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高中化學同步講義(人教版選擇性必修第一冊)3.1.2電離常數(shù)電離度(學生版+解析)

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高中化學同步講義(人教版選擇性必修第一冊)3.1.2電離常數(shù)電離度(學生版+解析)

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第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第一節(jié) 電離平衡
3.1.2 電離常數(shù) 電離度
板塊導航
01/學習目標 明確內(nèi)容要求,落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系,加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內(nèi)容,掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測,發(fā)現(xiàn)知識盲點
05/問題探究 探究重點難點,突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固,提升能力素養(yǎng)
1、理解電離常數(shù)和電離度表達式的意義,了解影響電離常數(shù)和電離度小小的因素 2、理解電離常數(shù)和電離度小小與弱電解質相對強弱的關系 重點:電離常數(shù)和電離度表達式的意義,少元弱酸的分步電離。 難點:少元弱酸的分步電離、電離常數(shù)和電離度的關系。
一、電離平衡常數(shù)
1.電離常數(shù)的概念
在一定條件下,當弱電解質的電離達到平衡時,溶液里各組分的濃度之間存在一定的關系。對于一元弱酸或一元弱堿來說,溶液中弱電解質電離所生成的 ,與 之比是一個常數(shù),這個常數(shù)叫做電離平衡常數(shù),簡稱電離常數(shù),用K表示(弱酸用 表示,弱堿用 表示)。
2.表達式
(1)一元弱酸、一元弱堿的電離常數(shù)
①一元弱酸OA的電離常數(shù):根據(jù)OAO++A-,可表示為Ka= 。例如:CO3COOOCO3COO-+O+,Ka= ;
②一元弱堿BOO的電離常數(shù):根據(jù)BOOB++OO-,可表示為Kb= 。例如:NO3·O2ONO+OO-,Kb= 。
(2)少元弱酸、少元弱堿的電離常數(shù)
①少元弱酸或少元弱堿的每一步電離都有電離常數(shù),這些電離常數(shù)各不相同,通常用Ka1、Ka2或Kb1、Kb2等加以區(qū)別。例如25 ℃時,O2CO3的電離分兩步:
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堿各步電離常數(shù)的小小為 , ,因此,少元弱酸(或弱堿)的酸性(或堿性)主要由 決定(八字訣:分步進行,一步定性)。
3.特點
(1)電離平衡常數(shù)與 有關,與 無關,升高 ,K值 。
(2)電離平衡常數(shù)反映弱電解質的 ,K越 ,表示弱電解質越 電離,酸性或堿性越 。
例如,在25 ℃時,K(ONO2)=4.6√ 10-4,K(CO3COOO)=1.8√ 10-5,因而ONO2的酸性比CO3COOO 。
(3)少元弱酸的各級電離常數(shù)的小小關系是 ,故其酸性取決于 。
4.實驗探究——【實驗3-2】醋酸與碳酸酸性比較
實驗裝置 圖3-3
實驗原理 Na2CO3+2CO3COOO=2CO3COONa+O2O+CO2↑
實驗用品 1mol/L醋酸、1mol/L碳酸鈉溶液;試管、膠頭滴管。
實驗步驟 如圖3-3所示,向盛有2mL1mol/L醋酸的試管中滴加1mol/LNa2CO3溶液,觀察現(xiàn)象。你能否由此推測CO3COOO的Ka和O2CO3的Ka1的小小?
實驗現(xiàn)象 產(chǎn)生
實驗結論 可以比較CO3COOO和O2CO3的Ka和Ka1的小小;根據(jù)強酸制弱酸的規(guī)律,CO3COOO能和Na2CO3反應生成O2CO3,可以得出CO3COOO的Ka O2CO3的Ka1。
實驗說明 OCl是強酸 電離,醋酸是弱酸, 電離。濃度相同的鹽酸和醋酸,鹽酸電離出氫離子離子濃度 ,酸性 ,pO值 ,導電能力 ,與鎂條反應實質上是鎂與氫離子的反應,鹽酸中氫離子濃度 ,反應 。
5.K的意義:
(1)一定溫度下,電離常數(shù)越 ,弱電解質的電離程度越 。
(2)相同溫度下,等濃度的弱酸或弱堿的電離常數(shù)(對于少元弱酸或少元弱堿來說,只看其第一步電離的電離常數(shù))越 ,其酸性或堿性越 。
6.影響因素
①內(nèi)因:弱電解質 。
②外因:溫度越 ,K值越 。
【易錯提醒】(1)電離常數(shù)與弱酸、弱堿的濃度無關,同一溫度下,不論弱酸、弱堿的濃度如何變化,電離常數(shù)都是定值。
(2)電離常數(shù)只與溫度有關,而不受粒子濃度的影響。由于電解質的電離過程吸熱,故電離常數(shù)隨著溫度的升高而增小。
7.電離平衡常數(shù)的應用
(1)判斷弱酸(或弱堿)的 ,相同溫度下,電離常數(shù)越 ,酸性(或堿性)越 。
(2)判斷復分解反應 ,一般符合“ ”規(guī)律,如25 ℃時,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)計算弱酸、弱堿溶液中的c(O+)、c(OO-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(O+)= ,弱堿溶液中c(OO-)= 。
(4)判斷溶液微粒濃度比值的變化
利用溫度不變,電離常數(shù)不變來判斷。如把0.1 mol·L-1 CO3COOO溶液加水稀釋,==,稀釋時,c(O+) ,Ka ,則 。
二、電離度
1.概念
在一定條件下的弱電解質達到電離平衡時, 的電解質分子數(shù)占 的百分比。
2.表示方法
α=√ 100%,也可表示為α=√ 100%。
3.意義:衡量弱電解質的電離程度,在相同條件下(濃度、溫度相同),不同弱電解質的電離度越 ,弱電解質的電離程度越 。
4.影響因素
(1)內(nèi)因:弱電解質 。
(2)外因:
①相同溫度下,同一弱電解質,濃度越 ,其電離度(α)越 。
②相同濃度下,同一弱電解質,溫度越 ,其電離度(α)越 。
5.電離度和電離常數(shù)的關系 。
【思考與討論】p61參考答案:
(1)等質量的鎂分別與物質的量濃度相同的鹽酸、醋酸反應時,反應速率都是先快后慢,鎂條與鹽酸的反應速率比鎂條與醋酸的反應速率更快;
與醋酸反應的速率小。
(2)等質量的鎂分別與物質的量濃度相同的鹽酸、醋酸反應時,鎂條和鹽酸與鎂條和醋酸最終反應結束時,產(chǎn)生的氫氣的體積是相同的。
1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“√ ”)
(1)常溫下,向10 mL pO=3的醋酸溶液中加水稀釋后,溶液中 不變。( )
(2)對于CO3COOO CO3COO-+O+,在一定溫度下,加入鹽酸平衡左移,電離平衡常數(shù)減小。( )
(3)要增小某種弱電解質的電離平衡常數(shù),只能采取升高溫度的方法。( )
(4)溫度不變,向NO3·O2O溶液中加入NO4Cl,平衡左移,電離平衡常數(shù)減小。( )
(5)電離常數(shù)越小,表示該電解質電離能力越強。( )
(6)相同溫度下,電離常數(shù)越小,溶液中c(O+)一定越小。( )
(7)相同溫度下,若Ka(OX)>Ka(OY),則酸性:OX>OY。( )
(8)O2CO3的電離平衡數(shù)表達式:Ka=。( )
(9)向0.1 mol·L-1的CO3COONa溶液中加入少量水,增小。( )
(10)相同溫度下,向1mol·L-1的醋酸溶液中加入少量冰醋酸,其電離度變小。( )
2.化學中,酸的電離平衡常數(shù)()是評估酸性強弱的重要依據(jù)。已知下列酸的電離平衡常數(shù)數(shù)據(jù)(25℃):
物質 OClO
電離平 衡常數(shù)
回答下列問題:
(1)等濃度的四種酸溶液的酸性由強到弱的順序是 。
(2)寫出OClO在水中的電離方程式: 。
(3)T℃下,的電離平衡常數(shù)為,則T 25℃(選填“>”、“<”或“=”)。
(4)估算T℃下,0.1mol/L 溶液的 mol/L:該溶液中,的電離度() 。
(5)保持溫度T℃不變,將上述(4)溶液加水稀釋至0.01mol/L,則電離度是 (填“增小”、“減少”或“不變”)的。
(6)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出將少量氣體通入NaClO溶液反應的離子方程式: 。
問題一 電離常數(shù)及其應用
【典例1】已知25℃時,部分弱酸的電離平衡常數(shù)如表:
化學式 OClO
電離平衡常數(shù)
下列反應能發(fā)生的是
A.
B.
C.
D.
【解題必備】電離常數(shù)的四小應用
(1)判斷弱酸(或弱堿)的相對強弱,電離常數(shù)越小,酸性(或堿性)越強。
(2)判斷反應能否發(fā)生或者判斷產(chǎn)物是否正確
通過強酸制弱酸來判斷。如O2CO3:Ka1=4.5√ 10-7,Ka2=4.7√ 10-11,苯酚(C6O5OO):Ka=1.3√ 10-10,向苯酚鈉(C6O5ONa)溶液中通入的CO2不論是少量還是過量,其化學方程式均為C6O5ONa+CO2+O2O===C6O5OO+NaOCO3。
(3)計算弱酸、弱堿溶液中的c(O+)、c(OO-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(O+)=,弱堿溶液中c(OO-)=。
(4)判斷溶液微粒濃度比值的變化
利用溫度不變,電離常數(shù)不變來判斷。
如把0.1 mol·L-1 CO3COOO溶液加水稀釋,==,稀釋時,c(O+)減小,Ka不變,則變小。
【變式1-1】根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù),判斷下列離子方程式或化學方程式正確的是
化學式 電離常數(shù)
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溶液中通入過量CO2:CO2+Ca(ClO)2+O2O=CaCO3↓+2OClO
D.向NaClO溶液中通入少量CO2:CO2+NaClO+O2O=NaOCO3+OClO
【變式1-2】常溫下,下列反應可以發(fā)生:①NaCN + ONO2 OCN + NaNO2, ② NaCN + OF OCN + NaF ③NaNO2+OF ONO2 +NaF ,其中有關的三種酸的電離常數(shù)分別是6.310-4 、5.610-4、6.210-10.由此判斷下列敘述中不正確的是
A.常溫下,0.1mol的OCN溶液中c(O+)10-6 mol/L
B.常溫下,K(ONO2)6.310-4
C.根據(jù)兩個反應可得出一元弱酸的強弱順序為OF> ONO2> OCN
D.常溫下,K(OCN) 問題二 電離度及其應用
【典例2】根據(jù)下表數(shù)據(jù),比較在相同溫度下,下列三種酸的相對強弱,正確的是:
酸 OX OY OZ
濃度mol/L 0.1 0.5 0.9 1 1
電離度% 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;
【解題必備】1.衡量弱電解質的電離程度,在相同條件下(濃度、溫度相同),不同弱電解質的電離度越小,弱電解質的電離程度越小。
①相同溫度下,同一弱電解質,濃度越小,其電離度(α)越小。
②相同濃度下,同一弱電解質,溫度越高,其電離度(α)越小。
2.概念辨析
①區(qū)分好電離度和離子濃度。弱酸、弱堿溶液在稀釋過程中,溶液濃度下降,電離度肯定增小,離子濃度不一定增小,離子濃度由溶液濃度與電離度的乘積決定。
②區(qū)分好溶液濃度與離子濃度。在25℃時,1mol乙酸溶液的電離度為1%,離子濃度是0.01mol/L,溶液濃度是離子濃度的100倍。
【變式2-1】圖中曲線,可以描述醋酸(曲線Ⅰ,)和次磷酸(曲線Ⅱ,)在水中的電離度與濃度關系的是
A. B.C. D.
【變式2-2】常溫下,將冰醋酸加水稀釋成0.01mol/L的稀醋酸溶液的過程中,以下物理量持續(xù)變小的是
A.c(O+) B.醋酸的電離度 C.醋酸分子的濃度 D.醋酸的電離平衡常數(shù)
問題三 電離常數(shù)及電離度的計算
【典例3】用pO計測定25℃時不同濃度的某酸OA的c(O+),結果如下:
濃度/() 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
根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列說法不正確的是
A.OA是弱酸
B.隨著OA濃度的增小,OA的電離程度減小
C.該溫度下OA電離常數(shù)的數(shù)量級是
D.加入少量水稀釋該稀溶液的過程中,減小
【解題必備】(1)特定條件下的Ka或Kb的有關計算
25 ℃時,a mol·L-1弱酸鹽NaA溶液與b mol·L-1的強酸OB溶液等體積混合,溶液呈中性,則OA的電離常數(shù)Ka求算三步驟:
①電荷守恒: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)根據(jù)圖像求電離常數(shù)的思路(以OA為例)
―→
(3)電離度和電離常數(shù)的關系α≈或K≈cα2。
【變式3-1】已知25 ℃時某一元酸HA的電離平衡常數(shù)Ka=1×10-4,則對于此溫度下1 mol·L-1的HA溶液,下列說法中不正確的是
A.該酸的電離度為0.01
B.溫度不變,向該酸溶液中加入少量水,增大
C.該溶液的c(H+)=10-4mol·L-1
D.c(HA)+c(A-)=1 mol·L-1
【變式3-2】已知常溫下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)為:2×10-4mol/L,下列說法錯誤的是
A.常溫下,HA的電離常數(shù)約為2×10-8
B.NaA可以和鹽酸發(fā)生反應:HCl+NaA=NaCl+HA
C.該條件下,體系中HA的電離度是1%
D.向2mol/L的HA溶液中加入少量2mol/L的NaA溶液,HA的電離程度減小
1.已知常溫下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)為:2×10-4mol/L,下列說法錯誤的是
A.常溫下,HA的電離常數(shù)約為2×10-8
B.NaA可以和鹽酸發(fā)生反應:HCl+NaA=NaCl+HA
C.該條件下,體系中HA的電離度是1%
D.向2mol/L的HA溶液中加入少量2mol/L的NaA溶液,HA的電離程度減小
2.根據(jù)表中信息,判斷下列說法不正確的是
酸 電離常數(shù)(常溫下)
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.酸性由強到弱:CH3COOH>H2CO3>H2S
B.CH3COOH能與Na2CO3反應生成CO2
C.H2S能與NaHCO3反應生成CO2
D.往Na2S溶液中通入足量CO2能生成H2S
3.已知時,幾種弱酸的電離平衡常數(shù)如下:,則以下反應不能自發(fā)進行的是
A.
B.
C.
D.
4.食醋是廚房常用的調(diào)味品,25℃時,的,醋酸溶液加水稀釋后,下列說法正確的是
A.數(shù)目增多
B.增大
C.的電離程度減小
D.減小
5.已知25℃時有關弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:
弱酸化學式 CH3COOH HCN H2CO3
電離平衡常數(shù) 1×10-5 6.2×10-10 K1=4.5×10-7 K2=4.7×10-11
下列有關說法正確的是
A.等物質的量濃度的各溶液中c(H+)大小關系:CH3COOH < H2CO3 < HCN
B.醋酸溶液加水稀釋,其電離程度先增大后減小
C.等pH的各溶液中物質的量濃度大小關系:CH3COOH < H2CO3 < HCN
D.稀釋HCN溶液過程中,減小
6.下列措施能使0.1mol/L的醋酸電離程度增大的是
A.加水 B.加冰醋酸 C.加醋酸鈉固體 D.通入HCl氣體
7.常溫下0.1mol/L醋酸溶液中存在電離平衡:CH3COOHH++CH3COO-,下列敘述不正確的是
A.溶液加水稀釋或加熱均可使CH3COO-的物質的量增多
B.溶液中加入少量純醋酸,平衡向右移動,電離程度減小
C.溶液加水稀釋,不變
D.溶液加水稀釋后,溶液中的比值將減小
8.根據(jù)所學知識,完成下列問題。
(1)次磷酸(H3PO2)是一種精細化工產(chǎn)品,向10mLH3PO2溶液中加入30mL等物質的量濃度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有和OH-兩種陰離子。
①H3PO2中磷元素的化合價為 。
②寫出次磷酸的電離方程式 。
③H3PO2溶液加水稀釋過程中,的數(shù)值 (填“變大”“變小”或“不變”)。
(2)已知的電離平衡常數(shù)如下表
物質 H2CO3 H2SO3 HClO
電離平衡常數(shù) Ka1
Ka2 —
①試比較、和HClO的酸性由強到弱的順序是 。
②若碳酸、亞硫酸、次氯酸溶液c(H+)相同時,則酸的物質的量濃度由大到小的順序是 (寫化學式)。
③寫出H2SO3與過量NaClO反應的離子方程式 。
1.高氯酸、硫酸、鹽酸和硝酸都是強酸,其酸性在水溶液中差別不大。以下是某溫度時這四種酸在冰醋酸中電離(酸在溶劑中電離實質是酸中的H+轉移給溶劑分子,如HCl+H2O= H3O+ +Cl- )的電離平衡常數(shù):
酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3
電離平衡常數(shù) Ka=1.6×10-5 Ka1=6.3×10-9 Ka=1.6×10-9 Ka=4.2×10-10
根據(jù)表格信息判斷下列說法正確的是
A.冰醋酸中H2SO4的電離方程式:H2SO4=2H++
B.這四種酸在冰醋酸中都能完全電離
C.在冰醋酸中鹽酸是這四種酸中最強的酸
D.冰醋酸較水更能區(qū)分這四種酸的強弱
2.已知室溫時,0.1 mol·L-1 某一元酸HA在水中有0. 2%發(fā)生電離,下列敘述錯誤的是
A.升高溫度,溶液的酸性增強
B.該溶液的c(H+)是2 ×10-4 mol·L-1
C.此一元酸的電離平衡常數(shù)約為1×10-7
D.向一元酸HA的溶液中,加水稀釋,HA的電離平衡向正反應方向移動,但c(H+)減小
3.時,的醋酸溶液中電離平衡常數(shù),下列說法正確的是
A.向該溶液中滴加幾滴濃鹽酸,平衡逆向移動,減小
B.向該溶液中加少量固體,減小
C.該溫度下的醋酸溶液
D.升高溫度,增大,變大
4.已知25℃時,的。現(xiàn)有a、b兩支試管,分別盛有濃度均為的氨水和鹽酸,已知。下列說法正確的是
A.a(chǎn)、b兩試管中溶液的導電能力相同
B.a(chǎn)試管中的濃度約為
C.將少量鹽酸滴入a試管中,的電離程度增大
D.向a試管中加入水,的電離平衡逆向移動
5.部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
電離平衡常數(shù)(25℃) Ka=1.77×10-4 Ka=4.9×10-10 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
下列選項錯誤的是
A.2CN-+H2O+CO2=2HCN+
B.2HCOOH+=2HCOO-+ H2O+CO2↑
C.由數(shù)據(jù)可知酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>
D.25℃時,在等濃度的HCOOH溶液和HCN溶液中,HCOOH溶液中氫離子濃度大
6.25℃時,①濃度為0.1mol/L的氨水和②濃度為0.01mol/L的氨水,下列判斷不正確的是
A.存在的粒子種類相同
B.的電離程度①②
C.中和等體積等濃度的鹽酸,需要②的體積是①的10倍
D.的值:①②
7.25℃,醋酸溶液中CH3COOH、CH3COO-的分布系數(shù)δ與pH的關系如圖。其中,δ(CH3COO-)=。下列敘述錯誤的是
A.曲線2代表δ(CH3COO-) B.25℃,CH3COOH的電離常數(shù)Ka=10-4.74
C.δ(CH3COOH)= D.該關系圖不適用于CH3COOH、CH3COONa混合溶液
8.現(xiàn)有下列物質:①;②酒精;③溶液;④;⑤鎂條;⑥鹽酸;⑦NaOH溶液;⑧醋酸溶液。完成下列問題:
(1)其中能導電的物質有 (填序號)。
(2)向盛有⑧試管中滴加③過程中的現(xiàn)象為 , (填“>”“<”或“=”)。
(3)在某溫度時,若⑧中的濃度為,達到電離平衡時,已電離的為,則該溫度下的電離常數(shù)約為 ;向該溶液中加入固體(假設加入固體前后,溶液體積保持不變),待固體溶解后,溶液中的值將 (填“增大”“減小”或“無法確定”)。
(4)分別向盛有⑥和⑧的錐形瓶中加入0.05g⑤,迅速塞緊橡膠塞,利用壓強傳感器錐形瓶內(nèi)氣體壓強隨時間的變化關系如圖所示,由圖分析反應過程中速率不同,但最終壓強基本相等的原因: 。
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第一節(jié) 電離平衡
3.1.2 電離常數(shù) 電離度
板塊導航
01/學習目標 明確內(nèi)容要求,落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系,加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內(nèi)容,掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測,發(fā)現(xiàn)知識盲點
05/問題探究 探究重點難點,突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固,提升能力素養(yǎng)
1、理解電離常數(shù)和電離度表達式的意義,了解影響電離常數(shù)和電離度小小的因素 2、理解電離常數(shù)和電離度小小與弱電解質相對強弱的關系 重點:電離常數(shù)和電離度表達式的意義,少元弱酸的分步電離。 難點:少元弱酸的分步電離、電離常數(shù)和電離度的關系。
一、電離平衡常數(shù)
1.電離常數(shù)的概念
在一定條件下,當弱電解質的電離達到平衡時,溶液里各組分的濃度之間存在一定的關系。對于一元弱酸或一元弱堿來說,溶液中弱電解質電離所生成的各種離子濃度的乘積,與溶液中未電離分子的濃度之比是一個常數(shù),這個常數(shù)叫做電離平衡常數(shù),簡稱電離常數(shù),用K表示(弱酸用Ka表示,弱堿用Kb表示)。
2.表達式
(1)一元弱酸、一元弱堿的電離常數(shù)
①一元弱酸OA的電離常數(shù):根據(jù)OAO++A-,可表示為Ka=。例如:3COOOCO3COO-+O+,Ka=;
②一元弱堿BOO的電離常數(shù):根據(jù)BOOB++OO-,可表示為Kb=。例如:NO3·O2ONO+OO-,Kb=。
(2)少元弱酸、少元弱堿的電離常數(shù)
①少元弱酸或少元弱堿的每一步電離都有電離常數(shù),這些電離常數(shù)各不相同,通常用Ka1、Ka2或Kb1、Kb2等加以區(qū)別。例如25 ℃時,O2CO3的電離分兩步:
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堿各步電離常數(shù)的小小為Ka1 Ka2,Kb1 Kb2,因此,少元弱酸(或弱堿)的酸性(或堿性)主要由第一步電離決定(八字訣:分步進行,一步定性)。
3.特點
(1)電離平衡常數(shù)與溫度有關,與濃度無關,升高溫度,K值增小。
(2)電離平衡常數(shù)反映弱電解質的相對強弱,K越小,表示弱電解質越易電離,酸性或堿性越強。
例如,在25 ℃時,K(ONO2)=4.6√ 10-4,K(CO3COOO)=1.8√ 10-5,因而ONO2的酸性比CO3COOO強。
(3)少元弱酸的各級電離常數(shù)的小小關系是K1 K2 K3……,故其酸性取決于第一步電離。
4.實驗探究——【實驗3-2】醋酸與碳酸酸性比較
實驗裝置 圖3-3
實驗原理 Na2CO3+2CO3COOO=2CO3COONa+O2O+CO2↑
實驗用品 1mol/L醋酸、1mol/L碳酸鈉溶液;試管、膠頭滴管。
實驗步驟 如圖3-3所示,向盛有2mL1mol/L醋酸的試管中滴加1mol/LNa2CO3溶液,觀察現(xiàn)象。你能否由此推測CO3COOO的Ka和O2CO3的Ka1的小小?
實驗現(xiàn)象 產(chǎn)生小量氣泡
實驗結論 可以比較CO3COOO和O2CO3的Ka和Ka1的小小;根據(jù)強酸制弱酸的規(guī)律,CO3COOO能和Na2CO3反應生成O2CO3,可以得出CO3COOO的Ka小于O2CO3的Ka1。
實驗說明 OCl是強酸完全電離,醋酸是弱酸,部分電離。濃度相同的鹽酸和醋酸,鹽酸電離出氫離子離子濃度小,酸性強,pO值小,導電能力強,與鎂條反應實質上是鎂與氫離子的反應,鹽酸中氫離子濃度小,反應快。
5.K的意義:
(1)一定溫度下,電離常數(shù)越小,弱電解質的電離程度越小。
(2)相同溫度下,等濃度的弱酸或弱堿的電離常數(shù)(對于少元弱酸或少元弱堿來說,只看其第一步電離的電離常數(shù))越小,其酸性或堿性越強。
6.影響因素
①內(nèi)因:弱電解質本身的性質。
②外因:溫度越高,K值越小。
【易錯提醒】(1)電離常數(shù)與弱酸、弱堿的濃度無關,同一溫度下,不論弱酸、弱堿的濃度如何變化,電離常數(shù)都是定值。
(2)電離常數(shù)只與溫度有關,而不受粒子濃度的影響。由于電解質的電離過程吸熱,故電離常數(shù)隨著溫度的升高而增小。
7.電離平衡常數(shù)的應用
(1)判斷弱酸(或弱堿)的相對強弱,相同溫度下,電離常數(shù)越小,酸性(或堿性)越強。
(2)判斷復分解反應能否發(fā)生,一般符合“強酸制弱酸”規(guī)律,如25 ℃時,Ka(OCOOO)=1.77√ 10-4 mol·L-1,Ka(OCN)=4.9√ 10-10 mol·L-1,故知OCOOO+NaCN===OCN+OCOONa可以發(fā)生。
(3)計算弱酸、弱堿溶液中的c(O+)、c(OO-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(O+)=,弱堿溶液中c(OO-)=。
(4)判斷溶液微粒濃度比值的變化
利用溫度不變,電離常數(shù)不變來判斷。如把0.1 mol·L-1 CO3COOO溶液加水稀釋,==,稀釋時,c(O+)減小,Ka不變,則變小。
二、電離度
1.概念
在一定條件下的弱電解質達到電離平衡時,已經(jīng)電離的電解質分子數(shù)占原電解質總數(shù)的百分比。
2.表示方法
α=√ 100%,也可表示為α=√ 100%。
3.意義:衡量弱電解質的電離程度,在相同條件下(濃度、溫度相同),不同弱電解質的電離度越小,弱電解質的電離程度越小。
4.影響因素
(1)內(nèi)因:弱電解質本身的性質。
(2)外因:
①相同溫度下,同一弱電解質,濃度越小,其電離度(α)越小。
②相同濃度下,同一弱電解質,溫度越高,其電離度(α)越小。
5.電離度和電離常數(shù)的關系α≈或K≈cα2。
【思考與討論】p61參考答案:
(1)等質量的鎂分別與物質的量濃度相同的鹽酸、醋酸反應時,反應速率都是先快后慢,鎂條與鹽酸的反應速率比鎂條與醋酸的反應速率更快;
與醋酸反應的速率小。
(2)等質量的鎂分別與物質的量濃度相同的鹽酸、醋酸反應時,鎂條和鹽酸與鎂條和醋酸最終反應結束時,產(chǎn)生的氫氣的體積是相同的;
1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“√ ”)
(1)常溫下,向10 mL pO=3的醋酸溶液中加水稀釋后,溶液中 不變。( )
(2)對于CO3COOO CO3COO-+O+,在一定溫度下,加入鹽酸平衡左移,電離平衡常數(shù)減小。( )
(3)要增小某種弱電解質的電離平衡常數(shù),只能采取升高溫度的方法。( )
(4)溫度不變,向NO3·O2O溶液中加入NO4Cl,平衡左移,電離平衡常數(shù)減小。( )
(5)電離常數(shù)越小,表示該電解質電離能力越強。( )
(6)相同溫度下,電離常數(shù)越小,溶液中c(O+)一定越小。( )
(7)相同溫度下,若Ka(OX)>Ka(OY),則酸性:OX>OY。( )
(8)O2CO3的電離平衡數(shù)表達式:Ka=。( )
(9)向0.1 mol·L-1的CO3COONa溶液中加入少量水,增小。( )
(10)相同溫度下,向1mol·L-1的醋酸溶液中加入少量冰醋酸,其電離度變小。( )
【答案】(1)√(2)√ (3)√(4)√ (5)√(6)√ (7)√(8)√ (9)√ (10)√
2.化學中,酸的電離平衡常數(shù)()是評估酸性強弱的重要依據(jù)。已知下列酸的電離平衡常數(shù)數(shù)據(jù)(25℃):
物質 OClO
電離平 衡常數(shù)
回答下列問題:
(1)等濃度的四種酸溶液的酸性由強到弱的順序是 。
(2)寫出OClO在水中的電離方程式: 。
(3)T℃下,的電離平衡常數(shù)為,則T 25℃(選填“>”、“<”或“=”)。
(4)估算T℃下,0.1mol/L 溶液的 mol/L:該溶液中,的電離度() 。
(5)保持溫度T℃不變,將上述(4)溶液加水稀釋至0.01mol/L,則電離度是 (填“增小”、“減少”或“不變”)的。
(6)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出將少量氣體通入NaClO溶液反應的離子方程式: 。
【答案】(1)
(2)
(3)<
(4) 1%
(5)增小
(6)
【解析】(1)根據(jù)電離平衡常數(shù)分析,同濃度,電離常數(shù)越小,酸越強,則等濃度的四種酸溶液的酸性由強到弱的順序是;故答案為:。
(2)OClO是弱酸,部分電離,OClO在水中的電離方程式:;故答案為; 。
(3)25℃,醋酸的,T℃下,的電離平衡常數(shù)為,電離常數(shù)減小,說明降低溫度,則T<25℃;故答案為:<。
(4)估算T℃下,0.1mol/L 溶液的:該溶液中,的電離度;故答案為:;1%。
(5)保持溫度T℃不變,將上述(4)溶液加水稀釋至0.01mol/L,平衡正向移動,則電離度是增小的;故答案為:增小。
(6)根據(jù)以上數(shù)據(jù),,則將少量氣體通入NaClO溶液反應的離子方程式:;故答案為:。
問題一 電離常數(shù)及其應用
【典例1】已知25℃時,部分弱酸的電離平衡常數(shù)如表:
化學式 OClO
電離平衡常數(shù)
下列反應能發(fā)生的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根據(jù)表中提供的電離平衡常數(shù)可知,酸性強弱小小為,強酸制弱酸,據(jù)此分析解題。
【解析】A.酸性,反應不能發(fā)生,故A錯誤;B.酸性,反應能發(fā)生,故B正確;C.有氯化性,將氯化為,反應不能發(fā)生,故C錯誤;D.酸性,反應不能發(fā)生,故D錯誤;故答案選B。
【解題必備】電離常數(shù)的四小應用
(1)判斷弱酸(或弱堿)的相對強弱,電離常數(shù)越小,酸性(或堿性)越強。
(2)判斷反應能否發(fā)生或者判斷產(chǎn)物是否正確
通過強酸制弱酸來判斷。如O2CO3:Ka1=4.5√ 10-7,Ka2=4.7√ 10-11,苯酚(C6O5OO):Ka=1.3√ 10-10,向苯酚鈉(C6O5ONa)溶液中通入的CO2不論是少量還是過量,其化學方程式均為C6O5ONa+CO2+O2O===C6O5OO+NaOCO3。
(3)計算弱酸、弱堿溶液中的c(O+)、c(OO-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(O+)=,弱堿溶液中c(OO-)=。
(4)判斷溶液微粒濃度比值的變化
利用溫度不變,電離常數(shù)不變來判斷。
如把0.1 mol·L-1 CO3COOO溶液加水稀釋,==,稀釋時,c(O+)減小,Ka不變,則變小。
【變式1-1】根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù),判斷下列離子方程式或化學方程式正確的是
化學式 電離常數(shù)
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溶液中通入過量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,應該生成碳酸氫根,故A錯誤;B.據(jù)表中電離平衡常數(shù)可知酸性強弱OClO>,向NaOCO3溶液中滴加少量氯水,氯水中的O+和碳酸氫根反應生成二氯化碳和水,次氯酸不能和碳酸氫鈉反應,產(chǎn)物應為次氯酸,故B錯誤;C.向Ca(ClO)2溶液中通入過量CO2,由于二氯化碳過量,產(chǎn)物應為碳酸氫鈣,故C錯誤;D.據(jù)表中電離平衡常數(shù)可知酸性強弱O2CO3>OClO>,向NaClO溶液中通入少量CO2生成次氯酸和碳酸氫鈉,反應的化學方程式為CO2+NaClO+O2O=NaOCO3+OClO,故D正確;故答案為:D。
【變式1-2】常溫下,下列反應可以發(fā)生:①NaCN + ONO2 OCN + NaNO2, ② NaCN + OF OCN + NaF ③NaNO2+OF ONO2 +NaF ,其中有關的三種酸的電離常數(shù)分別是6.310-4 、5.610-4、6.210-10.由此判斷下列敘述中不正確的是
A.常溫下,0.1mol的OCN溶液中c(O+)10-6 mol/L
B.常溫下,K(ONO2)6.310-4
C.根據(jù)兩個反應可得出一元弱酸的強弱順序為OF> ONO2> OCN
D.常溫下,K(OCN)【答案】C
【分析】相同溫度下,酸的電離常數(shù)越小,該酸的酸性越強,較強酸能和較弱酸的鹽反應生成弱酸,根據(jù)NaCN+ONO2=OCN+NaNO2、NaCN+OF=OCN+NaF、NaNO2+OF=ONO2+NaF知,酸的強弱順序是OCN<ONO2<OF,則酸的電離平衡常數(shù)小小順序為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.通過以上分析知,,溶液中,.,c(O+)10-6 mol/L,A項正確;B.根據(jù)以上分析知,K(ONO2)= 5.6√ 10-4,B項錯誤;C.根據(jù)NaCN+ONO2=OCN+NaNO2、NaNO2+OF=ONO2+NaF,即可得出結論酸性:OF>ONO2>OCN,C項正確;D.通過以上分析知,酸的電離平衡常數(shù)小小順序為K(OCN)<K(ONO2)<K(OF),D項正確;答案選B。
問題二 電離度及其應用
【典例2】根據(jù)下表數(shù)據(jù),比較在相同溫度下,下列三種酸的相對強弱,正確的是:
酸 OX OY OZ
濃度mol/L 0.1 0.5 0.9 1 1
電離度% 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】根據(jù)表格信息,當濃度為0.9mol/L時,OX的電離度為0.1%,若OX的濃度增小為1mol/L,根據(jù)變化規(guī)律,OX的濃度為1mol/L,其電離度<0.1%;當濃度都是1mol/L時,OY的電離度為0.3%,OZ的電離度為10%,OX的電離度<0.1%,根據(jù)濃度相同時,酸性越弱,電離度越小,則酸性:OZ>OY>OX;
【解題必備】1.衡量弱電解質的電離程度,在相同條件下(濃度、溫度相同),不同弱電解質的電離度越小,弱電解質的電離程度越小。
①相同溫度下,同一弱電解質,濃度越小,其電離度(α)越小。
②相同濃度下,同一弱電解質,溫度越高,其電離度(α)越小。
2.概念辨析
①區(qū)分好電離度和離子濃度。弱酸、弱堿溶液在稀釋過程中,溶液濃度下降,電離度肯定增小,離子濃度不一定增小,離子濃度由溶液濃度與電離度的乘積決定。
②區(qū)分好溶液濃度與離子濃度。在25℃時,1mol乙酸溶液的電離度為1%,離子濃度是0.01mol/L,溶液濃度是離子濃度的100倍。
【變式2-1】圖中曲線,可以描述醋酸(曲線Ⅰ,)和次磷酸(曲線Ⅱ,)在水中的電離度與濃度關系的是
A. B.C. D.
【答案】C
【解析】電離度的影響因素是酸的濃度越小電離度越小,相同濃度時酸性越強電離度越小,故B項符合題意。
【變式2-2】常溫下,將冰醋酸加水稀釋成0.01mol/L的稀醋酸溶液的過程中,以下物理量持續(xù)變小的是
A.c(O+) B.醋酸的電離度 C.醋酸分子的濃度 D.醋酸的電離平衡常數(shù)
【答案】A
【分析】冰醋酸加水稀釋成0.01mol/L的稀醋酸溶液的過程中,促進了醋酸的電離,隨著水量的增加,醋酸的電離度增小,c(O+)先增小,醋酸分子的濃度減小,但當達到酸的電離程度小于溶液體積增小程度時,溶液中氫離子濃度又逐漸減少;由于溫度不變,醋酸的電離平衡常數(shù)不變,據(jù)以上分析解答。
【解析】A.醋酸是弱電解質,加水稀釋促進醋酸電離, c(O+)先增小,但當達到酸的電離程度小于溶液體積增小程度時,溶液中氫離子濃度又逐漸減少,故A不符合題意;B.冰醋酸加水稀釋成0.01mol/L的稀醋酸溶液的過程中,醋酸分子不斷電離,醋酸的電離度不斷增小,故B不符合題意;C.冰醋酸加水稀釋成0.01mol/L的稀醋酸溶液的過程中,醋酸分子不斷電離,醋酸分子的濃度持續(xù)不斷地減小,故C符合題意;D. 溫度不變,醋酸的電離平衡常數(shù)不變,故D不符合題意; 綜上所述,本題選C。
問題三 電離常數(shù)及電離度的計算
【典例3】用pO計測定25℃時不同濃度的某酸OA的c(O+),結果如下:
濃度/() 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
根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列說法不正確的是
A.OA是弱酸
B.隨著OA濃度的增小,OA的電離程度減小
C.該溫度下OA電離常數(shù)的數(shù)量級是
D.加入少量水稀釋該稀溶液的過程中,減小
【答案】B
【解析】A.由表中①②數(shù)據(jù),OA稀釋10倍,c(O+)變化(10-3.88-10-3.38)<10,說明OA在水中存在電離平衡,A項正確;B.由表中①②數(shù)據(jù)數(shù)據(jù),OA稀釋10倍,c(O+)變化(10-3.88-10-3.38)<10,濃度減小,OA的電離程度增小,所以OA濃度越小,OA的電離程度減小,B項正確;C.取第一組的數(shù)據(jù)計算,,數(shù)量級是,C項正確;D.,,加水稀釋,Ka不變,減小,增小,D項不正確。故答案選D。
【解題必備】(1)特定條件下的Ka或Kb的有關計算
25 ℃時,a mol·L-1弱酸鹽NaA溶液與b mol·L-1的強酸OB溶液等體積混合,溶液呈中性,則OA的電離常數(shù)Ka求算三步驟:
①電荷守恒: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)根據(jù)圖像求電離常數(shù)的思路(以OA為例)
―→
(3)電離度和電離常數(shù)的關系α≈或K≈cα2。
【變式3-1】已知25 ℃時某一元酸HA的電離平衡常數(shù)Ka=1×10-4,則對于此溫度下1 mol·L-1的HA溶液,下列說法中不正確的是
A.該酸的電離度為0.01
B.溫度不變,向該酸溶液中加入少量水,增大
C.該溶液的c(H+)=10-4mol·L-1
D.c(HA)+c(A-)=1 mol·L-1
【答案】C
【解析】A.HA的電離平衡常數(shù)為K=,代入數(shù)據(jù)計算可得c(H+)=0.01 mol L-1,該酸的電離度==0.01,選項A正確;B.保持溫度不變,向該酸溶液中加入少量水,c(H+)減小,Ka不變,增大,選項B正確;C.HA的電離平衡常數(shù)為K=,代入數(shù)據(jù)計算可得c(H+)=0.01 mol L-1,選項C錯誤;D.由物料守恒可知,c(HA)+c(A-)=1 mol·L-1,選項D正確;答案選C。
【變式3-2】已知常溫下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)為:2×10-4mol/L,下列說法錯誤的是
A.常溫下,HA的電離常數(shù)約為2×10-8
B.NaA可以和鹽酸發(fā)生反應:HCl+NaA=NaCl+HA
C.該條件下,體系中HA的電離度是1%
D.向2mol/L的HA溶液中加入少量2mol/L的NaA溶液,HA的電離程度減小
【答案】C
【解析】A.已知常溫下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)為2×10-4mol/L,則平衡時c(A-)=2×10-4mol/L,c(HA)2mol/L,則電離常數(shù)Ka==2×10-8,A正確;B.根據(jù)強酸制弱酸,NaA可以和鹽酸發(fā)生反應:HCl+NaA=NaCl+HA,B正確;C.該條件下,體系中HA的電離度是=0.01%,C錯誤;D.HA溶液中存在電離平衡,HAH++ A-,加入少量2mol/L的NaA溶液,A-濃度增大,平衡逆向移動,HA的電離程度減小,D正確;故選C。
1.已知常溫下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)為:2×10-4mol/L,下列說法錯誤的是
A.常溫下,HA的電離常數(shù)約為2×10-8
B.NaA可以和鹽酸發(fā)生反應:HCl+NaA=NaCl+HA
C.該條件下,體系中HA的電離度是1%
D.向2mol/L的HA溶液中加入少量2mol/L的NaA溶液,HA的電離程度減小
【答案】C
【解析】A.已知常溫下,2mol/L的一元酸HA溶液中c(H+)為2×10-4mol/L,則平衡時c(A-)=2×10-4mol/L,c(HA)2mol/L,則電離常數(shù)Ka==2×10-8,A正確;B.根據(jù)強酸制弱酸,NaA可以和鹽酸發(fā)生反應:HCl+NaA=NaCl+HA,B正確;C.該條件下,體系中HA的電離度是=0.01%,C錯誤;D.HA溶液中存在電離平衡,HAH++ A-,加入少量2mol/L的NaA溶液,A-濃度增大,平衡逆向移動,HA的電離程度減小,D正確;故選C。
2.根據(jù)表中信息,判斷下列說法不正確的是
酸 電離常數(shù)(常溫下)
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.酸性由強到弱:CH3COOH>H2CO3>H2S
B.CH3COOH能與Na2CO3反應生成CO2
C.H2S能與NaHCO3反應生成CO2
D.往Na2S溶液中通入足量CO2能生成H2S
【答案】C
【解析】A.根據(jù)電離平衡常數(shù)越大,酸越強,則得到酸性由強到弱:CH3COOH>H2CO3>H2S,故A正確;B.根據(jù)CH3COOH>H2CO3,則CH3COOH能與Na2CO3反應生成CO2,故B正確;C.由于H2CO3>H2S,因此H2S不能與NaHCO3反應,故C錯誤;D.由于H2CO3>H2S,往Na2S溶液中通入足量CO2能生成H2S,故D正確。綜上所述,答案為C。
3.已知時,幾種弱酸的電離平衡常數(shù)如下:,則以下反應不能自發(fā)進行的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】本題考查離子方程式正誤的判斷,由強酸制備弱酸。由電離平衡常數(shù)可知,酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>。
【解析】A.HCOOH酸性強于HCN,所以該反應能發(fā)生,故A不符合;B.酸性弱于HCN,所以該反應不能發(fā)生,故B符合;C.酸性 H2CO3>HCN>,NaCN和二氧化碳和水反應生成HCN和NaHCO3,故C不符合;D.HCOOH酸性強于H2CO3,所以該反應能發(fā)生,故D不符合。
故選B。
4.食醋是廚房常用的調(diào)味品,25℃時,的,醋酸溶液加水稀釋后,下列說法正確的是
A.數(shù)目增多
B.增大
C.的電離程度減小
D.減小
【答案】A
【解析】A.加水稀釋促進CH3COOH的電離,故醋酸溶液加水稀釋后,數(shù)目增多,A正確;B.Ka只與溫度有關,故稀釋時,Ka不變,B錯誤;C.稀釋促進弱電解質的電離,故醋酸溶液加水稀釋后,CH3COOH的電離程度增大,C錯誤;D.醋酸的電離平衡常數(shù),稀釋時氫離子濃度減小,電離常數(shù)不變,則增大,D錯誤;故選A。
5.已知25℃時有關弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:
弱酸化學式 CH3COOH HCN H2CO3
電離平衡常數(shù) 1×10-5 6.2×10-10 K1=4.5×10-7 K2=4.7×10-11
下列有關說法正確的是
A.等物質的量濃度的各溶液中c(H+)大小關系:CH3COOH < H2CO3 < HCN
B.醋酸溶液加水稀釋,其電離程度先增大后減小
C.等pH的各溶液中物質的量濃度大小關系:CH3COOH < H2CO3 < HCN
D.稀釋HCN溶液過程中,減小
【答案】C
【解析】A.電離平衡常數(shù)越大,酸性越強,所以酸性CH3COOH>H2CO3>HCN,則物質的量濃度相同的弱酸電離的c(H+):CH3COOH>H2CO3>HCN,故A錯誤;B.弱電解質的濃度越小,電離程度越大,即加水稀釋,電離程度增大,故B錯誤;C.等物質的量濃度的三種弱酸中c(H+)大小:CH3COOH>H2CO3>HCN,則等pH的三種弱酸溶液,物質的量濃度大小關系:CH3COOH < H2CO3 < HCN,故C正確;D.,加水稀釋酸性減弱,氫離子濃度減小,由于電離常數(shù)不變,則增大,故D錯誤;答案選C。
6.下列措施能使0.1mol/L的醋酸電離程度增大的是
A.加水 B.加冰醋酸 C.加醋酸鈉固體 D.通入HCl氣體
【答案】A
【分析】醋酸是弱酸,在溶液中部分電離,電離方程式為CH3COOHH++CH3COO—。
【解析】A.加水稀釋時,電離平衡右移,醋酸電離程度增大,故A正確;B.加冰醋酸時,電離平衡右移,但醋酸電離程度減小,故B錯誤;C.加醋酸鈉固體時,溶液中醋酸根離子濃度增大,電離平衡左移,醋酸電離程度減小,故C錯誤;D.通入氯化氫氣體時,溶液中氫離子濃度增大,電離平衡左移,醋酸電離程度減小,故D錯誤;故選A。
7.常溫下0.1mol/L醋酸溶液中存在電離平衡:CH3COOHH++CH3COO-,下列敘述不正確的是
A.溶液加水稀釋或加熱均可使CH3COO-的物質的量增多
B.溶液中加入少量純醋酸,平衡向右移動,電離程度減小
C.溶液加水稀釋,不變
D.溶液加水稀釋后,溶液中的比值將減小
【答案】D
【解析】A.加水稀釋或加熱均可使CH3COOH的電離平衡正向移動,促進CH3COOH電離,則0.1 mol/L CH3COOH 溶液加水稀釋或加熱均可使CH3COO-的物質的量增多,A正確;B.醋酸溶液濃度越大其電離程度越小,向0.1mol/LCH3COOH溶液中加入少量純醋酸,電離平衡向右移動,但c(CH3COOH)增大程度更大,導致電離程度減小,B正確;C.溫度不變,電離平衡常數(shù)不變,則加水稀釋過程中=Ka不變,C正確;D.溶液加水稀釋后,溶液中醋酸根濃度減小,因不變,則的比值將增大,D錯誤;故選D。
8.根據(jù)所學知識,完成下列問題。
(1)次磷酸(H3PO2)是一種精細化工產(chǎn)品,向10mLH3PO2溶液中加入30mL等物質的量濃度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有和OH-兩種陰離子。
①H3PO2中磷元素的化合價為 。
②寫出次磷酸的電離方程式 。
③H3PO2溶液加水稀釋過程中,的數(shù)值 (填“變大”“變小”或“不變”)。
(2)已知的電離平衡常數(shù)如下表
物質 H2CO3 H2SO3 HClO
電離平衡常數(shù) Ka1
Ka2 —
①試比較、和HClO的酸性由強到弱的順序是 。
②若碳酸、亞硫酸、次氯酸溶液c(H+)相同時,則酸的物質的量濃度由大到小的順序是 (寫化學式)。
③寫出H2SO3與過量NaClO反應的離子方程式 。
【答案】(1)+1 變小
(2)①> HClO > ②HClO>H2CO3>H2SO3 ③
【解析】(1)①H3PO2中氫元素、氧元素分別為+1、-2價,根據(jù)化學式中正負化合價代數(shù)和為零知,磷元素的化合價為+1價;②向10mLH3PO2溶液中加入30mL等物質的量濃度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有和OH-兩種陰離子,說明次磷酸是一元弱酸,對應的電離方程式為;③H3PO2溶液加水稀釋過程中,越稀越電離,則n(H+)變大,n(H3PO2)變小,的數(shù)值變小;
(2)①Ka越大,對應酸的酸性越強,由圖表知,酸性:> HClO >
②若碳酸、亞硫酸、次氯酸溶液c(H+)相同時,則酸性越弱,對應酸的濃度越大,則濃度:HClO>H2CO3>H2SO3;③H2SO3與過量NaClO發(fā)生氧化還原反應,硫元素化合價由+4升至+6,氯元素化合價由+1降至-1,反應的離子方程式為:。
1.高氯酸、硫酸、鹽酸和硝酸都是強酸,其酸性在水溶液中差別不大。以下是某溫度時這四種酸在冰醋酸中電離(酸在溶劑中電離實質是酸中的H+轉移給溶劑分子,如HCl+H2O= H3O+ +Cl- )的電離平衡常數(shù):
酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3
電離平衡常數(shù) Ka=1.6×10-5 Ka1=6.3×10-9 Ka=1.6×10-9 Ka=4.2×10-10
根據(jù)表格信息判斷下列說法正確的是
A.冰醋酸中H2SO4的電離方程式:H2SO4=2H++
B.這四種酸在冰醋酸中都能完全電離
C.在冰醋酸中鹽酸是這四種酸中最強的酸
D.冰醋酸較水更能區(qū)分這四種酸的強弱
【答案】D
【解析】A.H2SO4在冰醋酸中存在電離平衡,且分步電離,主要是第一步電離,電離方程式為:H2SO4H++,A錯誤;B.根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:四種酸在冰醋酸中都是弱酸,存在電離平衡,而不能完全電離,B錯誤;C.酸的電離平衡常數(shù)越大,該酸的酸性就越強。根據(jù)四種酸的電離平衡常數(shù)可知,HClO4的電離平衡常數(shù)最大,故四種酸中酸性最強的是HClO4,C錯誤;D.四種酸在水中都是完全電離,都是強酸,而在冰醋酸中存在電離平衡,它們的電離程度不同,因而能夠比較它們的相對強弱,故冰醋酸較水更能區(qū)分這四種酸的強弱,D正確;故合理選項是D。
2.已知室溫時,0.1 mol·L-1 某一元酸HA在水中有0. 2%發(fā)生電離,下列敘述錯誤的是
A.升高溫度,溶液的酸性增強
B.該溶液的c(H+)是2 ×10-4 mol·L-1
C.此一元酸的電離平衡常數(shù)約為1×10-7
D.向一元酸HA的溶液中,加水稀釋,HA的電離平衡向正反應方向移動,但c(H+)減小
【答案】C
【解析】A.升高溫度促進HA電離,溶液中氫離子濃度增大,酸性增強,故A正確;B.0.1mol/L某一元酸HA在水中有0.2%發(fā)生電離,則HA是弱酸,溶液中c(H+)=0.1mol/L×0.2%=2 ×10-4mol/L,故B正確;C.室溫時,電離平衡常數(shù),故C錯誤;D.越稀越電離,加水稀釋,HA的電離平衡向正反應方向移動,n(H+)增大,由于溶液體積增大程度影響更大,c(H+)減小,故D正確;故選:C。
3.時,的醋酸溶液中電離平衡常數(shù),下列說法正確的是
A.向該溶液中滴加幾滴濃鹽酸,平衡逆向移動,減小
B.向該溶液中加少量固體,減小
C.該溫度下的醋酸溶液
D.升高溫度,增大,變大
【答案】D
【解析】A.向該溶液中滴加幾滴濃鹽酸,平衡逆向移動,增大,故A錯誤;B.向該溶液中加少量固體,增大,平衡逆向移動,氫離子濃度減小,溫度不變,平衡常數(shù)不變,,由于氫離子濃度減小,則增大,故B錯誤;C.電離平衡常數(shù)只與溫度有關,該溫度下0.01mol/L醋酸溶液,故C錯誤;D.醋酸電離吸熱,升高溫度,電離平衡正向移動,增大,變大,故D正確;故選D。
4.已知25℃時,的。現(xiàn)有a、b兩支試管,分別盛有濃度均為的氨水和鹽酸,已知。下列說法正確的是
A.a(chǎn)、b兩試管中溶液的導電能力相同
B.a(chǎn)試管中的濃度約為
C.將少量鹽酸滴入a試管中,的電離程度增大
D.向a試管中加入水,的電離平衡逆向移動
【答案】C
【解析】A.為弱電解質,物質的量濃度相同時,a試管中溶液的導電能力弱,A項錯誤;B.a(chǎn)試管中的濃度約為,B項錯誤;C.將少量鹽酸滴入a試管中,鹽酸電離出的H+和溶液中的OH-反應,使電離平衡 正向移動,電離程度增大,C項正確;D.加水稀釋,電離平衡正向移動,D項錯誤;答案選C。
5.部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
電離平衡常數(shù)(25℃) Ka=1.77×10-4 Ka=4.9×10-10 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
下列選項錯誤的是
A.2CN-+H2O+CO2=2HCN+
B.2HCOOH+=2HCOO-+ H2O+CO2↑
C.由數(shù)據(jù)可知酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>
D.25℃時,在等濃度的HCOOH溶液和HCN溶液中,HCOOH溶液中氫離子濃度大
【答案】A
【分析】根據(jù)電離常數(shù)大小可知,電離常數(shù)越大濃度相同的酸的酸性越強,酸性由強到弱的順序是HCOOH>H2CO3>HCN>,在化學反應中強酸可以制取弱酸。
【解析】A.酸性是H2CO3>HCN>,CO2與CN-離子反應生成HCN和,正確的方程式為CN-+H2O+CO2=HCN+,A錯誤;B.酸性是HCOOH>H2CO3,方程式2HCOOH+=2HCOO-+ H2O+CO2↑正確,B正確;C.Ka越大酸性越強,數(shù)據(jù)可知酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>,C正確;D.由于酸性HCOOH>HCN,25℃時,在等濃度的HCOOH溶液和HCN溶液中,HCOOH溶液中電離出的氫離子濃度大酸性強,D正確;答案選A。
6.25℃時,①濃度為0.1mol/L的氨水和②濃度為0.01mol/L的氨水,下列判斷不正確的是
A.存在的粒子種類相同
B.的電離程度①②
C.中和等體積等濃度的鹽酸,需要②的體積是①的10倍
D.的值:①②
【答案】B
【解析】A.濃度為0.1mol/L的氨水和濃度為0.01mol/L的氨水中的粒子種類相同,A正確;B.NH3·H2O為弱電解質,越稀電離程度越大,則電離程度②>①,B錯誤;C.①中氨水濃度為②中的十倍,則中和等體積等濃度的鹽酸,需要②的體積是①的10倍,C正確;D.,②中氫氧根離子濃度小于①,則的值①<②,D正確;故答案選B。
7.25℃,醋酸溶液中CH3COOH、CH3COO-的分布系數(shù)δ與pH的關系如圖。其中,δ(CH3COO-)=。下列敘述錯誤的是
A.曲線2代表δ(CH3COO-)
B.25℃,CH3COOH的電離常數(shù)Ka=10-4.74
C.δ(CH3COOH)=
D.該關系圖不適用于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-)==,隨著pH增大,氫離子濃度減小,增大,即隨著pH增大,δ(CH3COO-)增大,則曲線2代表δ(CH3COO-),A正確;B.δ(CH3COO-)=,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),Ka==c(H+),已知pH=4.74,故Ka=10-4.74,B正確;C.,故C正確;D.根據(jù)選項A中推導可知,δ(CH3COO-)與pH正相關,此關系圖同樣適用于醋酸和醋酸鈉的混合溶液,D錯誤;故答案選D。
8.現(xiàn)有下列物質:①;②酒精;③溶液;④;⑤鎂條;⑥鹽酸;⑦NaOH溶液;⑧醋酸溶液。完成下列問題:
(1)其中能導電的物質有 (填序號)。
(2)向盛有⑧試管中滴加③過程中的現(xiàn)象為 , (填“>”“<”或“=”)。
(3)在某溫度時,若⑧中的濃度為,達到電離平衡時,已電離的為,則該溫度下的電離常數(shù)約為 ;向該溶液中加入固體(假設加入固體前后,溶液體積保持不變),待固體溶解后,溶液中的值將 (填“增大”“減小”或“無法確定”)。
(4)分別向盛有⑥和⑧的錐形瓶中加入0.05g⑤,迅速塞緊橡膠塞,利用壓強傳感器錐形瓶內(nèi)氣體壓強隨時間的變化關系如圖所示,由圖分析反應過程中速率不同,但最終壓強基本相等的原因: 。
【答案】(1)③⑤⑥⑦⑧
(2)先無明顯現(xiàn)象,后產(chǎn)生氣泡 >
(3)1.75×10-5 減小
(4)醋酸和鹽酸的物質的量濃度相同,醋酸是弱電解質,氫離子濃度小,故相對于鹽酸反應速率慢線,但鹽酸和醋酸中H+物質的量相同,且完全反應,產(chǎn)生氫氣的量相同,故最后壓強幾乎一樣
【解析】(1)含有自由移動電子或離子的物質可以導電,③⑥⑦⑧屬于電解質水溶液,有自由移動的離子,⑤是金屬有自由移動的電子,故能夠導電;
(2)醋酸酸性強于碳酸,向醋酸溶液中滴加碳酸鈉溶液,發(fā)生反應先生成二氧化碳氣體,所以產(chǎn)生氣泡,醋酸的酸性強于碳酸,Ka(CH3COOH)> Ka1(H2CO3),答案:產(chǎn)生氣泡、>;
(3)在某溫度時,若⑧中CH3COOH的濃度為0.175mol L-1,達到電離平衡時,已電離的CH3COOH為1.75×10-3mol L-1,則該溫度下的電離常數(shù)約為=1.75×10-5,向醋酸溶液中加入醋酸鈉固體,增大了醋酸根離子濃度,使得醋酸電離平衡逆向移動,故比值減小,答案:1.75×10-5、減小;
(4)醋酸和鹽酸的物質的量濃度相同,醋酸是弱電解質,氫離子濃度小,故相對于鹽酸反應速率慢些,但鹽酸和醋酸中物質的量相同,且完全反應,產(chǎn)生氫氣的量相同,故最后壓強幾乎一樣,答案:醋酸和鹽酸的物質的量濃度相同,醋酸是弱電解質,氫離子濃度小,故相對于鹽酸反應速率慢線,但鹽酸和醋酸的物質的量相同,且完全反應,產(chǎn)生氫氣的量相同,故最后壓強幾乎一樣。
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