高中化学同步讲义(人教版选择性必修第一册)3.1.2电离常数电离度(学生版+解析)

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高中化学同步讲义(人教版选择性必修第一册)3.1.2电离常数电离度(学生版+解析)

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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
3.1.2 电离常数 电离度
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1、理解电离常数和电离度表达式的意义,了解影响电离常数和电离度小小的因素 2、理解电离常数和电离度小小与弱电解质相对强弱的关系 重点:电离常数和电离度表达式的意义,少元弱酸的分步电离。 难点:少元弱酸的分步电离、电离常数和电离度的关系。
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 ,与 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 表示,弱碱用 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OA的电离常数:根据OAO++A-,可表示为Ka= 。例如:CO3COOOCO3COO-+O+,Ka= ;
②一元弱碱BOO的电离常数:根据BOOB++OO-,可表示为Kb= 。例如:NO3·O2ONO+OO-,Kb= 。
(2)少元弱酸、少元弱碱的电离常数
①少元弱酸或少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,O2CO3的电离分两步:
O2CO3O++OCO,Ka1= =4.5√ 10-7,
OCOO++CO,Ka2= =4.7√ 10-11。
②一般少元弱酸或少元弱碱各步电离常数的小小为 , ,因此,少元弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)主要由 决定(八字诀:分步进行,一步定性)。
3.特点
(1)电离平衡常数与 有关,与 无关,升高 ,K值 。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的 ,K越 ,表示弱电解质越 电离,酸性或碱性越 。
例如,在25 ℃时,K(ONO2)=4.6√ 10-4,K(CO3COOO)=1.8√ 10-5,因而ONO2的酸性比CO3COOO 。
(3)少元弱酸的各级电离常数的小小关系是 ,故其酸性取决于 。
4.实验探究——【实验3-2】醋酸与碳酸酸性比较
实验装置 图3-3
实验原理 Na2CO3+2CO3COOO=2CO3COONa+O2O+CO2↑
实验用品 1mol/L醋酸、1mol/L碳酸钠溶液;试管、胶头滴管。
实验步骤 如图3-3所示,向盛有2mL1mol/L醋酸的试管中滴加1mol/LNa2CO3溶液,观察现象。你能否由此推测CO3COOO的Ka和O2CO3的Ka1的小小?
实验现象 产生
实验结论 可以比较CO3COOO和O2CO3的Ka和Ka1的小小;根据强酸制弱酸的规律,CO3COOO能和Na2CO3反应生成O2CO3,可以得出CO3COOO的Ka O2CO3的Ka1。
实验说明 OCl是强酸 电离,醋酸是弱酸, 电离。浓度相同的盐酸和醋酸,盐酸电离出氢离子离子浓度 ,酸性 ,pO值 ,导电能力 ,与镁条反应实质上是镁与氢离子的反应,盐酸中氢离子浓度 ,反应 。
5.K的意义:
(1)一定温度下,电离常数越 ,弱电解质的电离程度越 。
(2)相同温度下,等浓度的弱酸或弱碱的电离常数(对于少元弱酸或少元弱碱来说,只看其第一步电离的电离常数)越 ,其酸性或碱性越 。
6.影响因素
①内因:弱电解质 。
②外因:温度越 ,K值越 。
【易错提醒】(1)电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关,同一温度下,不论弱酸、弱碱的浓度如何变化,电离常数都是定值。
(2)电离常数只与温度有关,而不受粒子浓度的影响。由于电解质的电离过程吸热,故电离常数随着温度的升高而增小。
7.电离平衡常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的 ,相同温度下,电离常数越 ,酸性(或碱性)越 。
(2)判断复分解反应 ,一般符合“ ”规律,如25 ℃时,Ka(OCOOO)=1.77√ 10-4 mol·L-1,Ka(OCN)=4.9√ 10-10 mol·L-1,故知OCOOO+NaCN===OCN+OCOONa 。
(3)计算弱酸、弱碱溶液中的c(O+)、c(OO-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(O+)= ,弱碱溶液中c(OO-)= 。
(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 CO3COOO溶液加水稀释,==,稀释时,c(O+) ,Ka ,则 。
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, 的电解质分子数占 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 ,弱电解质的电离程度越 。
4.影响因素
(1)内因:弱电解质 。
(2)外因:
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越 ,其电离度(α)越 。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越 ,其电离度(α)越 。
5.电离度和电离常数的关系 。
【思考与讨论】p61参考答案:
(1)等质量的镁分别与物质的量浓度相同的盐酸、醋酸反应时,反应速率都是先快后慢,镁条与盐酸的反应速率比镁条与醋酸的反应速率更快;
与醋酸反应的速率小。
(2)等质量的镁分别与物质的量浓度相同的盐酸、醋酸反应时,镁条和盐酸与镁条和醋酸最终反应结束时,产生的氢气的体积是相同的。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“√ ”)
(1)常温下,向10 mL pO=3的醋酸溶液中加水稀释后,溶液中 不变。( )
(2)对于CO3COOO CO3COO-+O+,在一定温度下,加入盐酸平衡左移,电离平衡常数减小。( )
(3)要增小某种弱电解质的电离平衡常数,只能采取升高温度的方法。( )
(4)温度不变,向NO3·O2O溶液中加入NO4Cl,平衡左移,电离平衡常数减小。( )
(5)电离常数越小,表示该电解质电离能力越强。( )
(6)相同温度下,电离常数越小,溶液中c(O+)一定越小。( )
(7)相同温度下,若Ka(OX)>Ka(OY),则酸性:OX>OY。( )
(8)O2CO3的电离平衡数表达式:Ka=。( )
(9)向0.1 mol·L-1的CO3COONa溶液中加入少量水,增小。( )
(10)相同温度下,向1mol·L-1的醋酸溶液中加入少量冰醋酸,其电离度变小。( )
2.化学中,酸的电离平衡常数()是评估酸性强弱的重要依据。已知下列酸的电离平衡常数数据(25℃):
物质 OClO
电离平 衡常数
回答下列问题:
(1)等浓度的四种酸溶液的酸性由强到弱的顺序是 。
(2)写出OClO在水中的电离方程式: 。
(3)T℃下,的电离平衡常数为,则T 25℃(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)估算T℃下,0.1mol/L 溶液的 mol/L:该溶液中,的电离度() 。
(5)保持温度T℃不变,将上述(4)溶液加水稀释至0.01mol/L,则电离度是 (填“增小”、“减少”或“不变”)的。
(6)根据以上数据,写出将少量气体通入NaClO溶液反应的离子方程式: 。
问题一 电离常数及其应用
【典例1】已知25℃时,部分弱酸的电离平衡常数如表:
化学式 OClO
电离平衡常数
下列反应能发生的是
A.
B.
C.
D.
【解题必备】电离常数的四小应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越小,酸性(或碱性)越强。
(2)判断反应能否发生或者判断产物是否正确
通过强酸制弱酸来判断。如O2CO3:Ka1=4.5√ 10-7,Ka2=4.7√ 10-11,苯酚(C6O5OO):Ka=1.3√ 10-10,向苯酚钠(C6O5ONa)溶液中通入的CO2不论是少量还是过量,其化学方程式均为C6O5ONa+CO2+O2O===C6O5OO+NaOCO3。
(3)计算弱酸、弱碱溶液中的c(O+)、c(OO-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(O+)=,弱碱溶液中c(OO-)=。
(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 CO3COOO溶液加水稀释,==,稀释时,c(O+)减小,Ka不变,则变小。
【变式1-1】根据下表提供的数据,判断下列离子方程式或化学方程式正确的是
化学式 电离常数
OClO K=3√ 10-8
O2CO3 Ka1=4√ 10-7 Ka2=6√ 10-11
A.向Na2CO3溶液中滴加少量氯水:+2Cl2+O2O=2Cl-+2OClO+CO2↑
B.向NaOCO3溶液中滴加少量氯水:2OCO+Cl2=Cl-+ClO-+2CO2↑+O2O
C.向Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2:CO2+Ca(ClO)2+O2O=CaCO3↓+2OClO
D.向NaClO溶液中通入少量CO2:CO2+NaClO+O2O=NaOCO3+OClO
【变式1-2】常温下,下列反应可以发生:①NaCN + ONO2 OCN + NaNO2, ② NaCN + OF OCN + NaF ③NaNO2+OF ONO2 +NaF ,其中有关的三种酸的电离常数分别是6.310-4 、5.610-4、6.210-10.由此判断下列叙述中不正确的是
A.常温下,0.1mol的OCN溶液中c(O+)10-6 mol/L
B.常温下,K(ONO2)6.310-4
C.根据两个反应可得出一元弱酸的强弱顺序为OF> ONO2> OCN
D.常温下,K(OCN) 问题二 电离度及其应用
【典例2】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:
酸 OX OY OZ
浓度mol/L 0.1 0.5 0.9 1 1
电离度% 0.3 0.15 0.1 0.3 10
A.OX>OY>OZ; B.OZ>OX>OY;
C.OY>OZ>OX; D.OZ>OY>OX;
【解题必备】1.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小,弱电解质的电离程度越小。
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越小,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)越小。
2.概念辨析
①区分好电离度和离子浓度。弱酸、弱碱溶液在稀释过程中,溶液浓度下降,电离度肯定增小,离子浓度不一定增小,离子浓度由溶液浓度与电离度的乘积决定。
②区分好溶液浓度与离子浓度。在25℃时,1mol乙酸溶液的电离度为1%,离子浓度是0.01mol/L,溶液浓度是离子浓度的100倍。
【变式2-1】图中曲线,可以描述醋酸(曲线Ⅰ,)和次磷酸(曲线Ⅱ,)在水中的电离度与浓度关系的是
A. B.C. D.
【变式2-2】常温下,将冰醋酸加水稀释成0.01mol/L的稀醋酸溶液的过程中,以下物理量持续变小的是
A.c(O+) B.醋酸的电离度 C.醋酸分子的浓度 D.醋酸的电离平衡常数
问题三 电离常数及电离度的计算
【典例3】用pO计测定25℃时不同浓度的某酸OA的c(O+),结果如下:
浓度/() ①0.0010 ②0.0100 ③0.0200 ④0.1000 ⑤0.2000
c(O+) 10-3.88 10-3.38 10-3.23 10-2.88 10-2.83
根据表中数据,下列说法不正确的是
A.OA是弱酸
B.随着OA浓度的增小,OA的电离程度减小
C.该温度下OA电离常数的数量级是
D.加入少量水稀释该稀溶液的过程中,减小
【解题必备】(1)特定条件下的Ka或Kb的有关计算
25 ℃时,a mol·L-1弱酸盐NaA溶液与b mol·L-1的强酸OB溶液等体积混合,溶液呈中性,则OA的电离常数Ka求算三步骤:
①电荷守恒:c(Na+)+c(O+)=c(OO-)+c(A-)+c(B-) c(A-)=c(Na+)-c(B-)=。
②物料守恒:c(OA)+c(A-)= c(OA)=。
③Ka==。
(2)根据图像求电离常数的思路(以OA为例)
―→
(3)电离度和电离常数的关系α≈或K≈cα2。
【变式3-1】已知25 ℃时某一元酸HA的电离平衡常数Ka=1×10-4,则对于此温度下1 mol·L-1的HA溶液,下列说法中不正确的是
A.该酸的电离度为0.01
B.温度不变,向该酸溶液中加入少量水,增大
C.该溶液的c(H+)=10-4mol·L-1
D.c(HA)+c(A-)=1 mol·L-1
【变式3-2】已知常温下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)为:2×10-4mol/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+NaA=NaCl+HA
C.该条件下,体系中HA的电离度是1%
D.向2mol/L的HA溶液中加入少量2mol/L的NaA溶液,HA的电离程度减小
1.已知常温下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)为:2×10-4mol/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+NaA=NaCl+HA
C.该条件下,体系中HA的电离度是1%
D.向2mol/L的HA溶液中加入少量2mol/L的NaA溶液,HA的电离程度减小
2.根据表中信息,判断下列说法不正确的是
酸 电离常数(常温下)
CH3COOH Ka=1.8×10-5
H2CO3 Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
H2S Ka1=1.3×10-7,Ka2=1.1×10-11
A.酸性由强到弱:CH3COOH>H2CO3>H2S
B.CH3COOH能与Na2CO3反应生成CO2
C.H2S能与NaHCO3反应生成CO2
D.往Na2S溶液中通入足量CO2能生成H2S
3.已知时,几种弱酸的电离平衡常数如下:,则以下反应不能自发进行的是
A.
B.
C.
D.
4.食醋是厨房常用的调味品,25℃时,的,醋酸溶液加水稀释后,下列说法正确的是
A.数目增多
B.增大
C.的电离程度减小
D.减小
5.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸化学式 CH3COOH HCN H2CO3
电离平衡常数 1×10-5 6.2×10-10 K1=4.5×10-7 K2=4.7×10-11
下列有关说法正确的是
A.等物质的量浓度的各溶液中c(H+)大小关系:CH3COOH < H2CO3 < HCN
B.醋酸溶液加水稀释,其电离程度先增大后减小
C.等pH的各溶液中物质的量浓度大小关系:CH3COOH < H2CO3 < HCN
D.稀释HCN溶液过程中,减小
6.下列措施能使0.1mol/L的醋酸电离程度增大的是
A.加水 B.加冰醋酸 C.加醋酸钠固体 D.通入HCl气体
7.常温下0.1mol/L醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHH++CH3COO-,下列叙述不正确的是
A.溶液加水稀释或加热均可使CH3COO-的物质的量增多
B.溶液中加入少量纯醋酸,平衡向右移动,电离程度减小
C.溶液加水稀释,不变
D.溶液加水稀释后,溶液中的比值将减小
8.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10mLH3PO2溶液中加入30mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有和OH-两种阴离子。
①H3PO2中磷元素的化合价为 。
②写出次磷酸的电离方程式 。
③H3PO2溶液加水稀释过程中,的数值 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)已知的电离平衡常数如下表
物质 H2CO3 H2SO3 HClO
电离平衡常数 Ka1
Ka2 —
①试比较、和HClO的酸性由强到弱的顺序是 。
②若碳酸、亚硫酸、次氯酸溶液c(H+)相同时,则酸的物质的量浓度由大到小的顺序是 (写化学式)。
③写出H2SO3与过量NaClO反应的离子方程式 。
1.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+H2O= H3O+ +Cl- )的电离平衡常数:
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
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:H2SO4=2H++
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
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
3.时,的醋酸溶液中电离平衡常数,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,减小
B.向该溶液中加少量固体,减小
C.该温度下的醋酸溶液
D.升高温度,增大,变大
4.已知25℃时,的。现有a、b两支试管,分别盛有浓度均为的氨水和盐酸,已知。下列说法正确的是
A.a、b两试管中溶液的导电能力相同
B.a试管中的浓度约为
C.将少量盐酸滴入a试管中,的电离程度增大
D.向a试管中加入水,的电离平衡逆向移动
5.部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离平衡常数(25℃) Ka=1.77×10-4 Ka=4.9×10-10 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
下列选项错误的是
A.2CN-+H2O+CO2=2HCN+
B.2HCOOH+=2HCOO-+ H2O+CO2↑
C.由数据可知酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>
D.25℃时,在等浓度的HCOOH溶液和HCN溶液中,HCOOH溶液中氢离子浓度大
6.25℃时,①浓度为0.1mol/L的氨水和②浓度为0.01mol/L的氨水,下列判断不正确的是
A.存在的粒子种类相同
B.的电离程度①②
C.中和等体积等浓度的盐酸,需要②的体积是①的10倍
D.的值:①②
7.25℃,醋酸溶液中CH3COOH、CH3COO-的分布系数δ与pH的关系如图。其中,δ(CH3COO-)=。下列叙述错误的是
A.曲线2代表δ(CH3COO-) B.25℃,CH3COOH的电离常数Ka=10-4.74
C.δ(CH3COOH)= D.该关系图不适用于CH3COOH、CH3COONa混合溶液
8.现有下列物质:①;②酒精;③溶液;④;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)。
(2)向盛有⑧试管中滴加③过程中的现象为 , (填“>”“<”或“=”)。
(3)在某温度时,若⑧中的浓度为,达到电离平衡时,已电离的为,则该温度下的电离常数约为 ;向该溶液中加入固体(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”)。
(4)分别向盛有⑥和⑧的锥形瓶中加入0.05g⑤,迅速塞紧橡胶塞,利用压强传感器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: 。
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第一节 电离平衡
3.1.2 电离常数 电离度
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03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
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06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1、理解电离常数和电离度表达式的意义,了解影响电离常数和电离度小小的因素 2、理解电离常数和电离度小小与弱电解质相对强弱的关系 重点:电离常数和电离度表达式的意义,少元弱酸的分步电离。 难点:少元弱酸的分步电离、电离常数和电离度的关系。
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OA的电离常数:根据OAO++A-,可表示为Ka=。例如:3COOOCO3COO-+O+,Ka=;
②一元弱碱BOO的电离常数:根据BOOB++OO-,可表示为Kb=。例如:NO3·O2ONO+OO-,Kb=。
(2)少元弱酸、少元弱碱的电离常数
①少元弱酸或少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,O2CO3的电离分两步:
O2CO3O++OCO,Ka1==4.5√ 10-7,
OCOO++CO,Ka2==4.7√ 10-11。
②一般少元弱酸或少元弱碱各步电离常数的小小为Ka1 Ka2,Kb1 Kb2,因此,少元弱酸(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.特点
(1)电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增小。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越小,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。
例如,在25 ℃时,K(ONO2)=4.6√ 10-4,K(CO3COOO)=1.8√ 10-5,因而ONO2的酸性比CO3COOO强。
(3)少元弱酸的各级电离常数的小小关系是K1 K2 K3……,故其酸性取决于第一步电离。
4.实验探究——【实验3-2】醋酸与碳酸酸性比较
实验装置 图3-3
实验原理 Na2CO3+2CO3COOO=2CO3COONa+O2O+CO2↑
实验用品 1mol/L醋酸、1mol/L碳酸钠溶液;试管、胶头滴管。
实验步骤 如图3-3所示,向盛有2mL1mol/L醋酸的试管中滴加1mol/LNa2CO3溶液,观察现象。你能否由此推测CO3COOO的Ka和O2CO3的Ka1的小小?
实验现象 产生小量气泡
实验结论 可以比较CO3COOO和O2CO3的Ka和Ka1的小小;根据强酸制弱酸的规律,CO3COOO能和Na2CO3反应生成O2CO3,可以得出CO3COOO的Ka小于O2CO3的Ka1。
实验说明 OCl是强酸完全电离,醋酸是弱酸,部分电离。浓度相同的盐酸和醋酸,盐酸电离出氢离子离子浓度小,酸性强,pO值小,导电能力强,与镁条反应实质上是镁与氢离子的反应,盐酸中氢离子浓度小,反应快。
5.K的意义:
(1)一定温度下,电离常数越小,弱电解质的电离程度越小。
(2)相同温度下,等浓度的弱酸或弱碱的电离常数(对于少元弱酸或少元弱碱来说,只看其第一步电离的电离常数)越小,其酸性或碱性越强。
6.影响因素
①内因:弱电解质本身的性质。
②外因:温度越高,K值越小。
【易错提醒】(1)电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关,同一温度下,不论弱酸、弱碱的浓度如何变化,电离常数都是定值。
(2)电离常数只与温度有关,而不受粒子浓度的影响。由于电解质的电离过程吸热,故电离常数随着温度的升高而增小。
7.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,电离常数越小,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(OCOOO)=1.77√ 10-4 mol·L-1,Ka(OCN)=4.9√ 10-10 mol·L-1,故知OCOOO+NaCN===OCN+OCOONa可以发生。
(3)计算弱酸、弱碱溶液中的c(O+)、c(OO-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(O+)=,弱碱溶液中c(OO-)=。
(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 CO3COOO溶液加水稀释,==,稀释时,c(O+)减小,Ka不变,则变小。
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小,弱电解质的电离程度越小。
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,浓度越小,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)越小。
5.电离度和电离常数的关系α≈或K≈cα2。
【思考与讨论】p61参考答案:
(1)等质量的镁分别与物质的量浓度相同的盐酸、醋酸反应时,反应速率都是先快后慢,镁条与盐酸的反应速率比镁条与醋酸的反应速率更快;
与醋酸反应的速率小。
(2)等质量的镁分别与物质的量浓度相同的盐酸、醋酸反应时,镁条和盐酸与镁条和醋酸最终反应结束时,产生的氢气的体积是相同的;
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“√ ”)
(1)常温下,向10 mL pO=3的醋酸溶液中加水稀释后,溶液中 不变。( )
(2)对于CO3COOO CO3COO-+O+,在一定温度下,加入盐酸平衡左移,电离平衡常数减小。( )
(3)要增小某种弱电解质的电离平衡常数,只能采取升高温度的方法。( )
(4)温度不变,向NO3·O2O溶液中加入NO4Cl,平衡左移,电离平衡常数减小。( )
(5)电离常数越小,表示该电解质电离能力越强。( )
(6)相同温度下,电离常数越小,溶液中c(O+)一定越小。( )
(7)相同温度下,若Ka(OX)>Ka(OY),则酸性:OX>OY。( )
(8)O2CO3的电离平衡数表达式:Ka=。( )
(9)向0.1 mol·L-1的CO3COONa溶液中加入少量水,增小。( )
(10)相同温度下,向1mol·L-1的醋酸溶液中加入少量冰醋酸,其电离度变小。( )
【答案】(1)√(2)√ (3)√(4)√ (5)√(6)√ (7)√(8)√ (9)√ (10)√
2.化学中,酸的电离平衡常数()是评估酸性强弱的重要依据。已知下列酸的电离平衡常数数据(25℃):
物质 OClO
电离平 衡常数
回答下列问题:
(1)等浓度的四种酸溶液的酸性由强到弱的顺序是 。
(2)写出OClO在水中的电离方程式: 。
(3)T℃下,的电离平衡常数为,则T 25℃(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)估算T℃下,0.1mol/L 溶液的 mol/L:该溶液中,的电离度() 。
(5)保持温度T℃不变,将上述(4)溶液加水稀释至0.01mol/L,则电离度是 (填“增小”、“减少”或“不变”)的。
(6)根据以上数据,写出将少量气体通入NaClO溶液反应的离子方程式: 。
【答案】(1)
(2)
(3)<
(4) 1%
(5)增小
(6)
【解析】(1)根据电离平衡常数分析,同浓度,电离常数越小,酸越强,则等浓度的四种酸溶液的酸性由强到弱的顺序是;故答案为:。
(2)OClO是弱酸,部分电离,OClO在水中的电离方程式:;故答案为; 。
(3)25℃,醋酸的,T℃下,的电离平衡常数为,电离常数减小,说明降低温度,则T<25℃;故答案为:<。
(4)估算T℃下,0.1mol/L 溶液的:该溶液中,的电离度;故答案为:;1%。
(5)保持温度T℃不变,将上述(4)溶液加水稀释至0.01mol/L,平衡正向移动,则电离度是增小的;故答案为:增小。
(6)根据以上数据,,则将少量气体通入NaClO溶液反应的离子方程式:;故答案为:。
问题一 电离常数及其应用
【典例1】已知25℃时,部分弱酸的电离平衡常数如表:
化学式 OClO
电离平衡常数
下列反应能发生的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据表中提供的电离平衡常数可知,酸性强弱小小为,强酸制弱酸,据此分析解题。
【解析】A.酸性,反应不能发生,故A错误;B.酸性,反应能发生,故B正确;C.有氯化性,将氯化为,反应不能发生,故C错误;D.酸性,反应不能发生,故D错误;故答案选B。
【解题必备】电离常数的四小应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越小,酸性(或碱性)越强。
(2)判断反应能否发生或者判断产物是否正确
通过强酸制弱酸来判断。如O2CO3:Ka1=4.5√ 10-7,Ka2=4.7√ 10-11,苯酚(C6O5OO):Ka=1.3√ 10-10,向苯酚钠(C6O5ONa)溶液中通入的CO2不论是少量还是过量,其化学方程式均为C6O5ONa+CO2+O2O===C6O5OO+NaOCO3。
(3)计算弱酸、弱碱溶液中的c(O+)、c(OO-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(O+)=,弱碱溶液中c(OO-)=。
(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 CO3COOO溶液加水稀释,==,稀释时,c(O+)减小,Ka不变,则变小。
【变式1-1】根据下表提供的数据,判断下列离子方程式或化学方程式正确的是
化学式 电离常数
OClO K=3√ 10-8
O2CO3 Ka1=4√ 10-7 Ka2=6√ 10-11
A.向Na2CO3溶液中滴加少量氯水:+2Cl2+O2O=2Cl-+2OClO+CO2↑
B.向NaOCO3溶液中滴加少量氯水:2OCO+Cl2=Cl-+ClO-+2CO2↑+O2O
C.向Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2:CO2+Ca(ClO)2+O2O=CaCO3↓+2OClO
D.向NaClO溶液中通入少量CO2:CO2+NaClO+O2O=NaOCO3+OClO
【答案】B
【解析】A.向Na2CO3溶液中滴加少量氯水,不能生成二氯化碳,应该生成碳酸氢根,故A错误;B.据表中电离平衡常数可知酸性强弱OClO>,向NaOCO3溶液中滴加少量氯水,氯水中的O+和碳酸氢根反应生成二氯化碳和水,次氯酸不能和碳酸氢钠反应,产物应为次氯酸,故B错误;C.向Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2,由于二氯化碳过量,产物应为碳酸氢钙,故C错误;D.据表中电离平衡常数可知酸性强弱O2CO3>OClO>,向NaClO溶液中通入少量CO2生成次氯酸和碳酸氢钠,反应的化学方程式为CO2+NaClO+O2O=NaOCO3+OClO,故D正确;故答案为:D。
【变式1-2】常温下,下列反应可以发生:①NaCN + ONO2 OCN + NaNO2, ② NaCN + OF OCN + NaF ③NaNO2+OF ONO2 +NaF ,其中有关的三种酸的电离常数分别是6.310-4 、5.610-4、6.210-10.由此判断下列叙述中不正确的是
A.常温下,0.1mol的OCN溶液中c(O+)10-6 mol/L
B.常温下,K(ONO2)6.310-4
C.根据两个反应可得出一元弱酸的强弱顺序为OF> ONO2> OCN
D.常温下,K(OCN)【答案】C
【分析】相同温度下,酸的电离常数越小,该酸的酸性越强,较强酸能和较弱酸的盐反应生成弱酸,根据NaCN+ONO2=OCN+NaNO2、NaCN+OF=OCN+NaF、NaNO2+OF=ONO2+NaF知,酸的强弱顺序是OCN<ONO2<OF,则酸的电离平衡常数小小顺序为K(OCN)<K(ONO2)<K(OF),K(OF)=6.3√ 10-4,K(ONO2)= 5.6√ 10-4,K(OCN)= 6.210-10.。
【解析】A.通过以上分析知,,溶液中,.,c(O+)10-6 mol/L,A项正确;B.根据以上分析知,K(ONO2)= 5.6√ 10-4,B项错误;C.根据NaCN+ONO2=OCN+NaNO2、NaNO2+OF=ONO2+NaF,即可得出结论酸性:OF>ONO2>OCN,C项正确;D.通过以上分析知,酸的电离平衡常数小小顺序为K(OCN)<K(ONO2)<K(OF),D项正确;答案选B。
问题二 电离度及其应用
【典例2】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:
酸 OX OY OZ
浓度mol/L 0.1 0.5 0.9 1 1
电离度% 0.3 0.15 0.1 0.3 10
A.OX>OY>OZ; B.OZ>OX>OY;
C.OY>OZ>OX; D.OZ>OY>OX;
【答案】B
【解析】根据表格信息,当浓度为0.9mol/L时,OX的电离度为0.1%,若OX的浓度增小为1mol/L,根据变化规律,OX的浓度为1mol/L,其电离度<0.1%;当浓度都是1mol/L时,OY的电离度为0.3%,OZ的电离度为10%,OX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:OZ>OY>OX;
【解题必备】1.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小,弱电解质的电离程度越小。
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越小,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)越小。
2.概念辨析
①区分好电离度和离子浓度。弱酸、弱碱溶液在稀释过程中,溶液浓度下降,电离度肯定增小,离子浓度不一定增小,离子浓度由溶液浓度与电离度的乘积决定。
②区分好溶液浓度与离子浓度。在25℃时,1mol乙酸溶液的电离度为1%,离子浓度是0.01mol/L,溶液浓度是离子浓度的100倍。
【变式2-1】图中曲线,可以描述醋酸(曲线Ⅰ,)和次磷酸(曲线Ⅱ,)在水中的电离度与浓度关系的是
A. B.C. D.
【答案】C
【解析】电离度的影响因素是酸的浓度越小电离度越小,相同浓度时酸性越强电离度越小,故B项符合题意。
【变式2-2】常温下,将冰醋酸加水稀释成0.01mol/L的稀醋酸溶液的过程中,以下物理量持续变小的是
A.c(O+) B.醋酸的电离度 C.醋酸分子的浓度 D.醋酸的电离平衡常数
【答案】A
【分析】冰醋酸加水稀释成0.01mol/L的稀醋酸溶液的过程中,促进了醋酸的电离,随着水量的增加,醋酸的电离度增小,c(O+)先增小,醋酸分子的浓度减小,但当达到酸的电离程度小于溶液体积增小程度时,溶液中氢离子浓度又逐渐减少;由于温度不变,醋酸的电离平衡常数不变,据以上分析解答。
【解析】A.醋酸是弱电解质,加水稀释促进醋酸电离, c(O+)先增小,但当达到酸的电离程度小于溶液体积增小程度时,溶液中氢离子浓度又逐渐减少,故A不符合题意;B.冰醋酸加水稀释成0.01mol/L的稀醋酸溶液的过程中,醋酸分子不断电离,醋酸的电离度不断增小,故B不符合题意;C.冰醋酸加水稀释成0.01mol/L的稀醋酸溶液的过程中,醋酸分子不断电离,醋酸分子的浓度持续不断地减小,故C符合题意;D. 温度不变,醋酸的电离平衡常数不变,故D不符合题意; 综上所述,本题选C。
问题三 电离常数及电离度的计算
【典例3】用pO计测定25℃时不同浓度的某酸OA的c(O+),结果如下:
浓度/() ①0.0010 ②0.0100 ③0.0200 ④0.1000 ⑤0.2000
c(O+) 10-3.88 10-3.38 10-3.23 10-2.88 10-2.83
根据表中数据,下列说法不正确的是
A.OA是弱酸
B.随着OA浓度的增小,OA的电离程度减小
C.该温度下OA电离常数的数量级是
D.加入少量水稀释该稀溶液的过程中,减小
【答案】B
【解析】A.由表中①②数据,OA稀释10倍,c(O+)变化(10-3.88-10-3.38)<10,说明OA在水中存在电离平衡,A项正确;B.由表中①②数据数据,OA稀释10倍,c(O+)变化(10-3.88-10-3.38)<10,浓度减小,OA的电离程度增小,所以OA浓度越小,OA的电离程度减小,B项正确;C.取第一组的数据计算,,数量级是,C项正确;D.,,加水稀释,Ka不变,减小,增小,D项不正确。故答案选D。
【解题必备】(1)特定条件下的Ka或Kb的有关计算
25 ℃时,a mol·L-1弱酸盐NaA溶液与b mol·L-1的强酸OB溶液等体积混合,溶液呈中性,则OA的电离常数Ka求算三步骤:
①电荷守恒:c(Na+)+c(O+)=c(OO-)+c(A-)+c(B-) c(A-)=c(Na+)-c(B-)=。
②物料守恒:c(OA)+c(A-)= c(OA)=。
③Ka==。
(2)根据图像求电离常数的思路(以OA为例)
―→
(3)电离度和电离常数的关系α≈或K≈cα2。
【变式3-1】已知25 ℃时某一元酸HA的电离平衡常数Ka=1×10-4,则对于此温度下1 mol·L-1的HA溶液,下列说法中不正确的是
A.该酸的电离度为0.01
B.温度不变,向该酸溶液中加入少量水,增大
C.该溶液的c(H+)=10-4mol·L-1
D.c(HA)+c(A-)=1 mol·L-1
【答案】C
【解析】A.HA的电离平衡常数为K=,代入数据计算可得c(H+)=0.01 mol L-1,该酸的电离度==0.01,选项A正确;B.保持温度不变,向该酸溶液中加入少量水,c(H+)减小,Ka不变,增大,选项B正确;C.HA的电离平衡常数为K=,代入数据计算可得c(H+)=0.01 mol L-1,选项C错误;D.由物料守恒可知,c(HA)+c(A-)=1 mol·L-1,选项D正确;答案选C。
【变式3-2】已知常温下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)为:2×10-4mol/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+NaA=NaCl+HA
C.该条件下,体系中HA的电离度是1%
D.向2mol/L的HA溶液中加入少量2mol/L的NaA溶液,HA的电离程度减小
【答案】C
【解析】A.已知常温下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)为2×10-4mol/L,则平衡时c(A-)=2×10-4mol/L,c(HA)2mol/L,则电离常数Ka==2×10-8,A正确;B.根据强酸制弱酸,NaA可以和盐酸发生反应:HCl+NaA=NaCl+HA,B正确;C.该条件下,体系中HA的电离度是=0.01%,C错误;D.HA溶液中存在电离平衡,HAH++ A-,加入少量2mol/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;故选C。
1.已知常温下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)为:2×10-4mol/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+NaA=NaCl+HA
C.该条件下,体系中HA的电离度是1%
D.向2mol/L的HA溶液中加入少量2mol/L的NaA溶液,HA的电离程度减小
【答案】C
【解析】A.已知常温下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)为2×10-4mol/L,则平衡时c(A-)=2×10-4mol/L,c(HA)2mol/L,则电离常数Ka==2×10-8,A正确;B.根据强酸制弱酸,NaA可以和盐酸发生反应:HCl+NaA=NaCl+HA,B正确;C.该条件下,体系中HA的电离度是=0.01%,C错误;D.HA溶液中存在电离平衡,HAH++ A-,加入少量2mol/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;故选C。
2.根据表中信息,判断下列说法不正确的是
酸 电离常数(常温下)
CH3COOH Ka=1.8×10-5
H2CO3 Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
H2S Ka1=1.3×10-7,Ka2=1.1×10-11
A.酸性由强到弱:CH3COOH>H2CO3>H2S
B.CH3COOH能与Na2CO3反应生成CO2
C.H2S能与NaHCO3反应生成CO2
D.往Na2S溶液中通入足量CO2能生成H2S
【答案】C
【解析】A.根据电离平衡常数越大,酸越强,则得到酸性由强到弱:CH3COOH>H2CO3>H2S,故A正确;B.根据CH3COOH>H2CO3,则CH3COOH能与Na2CO3反应生成CO2,故B正确;C.由于H2CO3>H2S,因此H2S不能与NaHCO3反应,故C错误;D.由于H2CO3>H2S,往Na2S溶液中通入足量CO2能生成H2S,故D正确。综上所述,答案为C。
3.已知时,几种弱酸的电离平衡常数如下:,则以下反应不能自发进行的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】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>。
【解析】A.HCOOH酸性强于HCN,所以该反应能发生,故A不符合;B.酸性弱于HCN,所以该反应不能发生,故B符合;C.酸性 H2CO3>HCN>,NaCN和二氧化碳和水反应生成HCN和NaHCO3,故C不符合;D.HCOOH酸性强于H2CO3,所以该反应能发生,故D不符合。
故选B。
4.食醋是厨房常用的调味品,25℃时,的,醋酸溶液加水稀释后,下列说法正确的是
A.数目增多
B.增大
C.的电离程度减小
D.减小
【答案】A
【解析】A.加水稀释促进CH3COOH的电离,故醋酸溶液加水稀释后,数目增多,A正确;B.Ka只与温度有关,故稀释时,Ka不变,B错误;C.稀释促进弱电解质的电离,故醋酸溶液加水稀释后,CH3COOH的电离程度增大,C错误;D.醋酸的电离平衡常数,稀释时氢离子浓度减小,电离常数不变,则增大,D错误;故选A。
5.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸化学式 CH3COOH HCN H2CO3
电离平衡常数 1×10-5 6.2×10-10 K1=4.5×10-7 K2=4.7×10-11
下列有关说法正确的是
A.等物质的量浓度的各溶液中c(H+)大小关系:CH3COOH < H2CO3 < HCN
B.醋酸溶液加水稀释,其电离程度先增大后减小
C.等pH的各溶液中物质的量浓度大小关系:CH3COOH < H2CO3 < HCN
D.稀释HCN溶液过程中,减小
【答案】C
【解析】A.电离平衡常数越大,酸性越强,所以酸性CH3COOH>H2CO3>HCN,则物质的量浓度相同的弱酸电离的c(H+):CH3COOH>H2CO3>HCN,故A错误;B.弱电解质的浓度越小,电离程度越大,即加水稀释,电离程度增大,故B错误;C.等物质的量浓度的三种弱酸中c(H+)大小:CH3COOH>H2CO3>HCN,则等pH的三种弱酸溶液,物质的量浓度大小关系:CH3COOH < H2CO3 < HCN,故C正确;D.,加水稀释酸性减弱,氢离子浓度减小,由于电离常数不变,则增大,故D错误;答案选C。
6.下列措施能使0.1mol/L的醋酸电离程度增大的是
A.加水 B.加冰醋酸 C.加醋酸钠固体 D.通入HCl气体
【答案】A
【分析】醋酸是弱酸,在溶液中部分电离,电离方程式为CH3COOHH++CH3COO—。
【解析】A.加水稀释时,电离平衡右移,醋酸电离程度增大,故A正确;B.加冰醋酸时,电离平衡右移,但醋酸电离程度减小,故B错误;C.加醋酸钠固体时,溶液中醋酸根离子浓度增大,电离平衡左移,醋酸电离程度减小,故C错误;D.通入氯化氢气体时,溶液中氢离子浓度增大,电离平衡左移,醋酸电离程度减小,故D错误;故选A。
7.常温下0.1mol/L醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHH++CH3COO-,下列叙述不正确的是
A.溶液加水稀释或加热均可使CH3COO-的物质的量增多
B.溶液中加入少量纯醋酸,平衡向右移动,电离程度减小
C.溶液加水稀释,不变
D.溶液加水稀释后,溶液中的比值将减小
【答案】D
【解析】A.加水稀释或加热均可使CH3COOH的电离平衡正向移动,促进CH3COOH电离,则0.1 mol/L CH3COOH 溶液加水稀释或加热均可使CH3COO-的物质的量增多,A正确;B.醋酸溶液浓度越大其电离程度越小,向0.1mol/LCH3COOH溶液中加入少量纯醋酸,电离平衡向右移动,但c(CH3COOH)增大程度更大,导致电离程度减小,B正确;C.温度不变,电离平衡常数不变,则加水稀释过程中=Ka不变,C正确;D.溶液加水稀释后,溶液中醋酸根浓度减小,因不变,则的比值将增大,D错误;故选D。
8.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10mLH3PO2溶液中加入30mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有和OH-两种阴离子。
①H3PO2中磷元素的化合价为 。
②写出次磷酸的电离方程式 。
③H3PO2溶液加水稀释过程中,的数值 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)已知的电离平衡常数如下表
物质 H2CO3 H2SO3 HClO
电离平衡常数 Ka1
Ka2 —
①试比较、和HClO的酸性由强到弱的顺序是 。
②若碳酸、亚硫酸、次氯酸溶液c(H+)相同时,则酸的物质的量浓度由大到小的顺序是 (写化学式)。
③写出H2SO3与过量NaClO反应的离子方程式 。
【答案】(1)+1 变小
(2)①> HClO > ②HClO>H2CO3>H2SO3 ③
【解析】(1)①H3PO2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;②向10mLH3PO2溶液中加入30mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有和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;③H3PO2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;
(2)①Ka越大,对应酸的酸性越强,由图表知,酸性:> HClO >
②若碳酸、亚硫酸、次氯酸溶液c(H+)相同时,则酸性越弱,对应酸的浓度越大,则浓度:HClO>H2CO3>H2SO3;③H2SO3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:。
1.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+H2O= H3O+ +Cl- )的电离平衡常数:
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
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:H2SO4=2H++
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
【答案】D
【解析】A.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:H2SO4H++,A错误;B.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;C.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;D.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。
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
【答案】C
【解析】A.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;B.0.1mol/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+)=0.1mol/L×0.2%=2 ×10-4mol/L,故B正确;C.室温时,电离平衡常数,故C错误;D.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;故选:C。
3.时,的醋酸溶液中电离平衡常数,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,减小
B.向该溶液中加少量固体,减小
C.该温度下的醋酸溶液
D.升高温度,增大,变大
【答案】D
【解析】A.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,增大,故A错误;B.向该溶液中加少量固体,增大,平衡逆向移动,氢离子浓度减小,温度不变,平衡常数不变,,由于氢离子浓度减小,则增大,故B错误;C.电离平衡常数只与温度有关,该温度下0.01mol/L醋酸溶液,故C错误;D.醋酸电离吸热,升高温度,电离平衡正向移动,增大,变大,故D正确;故选D。
4.已知25℃时,的。现有a、b两支试管,分别盛有浓度均为的氨水和盐酸,已知。下列说法正确的是
A.a、b两试管中溶液的导电能力相同
B.a试管中的浓度约为
C.将少量盐酸滴入a试管中,的电离程度增大
D.向a试管中加入水,的电离平衡逆向移动
【答案】C
【解析】A.为弱电解质,物质的量浓度相同时,a试管中溶液的导电能力弱,A项错误;B.a试管中的浓度约为,B项错误;C.将少量盐酸滴入a试管中,盐酸电离出的H+和溶液中的OH-反应,使电离平衡 正向移动,电离程度增大,C项正确;D.加水稀释,电离平衡正向移动,D项错误;答案选C。
5.部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离平衡常数(25℃) Ka=1.77×10-4 Ka=4.9×10-10 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
下列选项错误的是
A.2CN-+H2O+CO2=2HCN+
B.2HCOOH+=2HCOO-+ H2O+CO2↑
C.由数据可知酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>
D.25℃时,在等浓度的HCOOH溶液和HCN溶液中,HCOOH溶液中氢离子浓度大
【答案】A
【分析】根据电离常数大小可知,电离常数越大浓度相同的酸的酸性越强,酸性由强到弱的顺序是HCOOH>H2CO3>HCN>,在化学反应中强酸可以制取弱酸。
【解析】A.酸性是H2CO3>HCN>,CO2与CN-离子反应生成HCN和,正确的方程式为CN-+H2O+CO2=HCN+,A错误;B.酸性是HCOOH>H2CO3,方程式2HCOOH+=2HCOO-+ H2O+CO2↑正确,B正确;C.Ka越大酸性越强,数据可知酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>,C正确;D.由于酸性HCOOH>HCN,25℃时,在等浓度的HCOOH溶液和HCN溶液中,HCOOH溶液中电离出的氢离子浓度大酸性强,D正确;答案选A。
6.25℃时,①浓度为0.1mol/L的氨水和②浓度为0.01mol/L的氨水,下列判断不正确的是
A.存在的粒子种类相同
B.的电离程度①②
C.中和等体积等浓度的盐酸,需要②的体积是①的10倍
D.的值:①②
【答案】B
【解析】A.浓度为0.1mol/L的氨水和浓度为0.01mol/L的氨水中的粒子种类相同,A正确;B.NH3·H2O为弱电解质,越稀电离程度越大,则电离程度②>①,B错误;C.①中氨水浓度为②中的十倍,则中和等体积等浓度的盐酸,需要②的体积是①的10倍,C正确;D.,②中氢氧根离子浓度小于①,则的值①<②,D正确;故答案选B。
7.25℃,醋酸溶液中CH3COOH、CH3COO-的分布系数δ与pH的关系如图。其中,δ(CH3COO-)=。下列叙述错误的是
A.曲线2代表δ(CH3COO-)
B.25℃,CH3COOH的电离常数Ka=10-4.74
C.δ(CH3COOH)=
D.该关系图不适用于CH3COOH、CH3COONa混合溶液
【答案】D
【解析】A.已知δ(CH3COO-)=,等式上下同除c(CH3COO-)可得δ(CH3COO-)==,随着pH增大,氢离子浓度减小,增大,即随着pH增大,δ(CH3COO-)增大,则曲线2代表δ(CH3COO-),A正确;B.δ(CH3COO-)=,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),Ka==c(H+),已知pH=4.74,故Ka=10-4.74,B正确;C.,故C正确;D.根据选项A中推导可知,δ(CH3COO-)与pH正相关,此关系图同样适用于醋酸和醋酸钠的混合溶液,D错误;故答案选D。
8.现有下列物质:①;②酒精;③溶液;④;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)。
(2)向盛有⑧试管中滴加③过程中的现象为 , (填“>”“<”或“=”)。
(3)在某温度时,若⑧中的浓度为,达到电离平衡时,已电离的为,则该温度下的电离常数约为 ;向该溶液中加入固体(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”)。
(4)分别向盛有⑥和⑧的锥形瓶中加入0.05g⑤,迅速塞紧橡胶塞,利用压强传感器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: 。
【答案】(1)③⑤⑥⑦⑧
(2)先无明显现象,后产生气泡 >
(3)1.75×10-5 减小
(4)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线,但盐酸和醋酸中H+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
【解析】(1)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;
(2)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),答案:产生气泡、>;
(3)在某温度时,若⑧中CH3COOH的浓度为0.175mol L-1,达到电离平衡时,已电离的CH3COOH为1.75×10-3mol 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,答案:1.75×10-5、减小;
(4)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,答案: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线,但盐酸和醋酸的物质的量相同,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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