常数,温度不变不变,加水稀释时减小,故增大,B正确;
C.加入少量固体,溶液中增大,平衡逆向移动,但电离常数只与温度有关,温度不变不变,C错误;
D.加入少量冰醋酸,醋酸浓度增大,电离平衡正向移动,增大;弱电解质浓度越大电离程度越小,故电离程度减小,D正确;
故答案选C。
【变式7-1】25℃时,四种酸的电离平衡常数如表所示。下列说法错误的是
化学式
电离平衡常数
A.25℃时,浓度相同的、、溶液中:
B.25℃时,的盐酸和亚磷酸溶液等体积混合,溶液仍为4
C.25℃时,相同的碳酸溶液和溶液分别加水稀释100倍,碳酸溶液的变化更大
D.25℃时,体积相同、相同的上述四种溶液,与足量碱发生反应时,碳酸能消耗的最多
【答案】C
【详解】A.25℃时,弱酸的电离常数越小,酸性越弱,浓度相同的溶液中氢离子浓度越小,由电离常数可知,酸性强弱顺序为:,则浓度相同的三种酸溶液中氢离子浓度的大小顺序为:,A正确;
B.盐酸是强酸,在溶液中完全电离,而亚磷酸为二元弱酸,在溶液中分步电离,以一级电离为主,则pH为4的盐酸和亚磷酸溶液等体积混合后,溶液中亚磷酸和亚磷酸氢根离子的浓度都为原溶液的,温度不变,电离常数Ka1不变,所以混合溶液中pH仍为4,B正确;
C.碳酸为二元弱酸,在溶液中分步电离,以一级电离为主,由电离常数可知,氢氟酸的酸性强于碳酸,所以pH相同的碳酸溶液和氢氟酸溶液分别加水稀释100倍后,酸性强的氢氟酸溶液pH变化大,C错误;
D.pH相同的弱酸溶液,酸性越弱,酸溶液的浓度越大,由电离常数可知,碳酸的酸性最弱,酸溶液的浓度最大,且为二元酸,所以体积相同、pH相同的四种酸溶液与足量碱发生反应时,碳酸能消耗的氢氧根离子最多,D正确;
故选C。
【变式7-2】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
酸
HX
HY
HZ
电离平衡常数Ka
9×10-7
9×10-6
1×10-2
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溶液的体积相同
D.相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数大于0.1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数
【答案】C
【详解】A.相同温度下,酸的电离常数越大,酸性越强,则酸性HX<HY<HZ,A错误;
B.根据“强酸制弱酸”原理,反应HZ+Y-=HY+Z-能够发生,B错误;
C.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正确;
D.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错误;
故答案选C。
【变式7-3】醋酸溶液中存在电离平衡,下列叙述不正确的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数K增大
B.溶液加入少量的固体,平衡逆向移动
C.的溶液加水稀释,溶液中减小
D.室温下,溶液的浓度越大,的电离程度越大
【答案】D
【详解】A.醋酸电离吸热,升温使平衡正向移动,Ka增大,A正确;
B.加入CH3COONa固体,c(CH3COO⁻)增大,平衡逆向移动,B正确;
C.稀释时,溶液中c(H+)减小,=减小,C正确; ∙
D.醋酸为弱电解质,浓度越大,电离程度(α)反而越小,D错误;
故选D。
▌题型08 电离常数的计算与应用
1.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Ka==≈
2.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)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。
(4)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8】(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
【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8-1】二元弱酸的电离过程是吸热过程。常温下,电离常数、。下列说法中错误的是
A.升高温度后,、均增大
B.溶液中,大于
C.该温度下的溶液中
D.向溶液中加水稀释过程中减小
【答案】D
【详解】A.电离是吸热过程,温度升高,促进电离,、均增大,故A正确;
B.溶液中既电离也水解,其水解常数Kh=,的电离程度大于水解程度,则溶液显酸性,大于,故B正确;
C.电离以第一步电离为主,且电离是微弱的,则,,,=,故C正确;
D.=,加水稀释时不变,减小,则增大,故D错误;
故选:D。
【变式8-2】(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。
【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8-3】(25-26高二上·内蒙古赤峰·阶段检测)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.三种酸的酸性强弱顺序为:
B.常温下,向溶液中加入固体,的值不变
C.少量草酸与足量溶液反应的离子方程式:
D.的草酸溶液中,
【答案】B
【详解】A.电离平衡常数越大,酸性越强,因此根据表中数据得到酸性强弱关系为,A正确;
B.向HCN溶液中加入NaOH固体,会消耗HCN电离出的,导致溶液中降低,根据公式,温度不变不变,但减小,比值会增大,B错误;
C.由于酸性,足量可与草酸的两个H+反应,生成和,离子方程式正确,C正确;
D.根据的电离常数得到,当pH=2时, , 代入数据得,D正确;
故答案选B。
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第一节 电离平衡(题型突破·举一反三)
题型01 强、弱电解质的判断
题型02 电解质电离方程式的书写
题型03 电解质溶液的导电性
题型04 外界因素对弱电解质电离平衡的影响
题型05 一元强酸与一元弱酸的比较
题型06 电离常数的理解
题型07 影响电离平衡常数的因素
题型08 电离常数的计算与应用
▌题型01 强、弱电解质的判断
强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能全部电离的电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
电解质在溶液中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有电解质分子
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①多数盐(包括难溶性盐);
②强酸,如HCl、H2SO4等;
③强碱,如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸,如CH3COOH、HClO等;
②弱碱,如NH3·H2O等;
③水
【典例1】(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段检测)下列事实不能证明是弱电解质的有几个
①稀溶液中存在分子
②相同条件下,用等浓度的和溶液做导电实验,后者灯泡暗
③等浓度、等体积的盐酸和溶液中和碱时,中和碱的能力相同
④滴入石蕊溶液,溶液显浅红色
⑤与反应放出气体
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式1-1】(25-26高二上·辽宁·阶段检测)下列说法能说明为弱电解质的是
A.氨水的导电能力弱于溶液
B.稀氨水中存在和
C.氨水能与硫酸发生反应
D.氨水pH大于7
【变式1-2】(23-24高二上·内蒙古包头·阶段检测)下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项类别
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
HClO
Fe(OH)3
非电解质
蔗糖
BaSO4
酒精
H2O
A.A B.B C.C D.D
【变式1-3】(25-26高二上·吉林长春·阶段检测)下列事实一定能说明HF是弱酸的是
A.HF与NaCl不能发生反应
B.用HF溶液做导电性实验,灯泡很暗
C.HF与水能以任意比混溶
D.常温下0.1 mol/L的HF溶液的pH为2.3
▌题型02 电解质电离方程式的书写
电解质电离方程式的书写(在水溶液中)
类型
电离特点
电离方程式(举例)
强电解质
强酸、强碱、大多数盐
完全电离,用“===”
H2SO4===2H++SO
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
CuSO4===Cu2++SO
强酸的酸式盐
完全电离(“全拆”)
NaHSO4===Na++H++SO
弱酸的酸式盐
酸根离子部分电离(“半拆”)
NaHCO3===Na++HCO、
HCOH++CO
弱电解质
一元弱酸、一元弱碱、水
部分电离
CH3COOHCH3COO-+H+
NH3·H2ONH+OH-
H2OH++OH-
多元弱酸
分步电离,以第一步为主,分步书写
H2SO3H++HSO、
HSOH++SO
多元弱碱
分步电离(较复杂),一步写出即可
Cu(OH)2Cu2++2OH-
【典例2】(25-26高二上·吉林长春·期中)下列电离方程式的书写正确的是
A.的电离:
B.的电离:
C.的电离:
D.水溶液中的电离:
【变式2-1】(24-25高二上·吉林·阶段检测)下列电解质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【变式2-2】(24-25高二上·辽宁抚顺·期中)下列电解质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【变式2-3】(25-26高二上·内蒙古锡林郭勒·阶段检测)在水溶液中,下列物质的电离方程式书写正确的是
A. B.HF=H++F-
C. D.
▌题型03 电解质溶液的导电性
(1)电解质溶液的导电原理
电解质溶液中的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向定向移动,形成电流。
[特别提醒] 金属导电的原因在于金属内部存在大量自由移动的电子。
(2)影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液中离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
【典例3】(24-25高二上·内蒙古·期中)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加蒸馏水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A.a、b、c三点溶液的:c<a<b
B.a、b、c三点的电离程度:c<a<b
C.a、b、c三点溶液用溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
D.向c点溶液加水,变小,不变
【变式3-1】(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)在一定温度下,冰醋酸加水稀释的过程中溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.最大的是b
B.的电离程度由大到小的顺序为
C.在a点溶液中加少量水,溶液中的增大
D.在冰醋酸加水稀释过程中,先增大再减小
【变式3-2】蚁酸(HCOOH)是最简单的羧酸,通常存在于蜂类、某些蚁类和毛虫的分泌物中。某温度下,向蚁酸中加水稀释的过程中溶液的导电能力如图所示。下列说法正确的是
A.蚁酸的电离方程式为HCOOH=HCOO-+H+
B.a、b、c三点对应溶液中氢离子浓度由小到大的顺序为a<b<c
C.蚁酸加水稀释过程中,c(H+)·c(OH-)变小
D.a、b、c三点中蚁酸的电离程度最大的点是c点
【变式3-3】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。下列有关说法正确的是
A.三点溶液中c(CH3COO-):a>b>c
B.三点溶液的pH:c>a>b
C.三点溶液中醋酸的电离程度:b>a>c
D.三点溶液用等浓度的KOH溶液中和,消耗KOH溶液的体积:c>b>a
▌题型04 外界因素对弱电解质电离平衡的影响
影响弱电解质电离平衡的因素
(1)内因:电解质本身的性质决定了弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小。
(2)外因
①温度:由于弱电解质的电离过程吸热,因此升高温度,电离平衡向电离方向移动,弱电解质的电离程度增大。
②浓度:同一弱电解质,增大溶液的浓度,电离平衡向电离方向移动,但弱电解质的电离程度减小;稀释溶液时,电离平衡向电离方向移动,且弱电解质的电离程度增大,但往往会使溶液中离子的浓度减小。
③相同离子:在弱电解质溶液中加入与弱电解质电离产生相同离子的强电解质,电离平衡将向电离的反方向移动,即抑制弱电解质的电离。
④化学反应:在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质,电离平衡向电离方向移动,即促进弱电解质的电离。
以CH3COOHCH3COO-+H+为例:
条件改变
平衡移动
电离程度
n(H+)
c(H+)
导电能力
加水
正向
增大
增大
减小
减弱
升温
正向
增大
增大
增大
增强
加醋酸钠(s)
逆向
减小
减小
减小
增强
通HCl(g)
逆向
减小
增大
增大
增强
加NaOH(s)
正向
增大
减小
减小
增强
【典例4】(25-26高二上·内蒙古赤峰·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,浓度增大
C.加入少量固体,减小
D.升高温度,醋酸的电离程度增大
【变式4-1】(25-26高二上·辽宁阜新·期中)稀氨水中存在着下列平衡:,若要使该平衡逆向移动,同时使c(OH-)增大(忽略溶解热),应采取的措施是
①加入适量NH4Cl固体 ②加入适量硫酸 ③加入适量NaOH固体 ④加入适量水
A.①②③ B.③④ C.③ D.①③
【变式4-2】(25-26高二上·吉林延边·阶段检测)在已达到电离平衡的0.1 的醋酸溶液中,欲使平衡向电离的方向移动,同时使溶液的酸性增强,应采取的措施是
A.加少量氯化钠溶液 B.加少量醋酸钠晶体
C.加少量0.1 稀硫酸 D.加热
【变式4-3】(25-26高二上·吉林延边·期中)CH3COOH的电离方程式为CH3COOHH++CH3COO-,25℃时,0.1mol·L-1CH3COOH溶液的Ka=1.8×10-5。下列说法正确的是
A.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,c(H+)减小
B.向该溶液中加少量CH3COONa固体,平衡正向移动
C.该温度下0.01mol·L-1CH3COOH溶液的Ka<1.8×10-5
D.升高温度,c(H+)增大,Ka变大
▌题型05 一元强酸与一元弱酸的比较
1.证明HA为一元弱酸的方法
角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离。
(1)测定一定浓度的HA溶液的pH。
(2)与同浓度盐酸比较和锌反应的快慢。
(3)与同浓度的盐酸比较导电性。
角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动。
(1)从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。
(2)从升高温度后pH的变化判断。
(3)从等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与过量的锌反应生成H2的量判断。
2.一元强酸与一元弱酸的比较
(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
【典例5】向两个反应器中各加入0.05g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2mL 2mol/L的盐酸和醋酸,测得反应器内气体的压强随时间变化如图所示。下列有关判断错误的是
A.盐酸与镁反应产生的氢气比醋酸的更多
B.开始时,两个反应的速率:v(HCl)>v(CH3COOH)
C.反应结束时两个锥形瓶内气体的压强基本相等
D.相同条件下,同浓度的盐酸比醋酸的导电能力更强
【变式5-1】向两个锥形瓶中分别加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入盐酸、醋酸溶液,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为放热反应
B.上述两种酸溶液的导电能力相同
C.醋酸的平均反应速率呈现“慢—快—慢”的趋势
D.300 s内平均反应速率
【变式5-2】(24-25高二上·吉林长春·阶段检测)体积相同,pH也相同的HCl和HClO溶液分别与足量NaOH溶液反应,消耗的NaOH体积:
A.HClO多 B.HCl多 C.一样多 D.无法比较
【变式5-3】在两个密闭的锥形瓶中,0.05g形状相同的镁条(过量)分别与的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如图,下列说法正确的是
A.虚线代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
B.溶液完全中和上述两种酸溶液,盐酸消耗NaOH溶液的体积更大
C.反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均快于醋酸与Mg反应的化学反应速率
▌题型06 电离常数的理解
1.电离平衡常数: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(弱酸在水中的电离常数通常用Ka表示,弱碱用Kb表示)。
2.表示方法
(1)一元弱酸在水中的电离常数:
如CH3COOH:电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=
(2)一元弱碱在水中的电离常数:
如NH3·H2O:电离方程式为NH3·H2ONH+OH-
Kb=
(3)多元弱酸的电离是分步进行的,每一步电离都有各自的电离常数。如H2CO3:
H2CO3H++HCO
Ka1=
HCOH++CO
Ka2=
比较多元弱酸的各步电离常数可以发现,Ka1>Ka2>Ka3>……当K a1≫Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。多元弱碱的情况与多元弱酸的类似。
【典例6】下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.向一元弱酸溶液中加入少量水,溶液中减小
B.向的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大
C.向一定浓度的醋酸溶液中加水稀释,则溶液中增大
D.时,向氨水中不断通入,随着的不断通入,不断增大
【变式6-1】向氨水中加入蒸馏水,将其稀释到后,下列说法中不正确的是
A.的电离程度增大 B.的增大
C.的数目增多 D.增大
【变式6-2】(24-25高二上·辽宁铁岭·期中)下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是
A.组成相似时电离平衡常数(K)越小,表示弱电解质电离能力越弱
B.电离平衡常数(K)与温度无关
C.不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数(K)不同
D.多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为
【变式6-3】常温下,将醋酸溶液加水稀释,醋酸的、溶液中的、溶液导电性的变化均正确的是
A.不变、增大、减小 B.增大、增大、减小
C.不变、减小、增大 D.减小、减小、增大
▌题型07 影响电离平衡常数的因素
(1)内因:同一温度下,不同弱电解质的电离常数不同,说明电离常数由弱电解质的性质所决定。
(2)外因:弱电解质的电离常数只受温度影响,与溶液的浓度无关。由于弱电解质的电离过程吸热,故电离常数随着温度的升高而增大。
【典例7】醋酸溶液中存在电离平衡:,下列叙述错误的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数增大
B.25℃时,的溶液加水稀释,溶液中将增大
C.25℃时,溶液中加少量的固体,平衡逆向移动,电离常数减小
D.25℃时,欲使醋酸溶液的增大和电离程度减小,可加入少量冰醋酸
【变式7-1】25℃时,四种酸的电离平衡常数如表所示。下列说法错误的是
化学式
电离平衡常数
A.25℃时,浓度相同的、、溶液中:
B.25℃时,的盐酸和亚磷酸溶液等体积混合,溶液仍为4
C.25℃时,相同的碳酸溶液和溶液分别加水稀释100倍,碳酸溶液的变化更大
D.25℃时,体积相同、相同的上述四种溶液,与足量碱发生反应时,碳酸能消耗的最多
【变式7-2】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
酸
HX
HY
HZ
电离平衡常数Ka
9×10-7
9×10-6
1×10-2
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溶液的体积相同
D.相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数大于0.1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数
【变式7-3】醋酸溶液中存在电离平衡,下列叙述不正确的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数K增大
B.溶液加入少量的固体,平衡逆向移动
C.的溶液加水稀释,溶液中减小
D.室温下,溶液的浓度越大,的电离程度越大
▌题型08 电离常数的计算与应用
1.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Ka==≈
2.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)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。
(4)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8】(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:
【变式8-1】二元弱酸的电离过程是吸热过程。常温下,电离常数、。下列说法中错误的是
A.升高温度后,、均增大
B.溶液中,大于
C.该温度下的溶液中
D.向溶液中加水稀释过程中减小
【变式8-2】(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:
【变式8-3】(25-26高二上·内蒙古赤峰·阶段检测)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.三种酸的酸性强弱顺序为:
B.常温下,向溶液中加入固体,的值不变
C.少量草酸与足量溶液反应的离子方程式:
D.的草酸溶液中,
/
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