第一节 电离平衡 第2课时(导学案)(含答案)高二化学同步备课系列(人教版2019选择性必修1)【2025-2026】高二化学同步备课学案(人教版2019选择性必修1)

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第一节 电离平衡 第2课时(导学案)(含答案)高二化学同步备课系列(人教版2019选择性必修1)【2025-2026】高二化学同步备课学案(人教版2019选择性必修1)

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第一节 电离平衡
第2课时 电离平衡常数
一、知识目标
1.理解电离平衡常数的定义,能正确书写一元弱酸、一元弱碱及多元弱酸的电离平衡常数表达式。
2.掌握电离平衡常数的计算方法,能根据给定数据计算弱电解质的电离平衡常数。
3.了解影响电离平衡常数大小的因素,能根据电离平衡常数判断弱酸(弱碱)的相对强弱、判断复分解反应能否发生、判断溶液中某些离子浓度的变化以及计算弱酸、弱碱溶液中的和。
4.理解相同物质的量浓度、相同体积以及相同、相同体积的强酸(碱)与弱酸(碱)在与物质反应、加水稀释等方面的差异。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析:通过分析不同弱电解质的电离平衡常数,从宏观上认识弱酸(弱碱)酸性(碱性)的相对强弱,从微观上理解弱电解质的电离过程和影响因素。
2.证据推理与模型认知:通过对电离平衡常数的计算和应用,建立分析弱电解质电离平衡的思维模型,培养逻辑推理和归纳总结能力。
3.科学探究与创新意识:通过实验探究和思考讨论,培养探究精神和创新思维,提高解决实际问题的能力。
一、学习重点
1.电离平衡常数表达式的书写。
2.影响电离平衡常数大小的因素。
3.电离平衡常数的应用。
4.强酸(碱)与弱酸(碱)的比较。
二、学习难点
1.电离平衡常数的应用。
2.强酸(碱)与弱酸(碱)在不同条件下性质差异的理解。
一、电离平衡常数
1.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 ,与溶液中 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。
2.电离平衡常数的表示方法
AB A++B- K=。
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数
例如:CH3COOH CH3COO-+H+ Ka=;
NH3·H2O NH+OH- Kb=。
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数
多元弱酸的电离是分步进行的,每步各有电离平衡常数,通常用Ka1、Ka2等来分别表示。例如,
H2CO3 H++HCO Ka1=;HCO H++CO Ka2=。
多元弱酸各步电离常数的大小比较:Ka1 Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。由于多元弱碱为难溶碱,所以一般不用电离平衡常数,而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越 ,弱电解质的电离程度越 ,酸(或碱)性越 。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数 ,说明电离常数首先由物质的 所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与 有关,由于电离为 过程,所以电离平衡常数随 而增大。
5.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH
       CH3COOH CH3COO-+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==≈。
6.电离度(α) α=
注意:温度越高电离度越大;稀释溶液,电离度变大。弱电解质电离程度相对大小的另一种参数。
二、强酸与弱酸的比较
1.实验探究:CH3COOH与H2CO3酸性强弱比较
实验操作
实验现象 有 产生
实验结论 CH3COOH酸性 碳酸
Ka大小比较 Ka(CH3COOH) Ka1(H2CO3)
2.思考与讨论:镁条与等浓度、等体积的盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,盖紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示:
由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况
宏观辨识 微观探析
反应 初期 盐酸的反应速率比醋酸 盐酸是强酸, 电离,醋酸是弱酸, 电离,同浓度的盐酸和醋酸,盐酸中的c(H+) ,因而反应速率 。
反应 过程中 盐酸的反应速率始终比醋酸 ,盐酸的反应速率减小 ,醋酸的反应速率减小 。 醋酸中存在电离平衡,随反应的进行,电离平衡 ,消耗的氢离子能及时 ,所以一段时间速率变化不明显
最终 二者产生的氢气的量基本 ,速率几乎都变为 。 镁条稍微过量,两种酸的物质的量相同,随醋酸电离,平衡正向移动,醋酸几乎 ,最终二者与镁条反应的氢离子的物质的量几乎 ,因而产生的H2的量几乎 。 两种酸都几乎消耗完全,反应停止,因而反应速率几乎 。
(一)问题探究
1.阅读教材 57 页,思考如何定量地表示弱电解质电离程度的大小?
2.结合教材和课堂内容,分析多元弱酸分步电离时,各步电离平衡常数的大小关系及原因。
(二)问题思考
1.对于一元弱酸,若已知其电离方程式为,在某温度下达到电离平衡时,,,,求该温度下的电离常数。
2.已知时,的,的,比较和的酸性强弱,并说明理由。
(三)归纳总结
1.分析相同温度下不同一元弱酸的电离常数,总结影响电离常数大小的因素。
2.总结相同物质的量浓度、相同体积的强酸(碱)与弱酸(碱)在与物质反应时的差异。
1.下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是 ()
A. 相同条件下,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. 相同温度下,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大小关系为K(a1)2.已知室温时,0.1mol·L 某一元酸HA在水中有0.2%发生电离。下列叙述错误的()
A. 升高温度,溶液的酸性增强
B. 该溶液的c(H )是2×10 mol·L
C. 该一元酸的电离平衡常数约为1×10
D. 向一元酸HA的溶液中,加水稀释,HA的电离平衡正向移动,但c(H )减小
3.常温下,三种一元酸的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是()
酸 HCN CH3COOH H3PO2
电离常数 5×10-10 1.75×10-5 5.9×10-2
A. 三种酸的酸性强弱:HCN>CH COOH>H PO
B. 反应H PO + CH COO == CH COOH + H PO 能够发生
C. 由电离常数可以判断,H PO 属于强酸,HCN和CH COOH属于弱酸
D. 等物质的量浓度、等体积的三种酸溶液,与足量锌粉反应,H PO 产生H 最多
酸 HCN CH COOH H PO
电离常数 5×10 1.75×10 5.9×10
4.常温下,向两个锥形瓶中各加入0.05g镁条,塞紧橡胶塞,用注射器向其中一个锥形瓶中注入2mL1mol·L 草酸溶液(H C O 的K(a )=5.0×10 ,K(a )=5.4×10 ),向另一个锥形瓶中注入2mL2mol·L CH COOH溶液(CH COOH的Ka = 1.8×10 ),分别测得两个锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()
A. 曲线②表示醋酸与镁条的反应
B. 当反应停止时,醋酸产生的气体比草酸产生的气体多
C. 反应结束,草酸所耗时间比醋酸所耗时间短
D. 草酸的电离方程式为H C O 2H + C O
5.常温下,分别向体积相同、浓度均为1mol·L 的HA、HB两种弱酸溶液中不断加水稀释,酸溶液的1/2pH与酸溶液浓度的对数(lgc)的关系如图。下列对该过程相关分析正确的是()
A. HB的电离常数(Ka)数量级为10
B. 酸性:HA>HB
C. 加水稀释过程中,HA的电离常数减小
D. 常温下,当lgc=-7时,两种酸溶液的pH均为7
一、电离平衡常数
1.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,通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数。
2.电离平衡常数的表示方法
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数
例如:CH3COOH CH3COO-+H+ Ka=;
NH3·H2O NH+OH- Kb=。
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数
多元弱酸的电离是分步进行的,每一步电离都有电离平衡常数,通常用Ka1、Ka2等来分别表示。例如,
H2CO3 H++HCO Ka1=;
HCO H++CO Ka2=。
多元弱酸各步电离常数的大小比较:Ka1 Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。
注意 一般多元弱碱为难溶碱,不用电离平衡常数,以后要学到难溶物的溶度积常数。
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K越大,弱电解质的电离程度越大,酸(或碱)性越强。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由弱电解质的性质所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与温度有关,由于电离为吸热过程,所以电离平衡常数随温度升高而增大。
二、电离常数的计算和应用
1.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH
CH3COOH??CH3COO-+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==≈。
注意:由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度为(a-x) mol·L-1,一般近似为a mol·L-1。
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)根据电离平衡常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生,相同条件下相对强的酸(或碱)可以制相对弱的酸(或碱)。
(3)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。
(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不变,则增大。
3.电离度(α)
α=×100%或α=×100%
(1)意义:表示弱电解质的电离程度,同一弱电解质电离度越大,电离程度越大。
(2)电离度的影响因素
注意:电离度与化学平衡的转化率类似。
三、强酸与弱酸的比较
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
一元弱酸 大 多
考点一 电离常数的概念及表达式
1.下列关于电离常数的说法正确的是(  )
A.Ka大的酸溶液中c(H+)一定比Ka小的酸溶液中的c(H+)大
B.CH3COOH的电离常数表达式为Ka=
C.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
2.已知25 ℃下,CH3COOH溶液中各微粒的浓度存在以下关系:Ka==1.75×10-5。下列有关结论可能成立的是(  )
A.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,Ka=8×10-5
B.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的氢氧化钠时,Ka=2×10-4
C.标准状况下,醋酸中Ka=1.75×10-5
D.升高到一定温度,Ka=7.2×10-5
3.25 ℃时,0.10 mol·L-1 HA溶液中有1%的HA电离,则HA的电离平衡常数Ka为________。
4.已知T ℃时,CH3COOH的Ka=1.75×10-5。
(1)当向醋酸中加入一定量的盐酸时,CH3COOH的电离常数__________(填“变大”或“变小”或“不变”),理由是_________________________________________________。
(2)T ℃时,将该溶液加水稀释10倍,则CH3COOH的Ka=__________。
5.已知:25 ℃时,下列四种弱酸的电离常数:
CH3COOH HNO2 HCN H2CO3
电离常数 1.75×10-5 5.6×10-4 6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11
(1)试比较相同浓度的CH3COOH、HNO2、HCN、H2CO3溶液的酸性强弱。
(2)向HNO2溶液中加入一定量的盐酸时,HNO2的电离平衡向哪个方向移动?此时HNO2的电离常数是否发生变化?为什么?
(3)判断反应NaNO2+CH3COOH===CH3COONa+HNO2是否正确?向NaCN溶液中通入少量CO2,反应能否进行?若能进行,写出反应的化学方程式。
考点二 电离平衡常数和电离度
1.下列说法正确的是(  )
A.向浓度为0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加冰醋酸,则增大
B.浓度为0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离程度增大
C.浓度为0.1 mol·L-1 H2SO3溶液,加水稀释,亚硫酸的电离程度增大,SO浓度也增大
D.向浓度为0.1 mol·L-1 H2SO3溶液中通入少量氯气,pH会增大
2.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离程度和浓度关系的是(  )
3.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.由电离平衡常数可以判断:HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸
D.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
4.常温下,对下列两组溶液的判断错误的是(  )
组别 浓度 体积
① 0.1 mol·L-1醋酸 V1 L
② 0.01 mol·L-1醋酸 V2 L
A.醋酸的电离程度:①<②
B.溶液中各种离子浓度均有:①>②
C.醋酸的电离平衡常数:①=②
D.若V2=10V1,中和NaOH的能力:①=②
5.在一定温度下,已知b mol·L-1的一元弱酸HA溶液中,电离度为α,电离平衡常数为Ka,试推导b、α、Ka三者之间关系:________________。
6.弱酸、弱碱的电离程度可以分别用它们的电离常数(Ka、Kb)或电离度(α)表示,请根据下列情景列式计算。
(1)乙酰水杨酸是一种一元弱酸(可用HA表示),在一定温度下,0.1 mol·L-1的乙酰水杨酸的水溶液中,乙酰水杨酸的电离常数Ka为3.4×10-4,求该酸的电离度为______。
(2)已知在25 ℃时,1 mol·L-1氨水中NH3·H2O的电离度为0.42%,求NH3·H2O的电离常数Kb=__________。
考点三 强酸和弱酸的比较
1.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是(  )
A.相同浓度的两溶液中c(H+)相同
B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C.c(H+)=10-3 mol·L-1的两溶液稀释100倍,c(H+)均为10-5 mol·L-1
D.向两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c(H+)均明显减小
2.相同体积、相同c(H+)的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应,下列关于产生氢气的体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是(  )
3.某温度下,等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液中的c(H+)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说法正确的是(  )
A.曲线Ⅱ表示的是盐酸的变化曲线
B.b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强
C.取等体积的a点、b点对应的溶液,消耗NaOH的量相同
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
4.在体积都为1 L,c(H+)都为0.01 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液中,投入0.65 g锌粒,则下列图示符合客观事实的是(  )
5.对室温下c(H+)相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施后,有关叙述正确的是(  )
A.加适量的醋酸钠晶体后,两溶液的c(H+)均减小
B.使温度升高20 ℃后,两溶液的c(H+)均不变
C.加水稀释两倍后,两溶液的c(H+)均增大
D.加足量的锌充分反应后,两溶液产生的氢气一样多
6.在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒(锌足量),然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白:
(1)a、b两支试管中的现象:
相同点是_______________________________________________________________________,
不同点是__________________________,原因是______________________________________。
(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是V(a)____(填“大于”“小于”或“等于”,下同)V(b),反应完毕后生成气体的总体积是V(a)____V(b),原因是________________________________。
(3)若a、b两支试管中分别加入c(H+)相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸,则a、b两支试管中开始生成气体的速率v(a)________v(b),反应完毕后生成气体的总体积是V(a)________V(b)。原因是_______________________________________________________。
考点四 弱酸溶液离子浓度比值变化的判断
1.将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是(  )
A.c(H+) B.Ka(HF)
C. D.
2.在25 ℃时,用蒸馏水稀释1 mol·L-1氨水至0.01 mol·L-1,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是(  )
A. B.
C. D.c(OH-)
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第一节 电离平衡
第2课时 电离平衡常数
一、知识目标
1.理解电离平衡常数的定义,能正确书写一元弱酸、一元弱碱及多元弱酸的电离平衡常数表达式。
2.掌握电离平衡常数的计算方法,能根据给定数据计算弱电解质的电离平衡常数。
3.了解影响电离平衡常数大小的因素,能根据电离平衡常数判断弱酸(弱碱)的相对强弱、判断复分解反应能否发生、判断溶液中某些离子浓度的变化以及计算弱酸、弱碱溶液中的和。
4.理解相同物质的量浓度、相同体积以及相同、相同体积的强酸(碱)与弱酸(碱)在与物质反应、加水稀释等方面的差异。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析:通过分析不同弱电解质的电离平衡常数,从宏观上认识弱酸(弱碱)酸性(碱性)的相对强弱,从微观上理解弱电解质的电离过程和影响因素。
2.证据推理与模型认知:通过对电离平衡常数的计算和应用,建立分析弱电解质电离平衡的思维模型,培养逻辑推理和归纳总结能力。
3.科学探究与创新意识:通过实验探究和思考讨论,培养探究精神和创新思维,提高解决实际问题的能力。
一、学习重点
1.电离平衡常数表达式的书写。
2.影响电离平衡常数大小的因素。
3.电离平衡常数的应用。
4.强酸(碱)与弱酸(碱)的比较。
二、学习难点
1.电离平衡常数的应用。
2.强酸(碱)与弱酸(碱)在不同条件下性质差异的理解。
一、电离平衡常数
1.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。
2.电离平衡常数的表示方法
AB A++B- K=。
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数
例如:CH3COOH CH3COO-+H+ Ka=;
NH3·H2O NH+OH- Kb=。
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数
多元弱酸的电离是分步进行的,每步各有电离平衡常数,通常用Ka1、Ka2等来分别表示。例如,
H2CO3 H++HCO Ka1=;HCO H++CO Ka2=。
多元弱酸各步电离常数的大小比较:Ka1 Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。由于多元弱碱为难溶碱,所以一般不用电离平衡常数,而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度越大,酸(或碱)性越强。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由物质的本性所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与温度有关,由于电离为吸热过程,所以电离平衡常数随温度升高而增大。
5.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH
       CH3COOH CH3COO-+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==≈。
6.电离度(α) α=
注意:温度越高电离度越大;稀释溶液,电离度变大。弱电解质电离程度相对大小的另一种参数。
二、强酸与弱酸的比较
1.实验探究:CH3COOH与H2CO3酸性强弱比较
实验操作
实验现象 有气泡产生
实验结论 CH3COOH酸性大于碳酸
Ka大小比较 Ka(CH3COOH)大于Ka1(H2CO3)
2.思考与讨论:镁条与等浓度、等体积的盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,盖紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示:
由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况
宏观辨识 微观探析
反应 初期 盐酸的反应速率比醋酸大 盐酸是强酸,完全电离,醋酸是弱酸,部分电离,同浓度的盐酸和醋酸,盐酸中的c(H+)较大,因而反应速率较大
反应 过程中 盐酸的反应速率始终比醋酸大,盐酸的反应速率减小明显,醋酸的反应速率减小不明显 醋酸中存在电离平衡,随反应的进行,电离平衡正向移动,消耗的氢离子能及时电离补充,所以一段时间速率变化不明显
最终 二者产生的氢气的量基本相等,速率几乎都变为零 镁条稍微过量,两种酸的物质的量相同,随醋酸电离,平衡正向移动,醋酸几乎消耗完全,最终二者与镁条反应的氢离子的物质的量几乎相同,因而产生的H2的量几乎相同。 两种酸都几乎消耗完全,反应停止,因而反应速率几乎都变为0
(一)问题探究
1.阅读教材 57 页,思考如何定量地表示弱电解质电离程度的大小?
答案:用电离平衡常数来定量表示弱电解质电离程度的大小。对于一元弱酸或一元弱碱,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。对于一元弱酸,其电离方程式为,电离平衡常数;对于一元弱碱,其电离方程式为,电离平衡常数。
2.结合教材和课堂内容,分析多元弱酸分步电离时,各步电离平衡常数的大小关系及原因。
答案:多元弱酸分步电离,且各步电离常数相差很大,一般有。原因是第一步电离产生的会抑制第二步及后续的电离,使得后续电离越来越困难,所以电离常数逐渐减小。
(二)问题思考
1.对于一元弱酸,若已知其电离方程式为,在某温度下达到电离平衡时,,,,求该温度下的电离常数。
答案:根据电离平衡常数的表达式,将,,代入可得:

2.已知时,的,的,比较和的酸性强弱,并说明理由。
答案:同一条件下,电离常数越大,酸性越强。因为,即的一级电离常数大于的一级电离常数,所以的酸性强于。
(三)归纳总结
1.分析相同温度下不同一元弱酸的电离常数,总结影响电离常数大小的因素。
答案:通过分析相同温度下不同一元弱酸的电离常数,如醋酸,;亚硝酸,等,可以发现相同温度下,不同的一元弱酸电离常数不同,这说明电离常数首先由弱电解质的性质决定。此外,温度也会影响电离常数,升高温度,电离平衡正向移动,电离常数增大。
2.总结相同物质的量浓度、相同体积的强酸(碱)与弱酸(碱)在与物质反应时的差异。
答案:以盐酸和醋酸为例,相同物质的量浓度、相同体积的盐酸和醋酸溶液分别与物质反应时: - 和:盐酸是强酸,完全电离,大、小;醋酸是弱酸,部分电离,小、大。 - 与金属反应速率:盐酸开始与金属反应的速率大;醋酸开始与金属反应的速率小。 - 中和碱的能力:盐酸和醋酸溶液中和碱的能力相同,因为它们的物质的量相同。 - 与足量活泼金属反应产生的量:两者产生的量相等,因为它们所含的总量相同。
1.下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是 ()
A. 相同条件下,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. 相同温度下,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大小关系为K(a1)【答案】A
【解析】电离平衡常数是衡量弱电解质电离能力的物理量,相同条件下,电离平衡常数越小,说明弱电解质越难电离,电离能力越弱,A选项正确;电离平衡常数与温度有关,温度改变,电离平衡常数会发生变化,B选项错误;电离平衡常数只与温度和弱电解质的性质有关,与浓度无关,相同温度下,不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数相同,C选项错误;多元弱酸分步电离,且各步电离常数相差很大,一般有K(a1)>K(a2)>K(a3)>……,D选项错误。
2.已知室温时,0.1mol·L 某一元酸HA在水中有0.2%发生电离。下列叙述错误的()
A. 升高温度,溶液的酸性增强
B. 该溶液的c(H )是2×10 mol·L
C. 该一元酸的电离平衡常数约为1×10
D. 向一元酸HA的溶液中,加水稀释,HA的电离平衡正向移动,但c(H )减小
【答案】C
【解析】弱电解质的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,溶液中氢离子浓度增大,酸性增强,A选项正确;已知HA的浓度为0.1mol·L ,电离度为0.2%,则溶液中c(H )=0.1mol·L ×0.2% = 2×10 mol·L ,B选项正确;HA的电离方程式为HA H + A ,平衡时c(H )=c(A )=2×10 mol·L ,c(HA)=(0.1 - 2×10 )mol·L ≈0.1mol·L ,则电离平衡常数K = 4×10 ,C选项错误;加水稀释,HA的电离平衡正向移动,但溶液体积增大的倍数大于氢离子物质的量增大的倍数,所以c(H )减小,D选项正确。
3.常温下,三种一元酸的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是()
酸 HCN CH3COOH H3PO2
电离常数 5×10-10 1.75×10-5 5.9×10-2
A. 三种酸的酸性强弱:HCN>CH COOH>H PO
B. 反应H PO + CH COO == CH COOH + H PO 能够发生
C. 由电离常数可以判断,H PO 属于强酸,HCN和CH COOH属于弱酸
D. 等物质的量浓度、等体积的三种酸溶液,与足量锌粉反应,H PO 产生H 最多
酸 HCN CH COOH H PO
电离常数 5×10 1.75×10 5.9×10
【答案】B
【解析】相同条件下,电离平衡常数越大,酸性越强,根据表中数据可知,酸性强弱顺序为H PO >CH COOH>HCN,A选项错误;因为H PO 的酸性强于CH COOH,所以反应H PO + CH COO == CH COOH + H PO 能够发生,符合“强酸制弱酸”的规律,B选项正确;H PO 的电离常数小于1,说明它是弱酸,C选项错误;等物质的量浓度、等体积的三种酸溶液,酸的物质的量相等,三种酸都是一元酸,与足量锌粉反应,产生H 的量相等,D选项错误。
4.常温下,向两个锥形瓶中各加入0.05g镁条,塞紧橡胶塞,用注射器向其中一个锥形瓶中注入2mL1mol·L 草酸溶液(H C O 的K(a )=5.0×10 ,K(a )=5.4×10 ),向另一个锥形瓶中注入2mL2mol·L CH COOH溶液(CH COOH的Ka = 1.8×10 ),分别测得两个锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()
A. 曲线②表示醋酸与镁条的反应
B. 当反应停止时,醋酸产生的气体比草酸产生的气体多
C. 反应结束,草酸所耗时间比醋酸所耗时间短
D. 草酸的电离方程式为H C O 2H + C O
【答案】C
【解析】草酸的一级电离常数大于醋酸的电离常数,说明草酸溶液中氢离子浓度比醋酸溶液中氢离子浓度大,反应速率快,所以曲线①表示醋酸与镁条的反应,曲线②表示草酸与镁条的反应,A选项错误;等物质的量的草酸和醋酸,草酸能提供的氢离子物质的量更多,所以草酸产生的气体比醋酸产生的气体多,B选项错误;草酸溶液中氢离子浓度大,反应速率快,所以反应结束,草酸所耗时间比醋酸所耗时间短,C选项正确;草酸是二元弱酸,分步电离,电离方程式为H C O H + HC O ,HC O H + C O ,D选项错误。
5.常温下,分别向体积相同、浓度均为1mol·L 的HA、HB两种弱酸溶液中不断加水稀释,酸溶液的1/2pH与酸溶液浓度的对数(lgc)的关系如图。下列对该过程相关分析正确的是()
A. HB的电离常数(Ka)数量级为10
B. 酸性:HA>HB
C. 加水稀释过程中,HA的电离常数减小
D. 常温下,当lgc=-7时,两种酸溶液的pH均为7
【答案】B
【解析】根据图像无法直接得出HB的电离常数数量级,A选项错误;相同浓度时,HA溶液的1/2pH小,说明HA溶液中氢离子浓度大,酸性强,即酸性:HA>HB,B选项正确;电离常数只与温度有关,加水稀释过程中,温度不变,HA的电离常数不变,C选项错误;当lgc = -7时,酸溶液的浓度非常小,此时不能忽略水的电离,溶液的pH不是7,D选项错误。
一、电离平衡常数
1.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,通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数。
2.电离平衡常数的表示方法
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数
例如:CH3COOH CH3COO-+H+ Ka=;
NH3·H2O NH+OH- Kb=。
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数
多元弱酸的电离是分步进行的,每一步电离都有电离平衡常数,通常用Ka1、Ka2等来分别表示。例如,
H2CO3 H++HCO Ka1=;
HCO H++CO Ka2=。
多元弱酸各步电离常数的大小比较:Ka1 Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。
注意 一般多元弱碱为难溶碱,不用电离平衡常数,以后要学到难溶物的溶度积常数。
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K越大,弱电解质的电离程度越大,酸(或碱)性越强。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由弱电解质的性质所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与温度有关,由于电离为吸热过程,所以电离平衡常数随温度升高而增大。
二、电离常数的计算和应用
1.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH
CH3COOH??CH3COO-+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==≈。
注意:由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度为(a-x) mol·L-1,一般近似为a mol·L-1。
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)根据电离平衡常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生,相同条件下相对强的酸(或碱)可以制相对弱的酸(或碱)。
(3)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。
(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不变,则增大。
3.电离度(α)
α=×100%或α=×100%
(1)意义:表示弱电解质的电离程度,同一弱电解质电离度越大,电离程度越大。
(2)电离度的影响因素
注意:电离度与化学平衡的转化率类似。
三、强酸与弱酸的比较
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
一元弱酸 大 多
考点一 电离常数的概念及表达式
1.下列关于电离常数的说法正确的是(  )
A.Ka大的酸溶液中c(H+)一定比Ka小的酸溶液中的c(H+)大
B.CH3COOH的电离常数表达式为Ka=
C.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
答案 D
解析 酸溶液中c(H+)既跟酸的电离常数有关,也跟酸溶液的浓度有关,A项错误;CH3COOH的电离常数表达式为Ka=,B项错误;向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,虽然平衡向左移动,但温度不变,电离常数不变,故C项错误。
2.已知25 ℃下,CH3COOH溶液中各微粒的浓度存在以下关系:Ka==1.75×10-5。下列有关结论可能成立的是(  )
A.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,Ka=8×10-5
B.25 ℃下,向该溶液中加入一定量的氢氧化钠时,Ka=2×10-4
C.标准状况下,醋酸中Ka=1.75×10-5
D.升高到一定温度,Ka=7.2×10-5
答案 D
解析 醋酸中存在电离平衡:CH3COOH??CH3COO-+H+,题中Ka为醋酸的电离常数,由于电离常数不随浓度的变化而变化,只随温度的变化而变化,所以排除A、B两项;因为醋酸的电离是吸热过程,所以升高温度,Ka增大,降低温度,Ka减小,标准状况下(0 ℃)温度低于25 ℃,则Ka小于1.75×10-5,所以C项不成立、D项可能成立。
3.25 ℃时,0.10 mol·L-1 HA溶液中有1%的HA电离,则HA的电离平衡常数Ka为________。
答案 1.0×10-5
解析 发生电离的HA的物质的量浓度为c(HA)=0.10 mol·L-1×1%=1.0×10-3 mol·L-1,根据HA??H++A-,则平衡时c(H+)=c(A-)=1.0×10-3 mol·L-1,c(HA)=0.10 mol·L-1-1.0×10-3 mol·L-1≈1.0×10-1 mol·L-1,将有关数据代入电离平衡常数表达式得Ka==1.0×10-5。
4.已知T ℃时,CH3COOH的Ka=1.75×10-5。
(1)当向醋酸中加入一定量的盐酸时,CH3COOH的电离常数__________(填“变大”或“变小”或“不变”),理由是_________________________________________________。
(2)T ℃时,将该溶液加水稀释10倍,则CH3COOH的Ka=__________。
答案 (1)不变 电离常数只与温度有关 (2)1.75×10-5
5.已知:25 ℃时,下列四种弱酸的电离常数:
CH3COOH HNO2 HCN H2CO3
电离常数 1.75×10-5 5.6×10-4 6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11
(1)试比较相同浓度的CH3COOH、HNO2、HCN、H2CO3溶液的酸性强弱。
电离常数越大,酸性越强,故酸性:HNO2>CH3COOH>H2CO3>HCN。
(2)向HNO2溶液中加入一定量的盐酸时,HNO2的电离平衡向哪个方向移动?此时HNO2的电离常数是否发生变化?为什么?
HNO2溶液中存在电离平衡:HNO2 H++NO,加入盐酸,上述平衡逆向移动;此时HNO2的电离常数不变;原因是溶液的温度不变。
(3)判断反应NaNO2+CH3COOH===CH3COONa+HNO2是否正确?向NaCN溶液中通入少量CO2,反应能否进行?若能进行,写出反应的化学方程式。
不正确。原因是HNO2的酸性强于CH3COOH,故反应不能发生。因酸性:H2CO3>HCN>HCO,故向NaCN溶液中通入CO2,不论CO2是否过量,产物均为HCN和NaHCO3,反应的化学方程式为NaCN+H2O+CO2===HCN+NaHCO3。
考点二 电离平衡常数和电离度
1.下列说法正确的是(  )
A.向浓度为0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加冰醋酸,则增大
B.浓度为0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离程度增大
C.浓度为0.1 mol·L-1 H2SO3溶液,加水稀释,亚硫酸的电离程度增大,SO浓度也增大
D.向浓度为0.1 mol·L-1 H2SO3溶液中通入少量氯气,pH会增大
答案 B
解析 向浓度为0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加冰醋酸,电离平衡正向移动,c(H+)增大,但Ka不变,则=减小,A不正确;CH3COOH在溶液中的电离过程需要吸收热量,升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离程度增大,B正确;浓度为0.1 mol·L-1 H2SO3溶液,加水稀释,虽然亚硫酸的电离程度增大,SO的物质的量增大,但溶液体积增大占主导地位,所以SO浓度减小,C不正确;向浓度为0.1 mol·L-1 H2SO3溶液中通入少量氯气,发生反应:H2SO3+Cl2+H2O===2HCl+H2SO4,溶液的pH减小,D不正确。
2.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离程度和浓度关系的是(  )
答案 B
解析 根据甲、乙的电离平衡常数可知,这两种物质都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度:乙酸<一氯乙酸,排除A、C选项;当浓度增大时,物质的电离程度减小,排除D选项。
3.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.由电离平衡常数可以判断:HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸
D.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
答案 D
解析 A项,酸的电离平衡常数越大,酸的电离程度越大,其酸性越强,根据表中数据可知,酸的电离平衡常数:HZ>HY>HX,则酸性强弱:HZ>HY>HX,错误;B项,根据强酸制弱酸可知HZ+Y-===HY+Z-能够发生,错误;C项,完全电离的为强酸、部分电离的为弱酸,这三种酸都部分电离,均为弱酸,错误;D项,电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数不变,正确。
4.常温下,对下列两组溶液的判断错误的是(  )
组别 浓度 体积
① 0.1 mol·L-1醋酸 V1 L
② 0.01 mol·L-1醋酸 V2 L
A.醋酸的电离程度:①<②
B.溶液中各种离子浓度均有:①>②
C.醋酸的电离平衡常数:①=②
D.若V2=10V1,中和NaOH的能力:①=②
答案 B
解析 醋酸浓度越小,电离程度越大,A项正确;将①加水稀释可得到②,醋酸加水稀释,c(CH3COO-)、c(H+)均减小,但c(OH-)增大,B项错误;温度不变,醋酸的电离平衡常数不变,C项正确;若V2=10V1,两种醋酸的物质的量相同,中和NaOH的能力相同,D项正确。
5.在一定温度下,已知b mol·L-1的一元弱酸HA溶液中,电离度为α,电离平衡常数为Ka,试推导b、α、Ka三者之间关系:________________。
答案 Ka=
解析     HA??H++A-
平衡时   b-bα bα  bα
Ka==。
6.弱酸、弱碱的电离程度可以分别用它们的电离常数(Ka、Kb)或电离度(α)表示,请根据下列情景列式计算。
(1)乙酰水杨酸是一种一元弱酸(可用HA表示),在一定温度下,0.1 mol·L-1的乙酰水杨酸的水溶液中,乙酰水杨酸的电离常数Ka为3.4×10-4,求该酸的电离度为______。
(2)已知在25 ℃时,1 mol·L-1氨水中NH3·H2O的电离度为0.42%,求NH3·H2O的电离常数Kb=__________。
答案 (1)5.8% (2)1.77×10-5
解析 (1)设初始浓度为0.1 mol·L-1的HA的电离度约为x,则电离平衡时c(H+)、c(A-)的浓度为0.1x mol·L-1,c(HA)为(0.1-0.1x)mol·L-1,则Ka===3.4×10-4
计算得出:x≈0.05 8=5.8%。
(2)已知在25 ℃时,1 mol·L-1氨水中NH3·H2O的电离度为0.42%,则
c(NH)=c(OH-)=0.004 2 mol·L-1,则
Kb==≈1.77×10-5。
考点三 强酸和弱酸的比较
1.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是(  )
A.相同浓度的两溶液中c(H+)相同
B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C.c(H+)=10-3 mol·L-1的两溶液稀释100倍,c(H+)均为10-5 mol·L-1
D.向两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c(H+)均明显减小
答案 B
解析 相同浓度的两溶液,醋酸部分电离,故醋酸中c(H+)比盐酸的小,故A错误;由反应的化学方程式可知B正确;醋酸稀释过程中平衡向电离的方向移动,稀释后醋酸的c(H+)大于10-5 mol·L-1,故C错误;醋酸中加入醋酸钠,由于增大了溶液中醋酸根离子的浓度,抑制了醋酸电离,使c(H+)明显减小,而盐酸中加入氯化钠,对溶液中c(H+)无影响,故D错误。
2.相同体积、相同c(H+)的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应,下列关于产生氢气的体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是(  )
答案 C
解析 相同体积、相同c(H+)的一元强酸和一元弱酸,刚开始与锌粉反应的速率是相同的,随着反应进行,弱酸能继续电离出H+,故其反应速率比强酸的大,排除B、D项;弱酸的物质的量浓度大于强酸的,所以弱酸与足量的锌粉反应生成氢气的量较多,排除A项。
3.某温度下,等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液中的c(H+)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说法正确的是(  )
A.曲线Ⅱ表示的是盐酸的变化曲线
B.b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强
C.取等体积的a点、b点对应的溶液,消耗NaOH的量相同
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
答案 B
解析 醋酸属于弱电解质,在稀释时会电离出H+,故稀释相同倍数时醋酸溶液中c(H+)的变化要比盐酸中c(H+)的变化小一些,即曲线Ⅰ表示盐酸的变化曲线,曲线Ⅱ表示醋酸的变化曲线,A项错误;溶液的导电能力与溶液中离子的浓度有关,离子浓度:b>c,故导电能力:b>c,B项正确;a点、b点表示溶液稀释相同倍数,溶质的物质的量没有发生变化,都等于稀释前的物质的量,稀释前两溶液中c(H+)相同,但CH3COOH为弱酸,则c(CH3COOH)>c(HCl),故稀释前n(CH3COOH)>n(HCl),即CH3COOH消耗NaOH多,C项错误;a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度,D项错误。
4.在体积都为1 L,c(H+)都为0.01 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液中,投入0.65 g锌粒,则下列图示符合客观事实的是(  )
答案 C
解析 B项,产生H2的速率大的应为CH3COOH,错误;D项,相同时间内c(H+)变化较大的为HCl,错误。
5.对室温下c(H+)相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施后,有关叙述正确的是(  )
A.加适量的醋酸钠晶体后,两溶液的c(H+)均减小
B.使温度升高20 ℃后,两溶液的c(H+)均不变
C.加水稀释两倍后,两溶液的c(H+)均增大
D.加足量的锌充分反应后,两溶液产生的氢气一样多
答案 A
解析 加入醋酸钠,CH3COO-可结合H+,c(H+)均降低,A正确;升温有利于CH3COOH的电离,所以CH3COOH溶液中c(H+)增大,B错误;加水稀释,两种溶液的酸性均减弱,C错误;两种溶液中c(H+)相同,但是CH3COOH溶液中还有未电离的CH3COOH,所以最终醋酸产生的氢气比盐酸多,D错误。
6.在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒(锌足量),然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白:
(1)a、b两支试管中的现象:
相同点是_______________________________________________________________________,
不同点是__________________________,原因是______________________________________。
(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是V(a)____(填“大于”“小于”或“等于”,下同)V(b),反应完毕后生成气体的总体积是V(a)____V(b),原因是________________________________。
(3)若a、b两支试管中分别加入c(H+)相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸,则a、b两支试管中开始生成气体的速率v(a)________v(b),反应完毕后生成气体的总体积是V(a)________V(b)。原因是_______________________________________________________。
答案 (1)都产生无色气泡,Zn粒逐渐溶解 a中反应速率较大 盐酸是强酸,醋酸是弱酸,盐酸中c(H+)大
(2)大于 等于 反应开始时,盐酸中所含H+的浓度较大,但二者最终能电离出的H+的总物质的量相等
(3)等于 小于 开始时c(H+)相同,所以速率相等,醋酸是弱电解质,最终电离出的H+的总物质的量大
解析 (2)锌粒与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H+发生置换反应产生H2,c(H+)越大,产生H2的速率越大。而在分析产生H2的体积时,要注意醋酸的电离平衡的移动。反应开始时,醋酸产生H2的速率比盐酸小,因Zn与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H+反应,盐酸是强酸,醋酸是弱酸,在起始物质的量浓度相同时,盐酸电离出的c(H+)远大于醋酸电离出的
c(H+)。反应完毕后,两者产生H2的体积是相等的。因醋酸存在电离平衡CH3COOH??CH3COO-+H+,Zn与H+发生反应,c(H+)减小,使醋酸的电离平衡向电离方向移动,继续发生H+与Zn的反应,足量的Zn可使醋酸中的H+全部电离出来与Zn反应生成H2,又因为n(HCl)=n(CH3COOH),因而最终产生H2的量相等。
考点四 弱酸溶液离子浓度比值变化的判断
1.将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是(  )
A.c(H+) B.Ka(HF)
C. D.
答案 D
解析 HF为弱酸,存在电离平衡:HF??H++F-。根据勒夏特列原理:当改变影响平衡的一个条件时,平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动,但平衡的移动不能完全消除这种改变,故加水稀释,平衡正向移动,但c(H+)减小,A错误;电离常数只受温度的影响,温度不变,电离常数Ka(HF)不变,B错误;当溶液无限稀释时,c(F-)不断减小,但c(H+)接近
10-7 mol·L-1,所以减小,C错误;=,由于加水稀释,平衡正向移动,所以溶液中n(H+)增大,n(HF)减小,所以增大,D正确。
2.在25 ℃时,用蒸馏水稀释1 mol·L-1氨水至0.01 mol·L-1,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是(  )
A. B.
C. D.c(OH-)
答案 A
解析 方法一:一水合氨是弱电解质,加水稀释,一水合氨的电离平衡右移,n(OH-)和n(NH)增大,n(NH3·H2O)减小,但c(OH-)和c(NH)减小。A、B、C各项中,浓度之比等于物质的量之比。方法二:根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
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