2025秋高考化学复习第9章水溶液中的离子反应与平衡第42讲弱电解质的电离平衡课件+学案+练习含答案(教师用)

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2025秋高考化学复习第9章水溶液中的离子反应与平衡第42讲弱电解质的电离平衡课件+学案+练习含答案(教师用)

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课时跟踪练42
[基础巩固]
1.0.1 mol·L-1 HCN溶液中存在电离平衡:HCN H++CN-。对该平衡,下列叙述正确的是( A )
A.加入少量NaOH固体,平衡正向移动
B.加水,平衡逆向移动
C.滴加少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液中 c(H+)减小
D.加入少量NaCN固体,平衡正向移动
解析:加入少量NaOH固体,OH-和H+反应使溶液中c(H+)减小,HCN的电离平衡正向移动,故A正确;加水稀释能促进弱电解质的电离,所以HCN的电离平衡正向移动,故B错误;加入少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,HCl是强电解质,在水溶液中完全电离,溶液中c(H+)增大,故C错误;加入少量NaCN固体,溶液中c(CN-)增大,HCN的电离平衡逆向移动,故D错误。
2.(2025·云浮质检)在相同温度下,100 mL 0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液与10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液相比较,下列数值前者大于后者的是( C )
A.中和时所需NaOH的物质的量
B.溶液的导电能力
C.H+的物质的量
D.未电离的CH3COOH的物质的量
解析:计算两溶液中CH3COOH的物质的量,n(前)=0.1 L×0.01 mol·L-1=1×10-3 mol,n(后)=0.01 L×0.1 mol·L-1=1×10-3 mol,二者相等,因而中和时所需NaOH的物质的量相等,故A错误;酸的浓度越大,溶液中离子浓度越大,导电能力越强,因而溶液的导电能力前者小于后者,故B错误;醋酸的浓度越大其电离程度越小,由A项分析可知,二溶液中CH3COOH的物质的量相同,前者电离程度大,溶液中H+的物质的量大,未电离的CH3COOH的物质的量小,故C正确、D错误。
3.已知人体体液中存在如下平衡:CO2+H2O H2CO3 H++HCO,以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是( C )
A.当强酸性物质进入体液后,上述平衡向左移动,以维持体液pH的相对稳定
B.当强碱性物质进入体液后,上述平衡向右移动,以维持体液pH的相对稳定
C.若静脉滴注大量生理盐水,则体液的pH减小
D.进行呼吸活动时,如果CO2进入血液,会使体液的pH减小
解析:若静脉滴注大量生理盐水,则体液被稀释,CO2+H2O H2CO3 H++HCO平衡虽然正向移动,但根据勒夏特列原理,c(H+)减小,体液的pH增大。
4.25 ℃时,0.1 mol·L-1的 CH3COOH 溶液pH=3,0.1 mol·L-1的HCN溶液pH=4。下列说法正确的是( B )
A.CH3COOH与HCN均为弱酸,且酸性强弱:HCN>CH3COOH
B.25 ℃时,水电离出的c(H+)均为10-11 mol·L-1的两种酸,酸的浓度:HCN>CH3COOH
C.25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液和NaCN溶液的pH:CH3COONa>NaCN
D.25 ℃时,pH均为3的CH3COOH与HCN溶液各100 mL,与等浓度的NaOH溶液完全反应,消耗NaOH溶液的体积:CH3COOH>HCN
解析:同温、同浓度时,CH3COOH溶液的pH小,酸性较强,A错误;25 ℃时,水电离出的c(H+)均为10-11 mol·L-1,因此两种酸溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,由于酸性强弱:CH3COOH>HCN,故酸的浓度:HCN>CH3COOH,B正确;CH3COONa溶液和NaCN溶液浓度相同且CN-水解程度大,故pH:NaCN>CH3COONa,C错误;pH均为3的CH3COOH溶液与HCN溶液相比,HCN溶液浓度大,故消耗NaOH溶液的体积:HCN>CH3COOH,D错误。
5.溴甲基蓝(用HBb表示)指示剂是一元弱酸,HBb为黄色,Bb-为蓝色。下列叙述正确的是( B )
A.0.01 mol·L-1 HBb溶液的pH=2
B.HBb溶液的pH随温度升高而减小
C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液显黄色
D.0.01 mol·L-1 NaBb溶液中,c(H+)+c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb)
解析:A.HBb为一元弱酸,0.01 mol·L-1 HBb溶液中氢离子浓度小于0.01 mol·L-1,故溶液的pH>2,A错误;B.升高温度促进弱电解质的电离,HBb溶液的pH随温度升高而减小,B正确;C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,发生酸碱中和反应,导致溶液中Bb-浓度增大,溶液显蓝色,C错误;D.0.01 mol·L-1 NaBb溶液中,存在元素守恒c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb),D错误。
6.(2025·广东八校联考)常温下,两种弱酸的电离平衡常数见下表。下列说法正确的是( A )
弱酸 CH3COOH HF
电离平衡常数Ka 1.8×10-5 6.8×10-4
A.中和等浓度等体积的CH3COOH和HF溶液所需等浓度的NaOH溶液的体积相等
B.等物质的量浓度的CH3COONa溶液和NaF溶液,后者pH较大
C.加水稀释CH3COOH溶液,其电离平衡常数将减小
D.CH3COOH溶液和NaF溶液反应的离子方程式为CH3COOH+F-===HF+CH3COO-
解析:中和反应与酸碱的物质的量有关,等浓度等体积的CH3COOH溶液和HF溶液中酸的物质的量相等,所需等浓度的NaOH溶液的体积也相等,A项正确;弱酸的酸性越弱,相应的酸根离子水解程度越大,由于酸性:CH3COOHF-,所以溶液的pH:CH3COONa>NaF,B项错误;电离平衡常数只与温度有关,温度不变电离平衡常数不变,C项错误;酸性:CH3COOH7.常温下,部分酸的电离常数见下表:
化学式 HF HCN H2CO3
电离常数 Ka=6.3×10-4 Ka=6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11
(1)c(H+)相同的三种酸,酸的浓度由大到小的顺序为 。
(2)若HCN的起始浓度为0.01 mol·L-1,平衡时c(H+) 约为____________mol·L-1。若要使此溶液中HCN的电离程度增大且c(H+)也增大,可采用的方法是____________。
(3)中和等量的NaOH,消耗等pH的氢氟酸和硫酸的体积分别为a L、b L,则a________(填“大于”“小于”或“等于”,下同)b。中和等物质的量浓度、等体积的氢氟酸和硫酸需要NaOH的物质的量为n1、n2,则n1________n2。
(4)向NaCN溶液中通入少量CO2,发生反应的离子方程式为_________________________________________________。
(5)设计实验证明氢氟酸比盐酸的酸性弱:_________________________________________________
_________________________________________________。
解析:(1)根据三种酸的电离常数可知,酸性强弱:HF>H2CO3>HCN>HCO,因此c(H+)相同的三种酸,酸的浓度由大到小的顺序为c(HCN)>c(H2CO3)>c(HF)。(2)设c(H+)=x mol·L-1,根据HCN H++CN-,Ka===6.2×10-10,解得x≈×10-6;弱电解质的电离是吸热过程,升高温度,能够促进HCN的电离,电离程度增大,c(H+)也增大。(3)中和等量的NaOH,需要消耗等量的H+,当氢氟酸和硫酸的pH相等时,由于硫酸是强酸,氢氟酸为弱酸,氢氟酸的浓度大于硫酸,需要消耗氢氟酸的体积小于硫酸的体积,即a小于b。氢氟酸为一元酸、硫酸为二元酸,中和等物质的量浓度、等体积的氢氟酸和硫酸需要NaOH的物质的量之比为1∶2,即n1小于n2。(4)由于酸性强弱:H2CO3>HCN>HCO,向NaCN溶液中通入少量CO2反应生成HCN和NaHCO3,离子方程式为CN-+CO2+H2O===HCN+HCO。(5)证明氢氟酸比盐酸的酸性弱可以使用的方法有:①测定等物质的量浓度的两种酸的pH,氢氟酸的pH大;②等物质的量浓度的两种酸分别与Zn反应,开始时氢氟酸冒气泡慢;③测定等物质的量浓度的两种溶液的导电性,连接氢氟酸的灯泡较暗等。
答案:(1)c(HCN)>c(H2CO3)>c(HF)
(2)×10-6 升高温度 (3)小于 小于
(4)CN-+CO2+H2O===HCN+HCO
(5)测定等物质的量浓度的两种酸的pH,氢氟酸的pH大(答案合理即可)
[素养提升]
8.甘氨酸在水溶液中主要以如下所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种微粒形式存在,且存在以下电离平衡:
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已知:常温下甘氨酸的Ka1=10-2.35,Ka2=10-9.78,当氨基酸主要以两性离子存在时溶解度最小。下列说法不正确的是( C )
A.甘氨酸晶体易溶于水,难溶于乙醚、苯等溶剂
B.甘氨酸钠溶液中存在:H2N—CH2—COO-+H2O H2N—CH2—COOH+OH-
C.pH=2的甘氨酸盐酸盐溶液中c(Ⅰ)∶c(Ⅱ)=10-0.35
D.向饱和甘氨酸钠溶液中滴加盐酸至pH=6,可能会析出固体
解析:A.甘氨酸为极性分子,分子中的氨基和羧基都能与水分子间形成氢键,所以甘氨酸晶体易溶于水,难溶于乙醚、苯等溶剂,A正确;B.羧酸为弱酸,羧酸根离子易发生水解,故甘氨酸钠溶液中存在水解平衡:H2N—CH2—COO-+H2O H2N—CH2—COOH+OH-,B正确;C.pH=2的甘氨酸盐酸盐溶液中,=10-2.35,故c(Ⅰ)∶c(Ⅱ)=100.35,C不正确;D.向饱和甘氨酸钠溶液中滴加盐酸至pH=6,此时氨基酸主要以两性离子存在,溶解度最小,可能会析出固体,D正确。
9.(2025·深圳宝安区调研)硼酸(H3BO3)的电离方程式为H3BO3+H2O [B(OH)4]-+H+。已知常温下,Ka(H3BO3)=5.4×10-10、Ka(CH3COOH)=1.75×10-5。下列说法错误的是( C )
A.H3BO3为一元酸
B.常温下,0.01 mol·L-1 H3BO3溶液的pH≈6
C.常温下,0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液和Na[B(OH)4]溶液的pH:前者>后者
D.pH=3的CH3COOH溶液中加水稀释,溶液中变小
解析:根据题意可知H3BO3只存在一步电离,产生一个氢离子,所以为一元酸,A正确;设0.01 mol·L-1H3BO3溶液中c(H+)=x,则c[B(OH)4]-也可近似认为等于x,则有Ka(H3BO3)==5.4×10-10,解得x≈2.3×10-6 mol·L-1,所以pH≈6,B正确;Ka(H3BO3)10.常温下,向20 mL浓度均为0.1 mol/L的HCl、CH3COOH混合液中滴加0.1 mol/L的氨水,测得混合液的导电能力与加入的氨水的体积(V)关系如下图所示。下列说法错误的是( D )
INCLUDEPICTURE "VY15.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\VY15.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.a→b时反应为H++NH3·H2O===NH+H2O
B.b→d过程中水的电离程度:先增大后减小
C.b点离子浓度:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(CH3COO-) 
D.c点溶液呈中性
解析:a→b时溶液导电能力减弱到最低,为氨水与盐酸的反应,离子数量不变但溶液体积增大,故发生的反应为H++NH3·H2O===NH+H2O,A正确;b→d过程溶液导电能力先增大后减小,为氨水与醋酸反应至氨水过量,对水的电离的抑制程度先减小后增大,故水的电离程度先增大后减小,B正确;b点时氨水与盐酸完全反应,为等浓度的氯化氨和醋酸溶液,离子浓度:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(CH3COO-),C正确;c点为等浓度的氯化铵和醋酸铵溶液,氯化铵为强酸弱碱盐,水解呈酸性,醋酸铵为弱酸弱碱盐,水解呈中性,故c点溶液呈酸性,D错误。
11.(2022·新高考广东卷)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时,HAc的Ka=1.75×10-5=10-4.76。
(1)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设 稀释HAc溶液或改变Ac-浓度,HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1 mol·L-1的HAc和NaAc溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,测定pH,记录数据。
序号 V(HAc溶液)/mL V(NaAc溶液)/mL V(H2O)/mL n(NaAc)∶n(HAc) pH
Ⅰ 40.00 — — 0 2.86
Ⅱ 4.00 — 36.00 0 3.36

Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根据表中信息,补充数据:a=________,b=________。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释HAc溶液,电离平衡________(填“正”或“逆”)向移动;结合表中数据,给出判断理由:_________________________________________________
_________________________________________________。
③由实验Ⅱ~Ⅷ可知,增大Ac-浓度,HAc电离平衡逆向移动。
实验结论 假设成立。
(2)小组分析上表数据发现:随着的增加,c(H+) 的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉:一定条件下,按=1配制的溶液中,c(H+)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现,实验Ⅷ中pH=4.65与资料数据Ka=10-4.76存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
(ⅰ)移取20.00 mL HAc溶液,加入2滴酚酞溶液,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗体积为22.08 mL,该HAc溶液的浓度为_________________________mol·L-1。
(ⅱ)用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L-1NaOH溶液,配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(3)小组进一步提出:如果只有浓度均约为0.1 mol·L-1的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的Ka?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ 移取20.00 mL HAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ _________________________________________________________________________,测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(4)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途:________________________________________。
解析:(1)①实验Ⅶ中,n(NaAc)∶n(HAc)=3∶4,两种溶液的浓度相等,当V(HAc溶液)=4.00 mL时,V(NaAc溶液)=3.00 mL,为保证溶液的总体积为40.00 mL,V(H2O)=40.00 mL-4.00 mL-3.00 mL=33.00 mL。②由实验Ⅰ、Ⅱ的数据分析,实验Ⅱ中HAc的浓度为实验Ⅰ中的,但是pH没有从2.86变为3.86,H+浓度相对变大(实际pH为3.36),说明稀释HAc时,促进了HAc的电离。(2)NaOH 与HAc以物质的量之比为1∶1反应,c(HAc)·V(HAc溶液)=c(NaOH)·V(NaOH溶液),c(HAc)=0.100 0 mol·L-1×22.08 mL÷20.00 mL=0.110 4 mol·L-1。(3)醋酸的电离平衡:HAc H++Ac-,平衡常数Ka=,当c(Ac-)=c(HAc)时,Ka=c(H+),故在实验Ⅱ中,向20.00 mL HAc溶液中加入 mL NaOH溶液,反应后的溶液中Ac-和HAc浓度相等,测定溶液的pH,即可得出Ka。(4)HClO 为弱酸,可以用于自来水的杀菌消毒。
答案:(1)①3.00 33.00 ②正 实验Ⅱ中HAc的浓度为实验Ⅰ中的,稀释10倍后,假设电离平衡不移动,理论pH为 3.86,实际pH为3.36,说明稀释HAc时,促进了HAc的电离 (2)0.110 4 (3)移取20.00 mL HAc溶液,向其中加入 mL NaOH溶液 (4)HClO、杀菌消毒(答案合理即可)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)INCLUDEPICTURE "第九章.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\第九章.tif" \* MERGEFORMATINET 水溶液中的离子反应与平衡
第42讲 弱电解质的电离平衡
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1.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡,能动态地分析电离平衡的移动。
2.理解电离常数的含义,并能利用电离常数进行相关计算。
INCLUDEPICTURE "考点梳理高效演练.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\考点梳理高效演练.TIF" \* MERGEFORMATINET
考点一 弱电解质的电离平衡
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1.电离平衡的概念
在一定条件(如温度、浓度等)下,当________________________________________的速率和________________的速率相等时,电离过程达到平衡状态。
2.电离平衡的建立与特征
INCLUDEPICTURE "学AT1.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\学AT1.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)开始时,v(电离)________,而v(结合)为____ 。
(2)平衡的建立过程中,v(电离)________v(结合)。
(3)当v(电离)____v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
3.外界条件对电离平衡的影响
以0.1 mol·L-1CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0的影响。
改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) c(CH3COO-) 电离程度
加水稀释 ____ ____ ____ ____ ____
加冰醋酸 ____ ____ ____ ____ ____
通入HCl(g) ____ ____ ____ ____ ____
加醋酸钠固体 ____ ____ ____ ____ ____
升高温度 ____ ____ ____ ____ ____
[答案自填] 弱电解质分子电离成离子 离子结合成分子 = ≠ 最大 0 > = 正向 增大 减小 减小 增大 正向
增大 增大 增大 减小 逆向 增大
增大 减小 减小 逆向 减小 减小
增大 减小 正向 增大 增大 增大
增大
INCLUDEPICTURE "关键能力.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\关键能力.tif" \* MERGEFORMATINET
1.下列对氨水中存在的电离平衡 NH3·H2O NH+OH-的叙述正确的是( A )
A.加水后,溶液中n(OH-)增大
B.加入少量浓盐酸,电离平衡正向移动,溶液中c(OH-)增大
C.加入少量浓NaOH溶液,电离平衡正向移动
D.加入少量NH4Cl固体,溶液中c(NH)减小
解析:A.向氨水中加入水,促进一水合氨电离,溶液中n(OH-) 增大,A正确;B.向氨水中加入少量浓盐酸,盐酸电离产生的氢离子和氢氧根离子反应,导致溶液中c(OH-)减小,B错误;C.向氨水中加入少量浓NaOH溶液,氢氧根离子浓度增大,一水合氨的电离平衡逆向移动,C错误;D.向氨水中加入少量NH4Cl固体,溶液中c(NH)增大,D错误。
2.(2025·阳江摸底考试)常温下,下列事实不能说明某一元酸HX是弱酸的是( D )
A.0.1 mol·L-1HX溶液pH=4
B.NaX和H2CO3反应,生成HX
C.0.1 mol·L-1HX溶液比0.1 mol·L-1硝酸导电能力弱
D.10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液与10 mL 0.1 mol·L-1HX溶液恰好中和
解析:0.1 mol·L-1HX溶液的pH为4说明HX是弱酸,在溶液中部分电离出X-和H+,故A不符合题意;NaX溶液能与碳酸溶液反应生成HX,碳酸是二元弱酸,由强酸制弱酸的原理可知,HX为弱酸,故B不符合题意;等浓度的HX溶液的导电性弱于硝酸说明HX为弱酸,故C不符合题意;等体积等浓度的氢氧化钠溶液与HX溶液恰好中和说明HX为一元酸,但不能确定是否为弱酸,故D符合题意。
3.常温下,①100 mL 0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液,②10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液。用“>”“=”或“<”回答下列问题。
(1)c(CH3COO-):①________②。
(2)电离程度:①________②。
(3)在上述两种溶液中加入足量锌片。开始时的反应速率:①________②;反应结束生成相同状况下H2的体积:①________②。
(4)与同浓度的NaOH溶液完全反应消耗NaOH溶液的体积:①________②。
答案:(1)< (2)> (3)< = (4)=
考点二 电离平衡常数
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1.电离平衡常数
概念 在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离生成的各种离子的浓度(次方)的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数
表达式 弱酸HA H++A-,Ka=
弱碱BOH B++OH-,Kb=
影响因素 只与温度有关,且温度升高,K值________
应用 (1)相同条件下,弱酸(或弱碱)的Ka(或Kb)越大,电离程度越____,c(H+)[或c(OH-)]越____,酸性(或碱性)越强;反之,酸性(或碱性)越弱(2)多元弱酸的Ka1>Ka2>Ka3……,当Ka1 Ka2时,计算c(H+)或比较酸性相对强弱时,通常只考虑第一步电离
2.用科学近似法处理关于电离常数的相关计算(以弱酸HX为例)
  HX      H+ + X-
c(HX) 0 0
c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
Ka==。
(1)已知c(HX)和c(H+),求电离平衡常数。
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),Ka=,代入数值求解即可。
(2)已知c(HX)和电离平衡常数,求c(H+)。
由于Ka值很小,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),c(H+)=,代入数值求解即可。
3.电离度
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分子总数的百分比
表示式 α=×100%,也可表示为α=×100%
影响因素 (1)相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越____(2)相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越____
[答案自填] 增大 大 大 小 大
INCLUDEPICTURE "关键能力.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\关键能力.tif" \* MERGEFORMATINET
1.下列关于电解质的说法正确的是( B )
A.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B.室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的氨水中加水稀释后,溶液中 eq \f(c(OH-)·c(NH),c(NH3·H2O))不变
C.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和 NaHCO3溶液混合: eq \f(c(HCO),c(H2CO3))< eq \f(c(CO),c(HCO))
D.将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释过程中,电离平衡常数Ka(HF)保持不变,始终增大
解析:B项,NH3·H2O的电离常数Kb= eq \f(c(OH-)·c(NH),c(NH3·H2O)),温度不变,Kb不变,正确;C项,等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合,根据电离常数有Ka1= eq \f(c(H+)·c(HCO),c(H2CO3))、Ka2= eq \f(c(H+)·c(CO),c(HCO)),同一溶液中c(H+)相等,c(H+)=Ka1· eq \f(c(H2CO3),c(HCO))=Ka2· eq \f(c(HCO),c(CO)),而Ka1>Ka2,故 eq \f(c(HCO),c(H2CO3))> eq \f(c(CO),c(HCO)),错误;D项,0.1 mol·L-1的HF溶液加水不断稀释,平衡HF H++F-正向移动,n(H+)、n(F-)均增大,但由于溶液中还存在水的电离,故n(H+)增大的程度比n(F-)增大的程度大,所以减小,错误。
2.部分弱酸的电离平衡常数见下表。
弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO
电离平衡常数(25 ℃) Ka=1.8×10-4 Ka1=1.1×10-7Ka2=1.3×10-13 Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11 Ka=4.0×10-8
按要求回答下列问题。
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为_________________________________________________。
(2)相同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为_________________________________________________。
(3)运用上述电离常数及物质的特性判断,下列离子方程式不正确的是_________________________________(填序号)。
①次氯酸与NaHCO3溶液的反应:HClO+HCO===ClO-+H2O+CO2↑
②少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+2ClO-===CO+2HClO
③硫化氢通入NaClO溶液中:H2S+ClO-===HS-+HClO
④碳酸钠滴入足量甲酸溶液中:2HCOOH+CO===2HCOO-+CO2↑+H2O
答案:(1)HCOOH>H2CO3>H2S>HClO
(2)S2->CO>ClO->HS->HCO>HCOO-
(3)①②③
3.(1)CO2是一种廉价的碳资源,可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,则CO2主要转化为________(写离子符号);若所得溶液中 c(HCO)∶c(CO)=2∶1,则溶液中c(H+)=________。(室温下,H2CO3的Ka1=4.5×10-7;Ka2=4.7×10-11)
(2)常温下,向a mol·L-1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b mol·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),CH3COOH的电离常数Ka=________________(用含a和b的代数式表示)。
(3)常温下,将a mol·L-1 CH3COOH溶液与b mol·L-1 Ba(OH)2 溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在 2c(Ba2+)=c(CH3COO-),该混合溶液中CH3COOH的电离常数Ka=____________(用含a和b的代数式表示)。
(4)亚硫酸的电离常数为Ka1、Ka2,改变0.1 mol·L-1亚硫酸溶液的pH,平衡体系中含硫元素微粒的物质的量分数δ与pH的关系如下图所示,=________。
INCLUDEPICTURE "25XM1.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25XM1.TIF" \* MERGEFORMATINET
解析:(1)CO2与足量NaOH溶液反应后溶液pH=13,CO2主要转化为CO;电离常数Ka2= eq \f(c(H+)·c(CO),c(HCO))=4.7×10-11,又 c(HCO)∶c(CO)=2∶1,即Ka2=×c(H+),故c(H+)=9.4×10-11 mol·L-1。
(2)溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-),元素守恒:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),所以c(CH3COOH)=c(Cl-)= mol·L-1。
     CH3COOH CH3COO-+H+
- 10-7
Ka==。
(3)溶液中存在电荷守恒:2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),又c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=b mol·L-1,所以c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
          CH3COOH CH3COO-+H+
 -b   b 10-7
Ka==。
(4)c(H2SO3)=c(HSO)时,Ka1(H2SO3)=c(H+)=10-2,当c(SO)=c(HSO)时,Ka2(H2SO3)=c(H+)=10-7,==105。
答案:(1)CO 9.4×10-11 mol·L-1
(2) (3) (4)105
考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
INCLUDEPICTURE "必备知识.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\必备知识.tif" \* MERGEFORMATINET
1.一元强酸与一元弱酸的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸的比较。
比较项目 c(H+) pH 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 大 小 相同 相同 大
醋酸 小 大 小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸的比较。
比较项目 c(H+) c(酸) 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 相同 小 弱 少 相同
醋酸 大 强 多
2.一元强酸与一元弱酸的稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸。
INCLUDEPICTURE "AX1B.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\AX1B.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "AX2B.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\AX2B.TIF" \* MERGEFORMATINET
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大 加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸。
INCLUDEPICTURE "AX3B.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\AX3B.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "AX4B.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\AX4B.TIF" \* MERGEFORMATINET
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
INCLUDEPICTURE "关键能力.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\关键能力.tif" \* MERGEFORMATINET
1.(2025·江门新会一中质检)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如表所示:
弱酸 HX HY H2CO3
电离平衡常数 7.8×10-5 3.7×10-9 Ka1=4.4×10-7Ka2=4.7×10-11
下列推断正确的是( C )
A.pH相同的HX、HY两种弱酸,物质的量浓度:HX>HY
B.同体积、同pH的HX、HY稀释相同倍数后,溶液的pH:HXC.向Na2CO3溶液中加入过量HY,反应的离子方程式:HY+CO===HCO+Y-
D.H2CO3的电离常数表达式Ka1=
eq \f(c2(H+)·c(CO),c(H2CO3))
解析:由HX、HY的电离常数可知,相同浓度时,HX溶液的酸性比HY强,pH小,则pH相同的HX、HY两种弱酸,物质的量浓度:HXHY,B不正确;向Na2CO3溶液中加入过量HY,由于Ka1(H2CO3)>Ka(HY)>Ka2(H2CO3),所以反应的离子方程式为HY+CO===HCO+Y-,C正确;H2CO3为二元弱酸,第一步电离方程式为H2CO3 H++HCO,电离常数表达式Ka1= eq \f(c(H+)·c(HCO),c(H2CO3)),D不正确。
2.在两个密闭的锥形瓶中,0.05 g形状相同的镁条(过量)分别与 2 mL 2 mol·L-1的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是( C )
INCLUDEPICTURE "CYX3.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\CYX3.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.①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.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均大于醋酸与Mg反应的化学反应速率
C.反应中醋酸的电离被促进,两溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.1 mol·L-1NaOH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
解析:A.盐酸为一元强酸,醋酸为一元弱酸,2 mL 2 mol·L-1的盐酸和醋酸中,盐酸中 c(H+)大,与镁条反应的速率大,相同时间内产生的氢气多,容器内压强大,反应先结束,故②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,故A错误;B.可以通过曲线的斜率比较二者的反应速率大小,从题图可以看出,100 s 后,醋酸与镁的反应速率更大,此时盐酸与镁反应已接近结束,c(H+)较小,反应速率减小,故B错误;D.由于氯化氢和醋酸的物质的量相同,故用1 mol·L-1NaOH溶液完全中和时,盐酸与醋酸消耗NaOH溶液的体积相等,故D错误。
3.某温度下,将pH和体积均相同的HCl和CH3COOH溶液分别加水稀释,pH随加水体积的变化如右图所示。下列叙述正确的是 ( B )
INCLUDEPICTURE "VY9.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\VY9.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.稀释前溶液中溶质的浓度:c(HCl)>c(CH3COOH)
B.溶液中水的电离程度:b点<c点
C.从b点到d点,溶液中c(H+)·c(OH-)逐渐增大
D.在d点和e点均存在:c(H+)<c(酸根阴离子)
解析:A.稀释前两溶液的pH相等,由于CH3COOH部分电离,因此稀释前溶液中溶质的浓度:c(CH3COOH)>c(HCl),故A错误;B.b点pH小于c点pH,说明c点酸性弱,对水的电离抑制程度小,水的电离程度大,因此溶液中水的电离程度:b点<c点,故B正确;C.从b点到d点,由于温度不变,因此溶液中c(H+)·c(OH-)不变,故C错误;D.在d点和e点均存在电荷守恒:c(H+)=c(酸根阴离子)+c(OH-),因此存在:c(酸根阴离子)<c(H+),故D错误。
INCLUDEPICTURE "真题研做高考通关.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\真题研做高考通关.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.(2022·新高考湖北卷)根据酸碱质子理论,给出质子的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:N2H+NH3===NH+N2H4,N2H4+CH3COOH===N2H+CH3COO-。下列酸性强弱顺序正确的是( D )
A.N2H>N2H4>NH
B.N2H>CH3COOH>NH
C.NH3>N2H4>CH3COO-
D.CH3COOH>N2H>NH
2.(2022·新高考福建卷)探究醋酸浓度与电离度(α)关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的是( C )
选项 步骤 操作或叙述
A Ⅰ.用NaOH标准溶液标定CH3COOH溶液浓度 滴定时眼睛应始终注视滴定管中的液面
B Ⅱ.用标定后的溶液配制不同浓度的CH3COOH溶液 应使用干燥的容量瓶
C Ⅲ.测定步骤Ⅱ中所得溶液的pH 应在相同温度下测定
D Ⅳ.计算不同浓度溶液中CH3COOH的电离度 计算式为α=×100%
解析:A.中和滴定时眼睛应始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化,A错误;B.配制不同浓度的CH3COOH溶液时,容量瓶不需要干燥,B错误;C.CH3COOH的电离平衡只受温度影响,因此测定步骤Ⅱ中所得溶液的pH时应在相同温度下测定,C正确;D.电离度是指弱电解质在溶液里达到电离平衡时,已电离的电解质分子数占原电解质分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分数,因此CH3COOH的电离度计算式为α=×100%,D错误。
3.(2022·高考全国乙卷)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( B )
INCLUDEPICTURE "22QY4.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\22QY4.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中HA的电离度为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
解析:溶液Ⅰ的pH=7.0,呈中性,c(H+)=c(OH-),A项错误;溶液Ⅱ中,=====,B项正确;HA可以自由通过隔膜,溶液Ⅰ、Ⅱ中c(HA)应相等,C项错误;溶液Ⅰ、Ⅱ中c(HA)相等,由Ka(HA)=,可得cⅠ(A-)·cⅠ(H+)=cⅡ(A-)·cⅡ(H+),===106,溶液Ⅰ中,=≈1,cⅠ总(HA)=cⅠ(A-),同理溶液Ⅱ中,cⅡ总(HA)=101cⅡ(A-),故==≈104,D项错误。
4.(2024·新高考广东卷)在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下,某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的Ka。
INCLUDEPICTURE "25NQ17.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25NQ17.TIF" \* MERGEFORMATINET
a.选择合适的指示剂HIn,Ka(HIn)=3.6×10-20;其钾盐为KIn。
b.向KIn溶液中加入HX,发生反应:In-+HX X-+HIn。KIn起始的物质的量为n0(KIn),加入HX的物质的量为n(HX),平衡时,测得随的变化曲线如上图。
已知:该溶剂本身不电离,钾盐在该溶剂中完全电离。
(1)计算Ka(HA)(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
(2)在该溶剂中,Ka(HB)________Ka(HA);Ka(HB)____ Ka(HIn)。(均选填“>”“<”或“=”)
解析:(1)见答案。
(2)根据图像可知,当=1.0时,<
1.0,设起始时KIn、HB均为c mol·L-1,达到平衡时HB转化的浓度为y mol·L-1,列三段式:
          In-+HB B-+HIn
c c 0 0
y y y y
c-y c-y y y
<1.0,y>0.5c,K2===,y>0.5c,c-y<0.5c,代入数据得K2=>1,即Ka(HB)>Ka(HIn),结合Ka(HA)=Ka(HIn),知Ka(HB)>Ka(HA)。
答案:(1)由题图可知,当=1.0时,=3.0,设起始时c(KIn)=c(HA)=c mol·L-1,达到平衡时HA转化的浓度为x mol·L-1,列三段式:
          In-+HA A-+HIn
c c 0 0
x x x x
c-x c-x x x
=3.0,解得x=0.25c,该反应的平衡常数K1===,代入数据得K1===,故Ka(HA)=Ka(HIn)=4.0×10-21 (2)> >
课时跟踪练
[基础巩固]
1.0.1 mol·L-1 HCN溶液中存在电离平衡:HCN H++CN-。对该平衡,下列叙述正确的是( A )
A.加入少量NaOH固体,平衡正向移动
B.加水,平衡逆向移动
C.滴加少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液中 c(H+)减小
D.加入少量NaCN固体,平衡正向移动
解析:加入少量NaOH固体,OH-和H+反应使溶液中c(H+)减小,HCN的电离平衡正向移动,故A正确;加水稀释能促进弱电解质的电离,所以HCN的电离平衡正向移动,故B错误;加入少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,HCl是强电解质,在水溶液中完全电离,溶液中c(H+)增大,故C错误;加入少量NaCN固体,溶液中c(CN-)增大,HCN的电离平衡逆向移动,故D错误。
2.(2025·云浮质检)在相同温度下,100 mL 0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液与10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液相比较,下列数值前者大于后者的是( C )
A.中和时所需NaOH的物质的量
B.溶液的导电能力
C.H+的物质的量
D.未电离的CH3COOH的物质的量
解析:计算两溶液中CH3COOH的物质的量,n(前)=0.1 L×0.01 mol·L-1=1×10-3 mol,n(后)=0.01 L×0.1 mol·L-1=1×10-3 mol,二者相等,因而中和时所需NaOH的物质的量相等,故A错误;酸的浓度越大,溶液中离子浓度越大,导电能力越强,因而溶液的导电能力前者小于后者,故B错误;醋酸的浓度越大其电离程度越小,由A项分析可知,二溶液中CH3COOH的物质的量相同,前者电离程度大,溶液中H+的物质的量大,未电离的CH3COOH的物质的量小,故C正确、D错误。
3.已知人体体液中存在如下平衡:CO2+H2O H2CO3 H++HCO,以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是( C )
A.当强酸性物质进入体液后,上述平衡向左移动,以维持体液pH的相对稳定
B.当强碱性物质进入体液后,上述平衡向右移动,以维持体液pH的相对稳定
C.若静脉滴注大量生理盐水,则体液的pH减小
D.进行呼吸活动时,如果CO2进入血液,会使体液的pH减小
解析:若静脉滴注大量生理盐水,则体液被稀释,CO2+H2O H2CO3 H++HCO平衡虽然正向移动,但根据勒夏特列原理,c(H+)减小,体液的pH增大。
4.25 ℃时,0.1 mol·L-1的 CH3COOH 溶液pH=3,0.1 mol·L-1的HCN溶液pH=4。下列说法正确的是( B )
A.CH3COOH与HCN均为弱酸,且酸性强弱:HCN>CH3COOH
B.25 ℃时,水电离出的c(H+)均为10-11 mol·L-1的两种酸,酸的浓度:HCN>CH3COOH
C.25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液和NaCN溶液的pH:CH3COONa>NaCN
D.25 ℃时,pH均为3的CH3COOH与HCN溶液各100 mL,与等浓度的NaOH溶液完全反应,消耗NaOH溶液的体积:CH3COOH>HCN
解析:同温、同浓度时,CH3COOH溶液的pH小,酸性较强,A错误;25 ℃时,水电离出的c(H+)均为10-11 mol·L-1,因此两种酸溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,由于酸性强弱:CH3COOH>HCN,故酸的浓度:HCN>CH3COOH,B正确;CH3COONa溶液和NaCN溶液浓度相同且CN-水解程度大,故pH:NaCN>CH3COONa,C错误;pH均为3的CH3COOH溶液与HCN溶液相比,HCN溶液浓度大,故消耗NaOH溶液的体积:HCN>CH3COOH,D错误。
5.溴甲基蓝(用HBb表示)指示剂是一元弱酸,HBb为黄色,Bb-为蓝色。下列叙述正确的是( B )
A.0.01 mol·L-1 HBb溶液的pH=2
B.HBb溶液的pH随温度升高而减小
C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液显黄色
D.0.01 mol·L-1 NaBb溶液中,c(H+)+c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb)
解析:A.HBb为一元弱酸,0.01 mol·L-1 HBb溶液中氢离子浓度小于0.01 mol·L-1,故溶液的pH>2,A错误;B.升高温度促进弱电解质的电离,HBb溶液的pH随温度升高而减小,B正确;C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,发生酸碱中和反应,导致溶液中Bb-浓度增大,溶液显蓝色,C错误;D.0.01 mol·L-1 NaBb溶液中,存在元素守恒c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb),D错误。
6.(2025·广东八校联考)常温下,两种弱酸的电离平衡常数见下表。下列说法正确的是( A )
弱酸 CH3COOH HF
电离平衡常数Ka 1.8×10-5 6.8×10-4
A.中和等浓度等体积的CH3COOH和HF溶液所需等浓度的NaOH溶液的体积相等
B.等物质的量浓度的CH3COONa溶液和NaF溶液,后者pH较大
C.加水稀释CH3COOH溶液,其电离平衡常数将减小
D.CH3COOH溶液和NaF溶液反应的离子方程式为CH3COOH+F-===HF+CH3COO-
解析:中和反应与酸碱的物质的量有关,等浓度等体积的CH3COOH溶液和HF溶液中酸的物质的量相等,所需等浓度的NaOH溶液的体积也相等,A项正确;弱酸的酸性越弱,相应的酸根离子水解程度越大,由于酸性:CH3COOHF-,所以溶液的pH:CH3COONa>NaF,B项错误;电离平衡常数只与温度有关,温度不变电离平衡常数不变,C项错误;酸性:CH3COOH7.常温下,部分酸的电离常数见下表:
化学式 HF HCN H2CO3
电离常数 Ka=6.3×10-4 Ka=6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11
(1)c(H+)相同的三种酸,酸的浓度由大到小的顺序为 。
(2)若HCN的起始浓度为0.01 mol·L-1,平衡时c(H+) 约为____________mol·L-1。若要使此溶液中HCN的电离程度增大且c(H+)也增大,可采用的方法是____________。
(3)中和等量的NaOH,消耗等pH的氢氟酸和硫酸的体积分别为a L、b L,则a________(填“大于”“小于”或“等于”,下同)b。中和等物质的量浓度、等体积的氢氟酸和硫酸需要NaOH的物质的量为n1、n2,则n1________n2。
(4)向NaCN溶液中通入少量CO2,发生反应的离子方程式为_________________________________________________。
(5)设计实验证明氢氟酸比盐酸的酸性弱:_________________________________________________
_________________________________________________。
解析:(1)根据三种酸的电离常数可知,酸性强弱:HF>H2CO3>HCN>HCO,因此c(H+)相同的三种酸,酸的浓度由大到小的顺序为c(HCN)>c(H2CO3)>c(HF)。(2)设c(H+)=x mol·L-1,根据HCN H++CN-,Ka===6.2×10-10,解得x≈×10-6;弱电解质的电离是吸热过程,升高温度,能够促进HCN的电离,电离程度增大,c(H+)也增大。(3)中和等量的NaOH,需要消耗等量的H+,当氢氟酸和硫酸的pH相等时,由于硫酸是强酸,氢氟酸为弱酸,氢氟酸的浓度大于硫酸,需要消耗氢氟酸的体积小于硫酸的体积,即a小于b。氢氟酸为一元酸、硫酸为二元酸,中和等物质的量浓度、等体积的氢氟酸和硫酸需要NaOH的物质的量之比为1∶2,即n1小于n2。(4)由于酸性强弱:H2CO3>HCN>HCO,向NaCN溶液中通入少量CO2反应生成HCN和NaHCO3,离子方程式为CN-+CO2+H2O===HCN+HCO。(5)证明氢氟酸比盐酸的酸性弱可以使用的方法有:①测定等物质的量浓度的两种酸的pH,氢氟酸的pH大;②等物质的量浓度的两种酸分别与Zn反应,开始时氢氟酸冒气泡慢;③测定等物质的量浓度的两种溶液的导电性,连接氢氟酸的灯泡较暗等。
答案:(1)c(HCN)>c(H2CO3)>c(HF)
(2)×10-6 升高温度 (3)小于 小于
(4)CN-+CO2+H2O===HCN+HCO
(5)测定等物质的量浓度的两种酸的pH,氢氟酸的pH大(答案合理即可)
[素养提升]
8.甘氨酸在水溶液中主要以如下所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种微粒形式存在,且存在以下电离平衡:
INCLUDEPICTURE "CY30.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\CY30.TIF" \* MERGEFORMATINET
已知:常温下甘氨酸的Ka1=10-2.35,Ka2=10-9.78,当氨基酸主要以两性离子存在时溶解度最小。下列说法不正确的是( C )
A.甘氨酸晶体易溶于水,难溶于乙醚、苯等溶剂
B.甘氨酸钠溶液中存在:H2N—CH2—COO-+H2O H2N—CH2—COOH+OH-
C.pH=2的甘氨酸盐酸盐溶液中c(Ⅰ)∶c(Ⅱ)=10-0.35
D.向饱和甘氨酸钠溶液中滴加盐酸至pH=6,可能会析出固体
解析:A.甘氨酸为极性分子,分子中的氨基和羧基都能与水分子间形成氢键,所以甘氨酸晶体易溶于水,难溶于乙醚、苯等溶剂,A正确;B.羧酸为弱酸,羧酸根离子易发生水解,故甘氨酸钠溶液中存在水解平衡:H2N—CH2—COO-+H2O H2N—CH2—COOH+OH-,B正确;C.pH=2的甘氨酸盐酸盐溶液中,=10-2.35,故c(Ⅰ)∶c(Ⅱ)=100.35,C不正确;D.向饱和甘氨酸钠溶液中滴加盐酸至pH=6,此时氨基酸主要以两性离子存在,溶解度最小,可能会析出固体,D正确。
9.(2025·深圳宝安区调研)硼酸(H3BO3)的电离方程式为H3BO3+H2O [B(OH)4]-+H+。已知常温下,Ka(H3BO3)=5.4×10-10、Ka(CH3COOH)=1.75×10-5。下列说法错误的是( C )
A.H3BO3为一元酸
B.常温下,0.01 mol·L-1 H3BO3溶液的pH≈6
C.常温下,0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液和Na[B(OH)4]溶液的pH:前者>后者
D.pH=3的CH3COOH溶液中加水稀释,溶液中变小
解析:根据题意可知H3BO3只存在一步电离,产生一个氢离子,所以为一元酸,A正确;设0.01 mol·L-1H3BO3溶液中c(H+)=x,则c[B(OH)4]-也可近似认为等于x,则有Ka(H3BO3)==5.4×10-10,解得x≈2.3×10-6 mol·L-1,所以pH≈6,B正确;Ka(H3BO3)10.常温下,向20 mL浓度均为0.1 mol/L的HCl、CH3COOH混合液中滴加0.1 mol/L的氨水,测得混合液的导电能力与加入的氨水的体积(V)关系如下图所示。下列说法错误的是( D )
INCLUDEPICTURE "VY15.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\VY15.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.a→b时反应为H++NH3·H2O===NH+H2O
B.b→d过程中水的电离程度:先增大后减小
C.b点离子浓度:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(CH3COO-) 
D.c点溶液呈中性
解析:a→b时溶液导电能力减弱到最低,为氨水与盐酸的反应,离子数量不变但溶液体积增大,故发生的反应为H++NH3·H2O===NH+H2O,A正确;b→d过程溶液导电能力先增大后减小,为氨水与醋酸反应至氨水过量,对水的电离的抑制程度先减小后增大,故水的电离程度先增大后减小,B正确;b点时氨水与盐酸完全反应,为等浓度的氯化氨和醋酸溶液,离子浓度:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(CH3COO-),C正确;c点为等浓度的氯化铵和醋酸铵溶液,氯化铵为强酸弱碱盐,水解呈酸性,醋酸铵为弱酸弱碱盐,水解呈中性,故c点溶液呈酸性,D错误。
11.(2022·新高考广东卷)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时,HAc的Ka=1.75×10-5=10-4.76。
(1)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设 稀释HAc溶液或改变Ac-浓度,HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1 mol·L-1的HAc和NaAc溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,测定pH,记录数据。
序号 V(HAc溶液)/mL V(NaAc溶液)/mL V(H2O)/mL n(NaAc)∶n(HAc) pH
Ⅰ 40.00 — — 0 2.86
Ⅱ 4.00 — 36.00 0 3.36

Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根据表中信息,补充数据:a=________,b=________。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释HAc溶液,电离平衡________(填“正”或“逆”)向移动;结合表中数据,给出判断理由:_________________________________________________
_________________________________________________。
③由实验Ⅱ~Ⅷ可知,增大Ac-浓度,HAc电离平衡逆向移动。
实验结论 假设成立。
(2)小组分析上表数据发现:随着的增加,c(H+) 的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉:一定条件下,按=1配制的溶液中,c(H+)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现,实验Ⅷ中pH=4.65与资料数据Ka=10-4.76存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
(ⅰ)移取20.00 mL HAc溶液,加入2滴酚酞溶液,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗体积为22.08 mL,该HAc溶液的浓度为_________________________mol·L-1。
(ⅱ)用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L-1NaOH溶液,配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(3)小组进一步提出:如果只有浓度均约为0.1 mol·L-1的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的Ka?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ 移取20.00 mL HAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ _________________________________________________________________________,测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(4)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途:________________________________________。
解析:(1)①实验Ⅶ中,n(NaAc)∶n(HAc)=3∶4,两种溶液的浓度相等,当V(HAc溶液)=4.00 mL时,V(NaAc溶液)=3.00 mL,为保证溶液的总体积为40.00 mL,V(H2O)=40.00 mL-4.00 mL-3.00 mL=33.00 mL。②由实验Ⅰ、Ⅱ的数据分析,实验Ⅱ中HAc的浓度为实验Ⅰ中的,但是pH没有从2.86变为3.86,H+浓度相对变大(实际pH为3.36),说明稀释HAc时,促进了HAc的电离。(2)NaOH 与HAc以物质的量之比为1∶1反应,c(HAc)·V(HAc溶液)=c(NaOH)·V(NaOH溶液),c(HAc)=0.100 0 mol·L-1×22.08 mL÷20.00 mL=0.110 4 mol·L-1。(3)醋酸的电离平衡:HAc H++Ac-,平衡常数Ka=,当c(Ac-)=c(HAc)时,Ka=c(H+),故在实验Ⅱ中,向20.00 mL HAc溶液中加入 mL NaOH溶液,反应后的溶液中Ac-和HAc浓度相等,测定溶液的pH,即可得出Ka。(4)HClO 为弱酸,可以用于自来水的杀菌消毒。
答案:(1)①3.00 33.00 ②正 实验Ⅱ中HAc的浓度为实验Ⅰ中的,稀释10倍后,假设电离平衡不移动,理论pH为 3.86,实际pH为3.36,说明稀释HAc时,促进了HAc的电离 (2)0.110 4 (3)移取20.00 mL HAc溶液,向其中加入 mL NaOH溶液 (4)HClO、杀菌消毒(答案合理即可)
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第9章 水溶液中的离子反应与平衡第42讲 弱电解质的电离平衡
1.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡,能动态地分析电离平衡的移动。
2.理解电离常数的含义,并能利用电离常数进行相关计算。
01
考点梳理 高效演练
考点一 弱电解质的电离平衡

1.电离平衡的概念
在一定条件(如温度、浓度等)下,当___________________________的速率和________________的速率相等时,电离过程达到平衡状态。
弱电解质分子电离成离子
离子结合成分子
2.电离平衡的建立与特征

(1)开始时,v(电离)________,而v(结合)为____。
(2)平衡的建立过程中,v(电离)________v(结合)。
(3)当v(电离)____v(结合)时,电离过程达到平衡状态。


最大
0
>

3.外界条件对电离平衡的影响
以0.1 mol·L-1CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0的影响。
改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) c(CH3COO-) 电离程度
加水稀释 ____ ____ ____ ____ ____
加冰醋酸 ____ ____ ____ ____ ____
通入
HCl(g) ____ ____ ____ ____ ____
加醋酸
钠固体 ____ ____ ____ ____ ____
升高温度 ____ ____ ____ ____ ____
正向
增大
减小
减小
增大
正向
增大
增大
增大
减小
逆向
增大
增大
减小
减小
逆向
减小
减小
增大
减小
正向
增大
增大
增大
增大

2.(2025·阳江摸底考试)常温下,下列事实不能说明某一元酸HX是弱酸的是(  )
A.0.1 mol·L-1HX溶液pH=4
B.NaX和H2CO3反应,生成HX
C.0.1 mol·L-1HX溶液比0.1 mol·L-1硝酸导电能力弱
D.10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液与10 mL 0.1 mol·L-1HX溶液恰好中和

解析:0.1 mol·L-1HX溶液的pH为4说明HX是弱酸,在溶液中部分电离出X-和H+,故A不符合题意;NaX溶液能与碳酸溶液反应生成HX,碳酸是二元弱酸,由强酸制弱酸的原理可知,HX为弱酸,故B不符合题意;等浓度的HX溶液的导电性弱于硝酸说明HX为弱酸,故C不符合题意;等体积等浓度的氢氧化钠溶液与HX溶液恰好中和说明HX为一元酸,但不能确定是否为弱酸,故D符合题意。
3.常温下,①100 mL 0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液,②10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液。用“>”“=”或“<”回答下列问题。
(1)c(CH3COO-):①________②。
(2)电离程度:①________②。
(3)在上述两种溶液中加入足量锌片。开始时的反应速率:①________②;反应结束生成相同状况下H2的体积:①________②。
(4)与同浓度的NaOH溶液完全反应消耗NaOH溶液的体积:①________②。





考点二 电离平衡常数

1.电离平衡常数
影响因素 只与温度有关,且温度升高,K值________
应用 (1)相同条件下,弱酸(或弱碱)的Ka(或Kb)越大,电离程度越____,c(H+)[或c(OH-)]越____,酸性(或碱性)越强;反之,酸性(或碱性)越弱
(2)多元弱酸的Ka1>Ka2>Ka3……,当Ka1 Ka2时,计算c(H+)或比较酸性相对强弱时,通常只考虑第一步电离
增大


3.电离度



2.部分弱酸的电离平衡常数见下表。
弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO
电离平
衡常数
(25 ℃) Ka=1.8
×10-4 Ka1=1.1
×10-7
Ka2=1.3
×10-13 Ka1=4.5
×10-7
Ka2=4.7
×10-11 Ka=4.0
×10-8
按要求回答下列问题。
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为________________________________________________________________。
答案:HCOOH>H2CO3>H2S>HClO
①②③
9.4×10-11 mol·L-1
(2)常温下,向a mol·L-1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b mol·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),CH3COOH的电离常数Ka=________________(用含a和b的代数式表示)。
(3)常温下,将a mol·L-1 CH3COOH溶液与b mol·L-1 Ba(OH)2 溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在 2c(Ba2+)=c(CH3COO-),该混合溶液中CH3COOH的电离常数Ka=____________(用含a和b的代数式表示)。
105
考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较

1.一元强酸与一元弱酸的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸的比较。
比较
项目 c(H+) pH 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 大 小 相同 相同 大
醋酸 小 大 小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸的比较。
比较
项目 c(H+) c(酸) 中和碱的
能力 与足量活泼金属反应产生H2的量 开始与金属反应的速率
盐酸 相同 小 弱 少 相同
醋酸 大 强 多
2.一元强酸与一元弱酸的稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸。


加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大 加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸。


加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
1.(2025·江门新会一中质检)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如表所示:
弱酸 HX HY H2CO3
电离平衡常数 7.8×10-5 3.7×10-9 Ka1=4.4×10-7
Ka2=4.7×10-11


2.在两个密闭的锥形瓶中,0.05 g形状相同的镁条(过量)分别与 2 mL 2 mol·L-1的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是(  )
A.①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.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均大于醋酸与Mg反应的化学反应速率
C.反应中醋酸的电离被促进,两溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.1 mol·L-1NaOH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
解析:A.盐酸为一元强酸,醋酸为一元弱酸,2 mL 2 mol·L-1的盐酸和醋酸中,盐酸中 c(H+)大,与镁条反应的速率大,相同时间内产生的氢气多,容器内压强大,反应先结束,故②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,故A错误;B.可以通过曲线的斜率比较二者的反应速率大小,从题图可以看出,100 s 后,醋酸与镁的反应速率更大,此时盐酸与镁反应已接近结束,c(H+)较小,反应速率减小,故B错误;D.由于氯化氢和醋酸的物质的量相同,故用1 mol·L-1NaOH溶液完全中和时,盐酸与醋酸消耗NaOH溶液的体积相等,故D错误。

3.某温度下,将pH和体积均相同的HCl和CH3COOH溶液分别加水稀释,pH随加水体积的变化如右图所示。下列叙述正确的是 (  )
A.稀释前溶液中溶质的浓度:c(HCl)>c(CH3COOH)
B.溶液中水的电离程度:b点<c点
C.从b点到d点,溶液中c(H+)·c(OH-)逐渐增大
D.在d点和e点均存在:c(H+)<c(酸根阴离子)
解析:A.稀释前两溶液的pH相等,由于CH3COOH部分电离,因此稀释前溶液中溶质的浓度:c(CH3COOH)>c(HCl),故A错误;B.b点pH小于c点pH,说明c点酸性弱,对水的电离抑制程度小,水的电离程度大,因此溶液中水的电离程度:b点<c点,故B正确;C.从b点到d点,由于温度不变,因此溶液中c(H+)·c(OH-)不变,故C错误;D.在d点和e点均存在电荷守恒:c(H+)=c(酸根阴离子)+c(OH-),因此存在:c(酸根阴离子)<c(H+),故D错误。
02
真题研做 高考通关


2.(2022·新高考福建卷)探究醋酸浓度与电离度(α)关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的是(  )

(1)计算Ka(HA)(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
解析:见答案。
(2)在该溶剂中,Ka(HB)________Ka(HA);Ka(HB)____ Ka(HIn)。(均选填“>”“<”或“=”)
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