版高考化学一轮复习第八章水溶液中的离子平衡第26讲弱电解质的电离平衡学案Word格式文档下载.docx
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+OH-,NH3·
H2O电离出的c(OH-)与c(NH
)永远相等,不能表明NH3·
H2O电离处于平衡状态。
(3)由于OH-的浓度小于0.1mol·
L-1,所以BOH应属于弱碱,其电离方程式应为BOHB++OH-。
(4)都不一定。
如对于CH3COOH
CH3COO-+H+平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能“消除”,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大;
加水稀释或加少量NaOH固体,都会引起平衡右移,但c(CH3COOH)、c(H+)都比原平衡时要小。
(5)不是所有粒子浓度都会减小。
对于弱酸或弱碱溶液,只要对其稀释,电离平衡均会发生右移,例如:
弱酸HA溶液稀释时,c(HA)、c(H+)、c(A-)均减小(参与平衡建立的微粒);
平衡右移的目的是为了减弱c(H+)、c(A-)的减小,但c(OH-)会增大。
(6)电离平衡是动态平衡指的是v(电离)=v(结合)≠0,是浓度不再变化。
以0.1mol·
L-1CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0的影响。
实例(稀溶液)
CH3COOHH++CH3COO-ΔH>
改变条件
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
导电能力
Ka
加水稀释
向右
增大
减小
减弱
不变
加入少量冰醋酸
增强
通入HCl(g)
向左
加NaOH(s)
加入镁粉
升高温度
加CH3COONa(s)
题组一 外因对多平衡体系中影响结果的判定
1.(2017·
桂林质检)饱和氨水中存在化学平衡和电离平衡:
NH3+H2ONH3·
+OH-。
下列有关说法正确的是( )
A.常温下饱和氨水的pH<7
B.向氨水中滴加过量硫酸,上述平衡均正向移动,pH增大
C.电离是吸热过程,升高温度,上述平衡均正向移动
D.向氨水中加入少量NaOH固体,上述平衡均逆向移动,有NH3放出
答案 D
解析 常温下饱和氨水呈碱性,pH>7,A项错误;
加入过量硫酸,H+浓度增大,pH减小,B项错误;
升温会使NH3逸出,NH3+H2ONH3·
H2O平衡向逆方向移动,C项错误;
加入少量NaOH固体,OH-浓度增大,平衡向生成NH3的方向移动,有NH3放出,D项正确。
2.H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。
若向H2S溶液中( )
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH值增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH值减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
答案 C
解析 加水促进电离,但氢离子浓度减小,A项错误;
通入过量SO2气体发生反应2H2S+SO2===3S↓+2H2O,当SO2过量时溶液显酸性,而且酸性比H2S强,pH值减小,B项错误;
滴加新制氯水,发生反应Cl2+H2S===2HCl+S↓,平衡向左移动,溶液pH值减小,C项正确;
加入少量硫酸铜固体,发生反应H2S+Cu2+===CuS↓+2H+,H+浓度增大,D项错误。
3.(2017·
重庆一中月考)等体积、浓度均为0.2mol·
L-1的三种溶液:
①HA溶液、②HB溶液、③NaHCO3溶液,已知将①②分别与③混合,实验测得所产生的CO2气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.酸性:
HB>HA>H2CO3
B.恰好反应时,所得两溶液中:
c(A-)>c(B-)
C.上述三种溶液中由水电离出的c(OH-)的相对大小:
③>①>②
D.HA溶液和NaHCO3溶液恰好反应,所得的溶液中:
c(A-)+c(HA)=0.1mol·
L-1
答案 B
解析 由题图可知,HB溶液与NaHCO3溶液反应的速率较快,说明HB溶液中氢离子浓度较大,所以酸性:
HB>HA>H2CO3,A项正确;
反应结束后所得两溶液分别为NaA溶液、NaB溶液,根据“越弱越水解”,则c(B-)>c(A-),B项错误;
NaHCO3水解促进水的电离,酸的酸性越强,对水的电离的抑制程度越大,所以HB对水的电离的抑制程度最大,三种溶液中由水电离出的c(OH-)的相对大小:
NaHCO3溶液>HA溶液>HB溶液,C项正确;
根据物料守恒可知,HA溶液和NaHCO3溶液反应所得溶液中c(A-)+c(HA)=0.1mol·
L-1,D项正确。
题组二 平衡移动,结果变化,判采取措施
4.(2018·
重庆调研)稀氨水中存在着下列平衡:
NH3·
+OH-,若要使平衡向左移动,同时使c(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤B.③⑥C.③D.③⑤
解析 若在氨水中加入NH4Cl固体,c(NH
)增大,平衡向左移动,c(OH-)减小,①不合题意;
硫酸中的H+与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡向右移动,②不合题意;
当在氨水中加入NaOH固体后,c(OH-)增大,平衡向左移动,③符合题意;
若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向右移动,且c(OH-)减小,④不合题意;
电离属吸热过程,加热平衡向右移动,c(OH-)增大,⑤不合题意;
加入少量MgSO4固体发生反应Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH-)减小,⑥不合题意。
5.已知0.1mol·
L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值增大,可以采取的措施是( )
①加少量烧碱溶液 ②升高温度 ③加少量冰醋酸④加水
A.①②B.①③C.②④D.③④
解析 本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动,但①③会使c(H+)/c(CH3COOH)的值减小。
题组三 电离平衡与溶液导电性综合判断
6.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.a、b、c三点溶液的pH:
c<a<b
B.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:
C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D.a、b、c三点溶液用1mol·
L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:
解析 A项,由导电能力知c(H+):
b>a>c,故pH:
c>a>b;
B项,加水体积越大,越利于CH3COOH电离,故电离程度:
c>b>a;
C项,用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,相当于稀释a点溶液,c(H+)增大,pH偏小;
D项,a、b、c三点n(CH3COOH)相同,用NaOH溶液中和时消耗n(NaOH)相同,故消耗V(NaOH):
a=b=c。
7.(2018·
山东省滕州一中模拟)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。
下图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。
下列示意图中,能正确表示用NH3·
H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( )
解析 HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质,滴加NH3·
H2O,先与HCl反应,生成同样为强电解质的NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导率下降。
当HCl被中和完后,继续与CH3COOH弱电解质反应,生成CH3COONH4,为强电解质,所以电导率增大。
HCl与CH3COOH均反应完后,继续滴加弱电解质NH3·
H2O,电导率变化不大,因为溶液被稀释,有下降趋势。
考点二 电离平衡常数
1.表达式
(1)一元弱酸HA的电离常数:
根据HAH++A-,可表示为Ka=
。
(2)一元弱碱BOH的电离常数:
根据BOHB++OH-,可表示为Kb=
2.特点
(1)电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增大。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。
例如,在25℃时,K(HNO2)=4.6×
10-4,K(CH3COOH)=1.8×
10-5,因而HNO2的酸性比CH3COOH强。
(3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……,故其酸性取决于第一步电离。
(1)H2CO3的电离常数表达式:
Ka=
(2)电离常数可以表示弱电解质的相对强弱(√)
(3)电离常数只与温度有关,与浓度无关(√)
(4)弱电解质的电离平衡右移,电离平衡常数一定增大(×
(5)电离常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大(×
(6)对于0.1mol·
L-1的氨水,加水稀释后,溶液中c(NH
)、c(OH-)变小(√)
(7)某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大(×
1.H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.3×
10-7,Ka2=5.6×
10-11,它的Ka1、Ka2差别很大的原因_________________________________________________________(从电离平衡的角度解释)。
答案 第一步电离产生的H+对第二步的电离起抑制作用
2.部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
H2S
H2CO3
HClO
电离平衡常数(25℃)
K=1.77×
10-4
K1=1.3×
10-7
K2=7.1×
10-15
K1=4.4×
K2=4.7×
10-11
3.0×
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)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)按要求书写下列离子方程式
①将少量Na2CO3溶液滴加到HCOOH溶液中
________________________________________________________________________。
②将少量CO2气体通入NaClO溶液中
③将少量CO2气体通入到Na2S溶液中
答案
(1)HCOOH>H2CO3>H2S>HClO
(2)S2->CO
>ClO->HS->HCO
>HCOO-
(3)①2HCOOH+CO
===2HCOO-+H2O+CO2↑
②ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
③CO2+H2O+2S2-===2HS-+CO
题组一 应用电离常数判断酸性强弱
1.(2018·
长沙质检)已知下面三个数据:
7.2×
10-4、4.6×
10-4、4.9×
10-10分别是下列有关的三种酸的电离常数(25℃),若已知下列反应可以发生:
NaCN+HNO2===HCN+NaNO2 NaCN+HF===HCN+NaF NaNO2+HF===HNO2+NaF。
由此可判断下列叙述中不正确的是( )
A.K(HF)=7.2×
B.K(HNO2)=4.9×
10-10
C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCN
D.K(HCN)<K(HNO2)<K(HF)
解析 相同温度下,酸的电离常数越大,该酸的酸性越强,结合强酸制取弱酸分析可知,亚硝酸的酸性大于氢氰酸而小于氢氟酸,所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6×
10-4,故B错误。
2.(2018·
河南省实验中学检测)体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离平衡常数____(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数;
理由是__________________________________。
答案 大于 稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大,酸性强,电离平衡常数大
解析 稀释100倍,HX、CH3COOH溶液的pH变化均小于2,二者均为弱酸,酸性HX>CH3COOH。
题组二 判断微粒比值的大小
3.将浓度为0.1mol·
L-1HF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.
解析 HF为弱酸,存在电离平衡:
HFH++F-。
根据勒夏特列原理:
当改变影响平衡的一个条件,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;
电离平衡常数只受温度的影响,温度不变,电离平衡常数Ka不变,B错误;
当溶液无限稀释时,c(F-)不断减小,但c(H+)接近10-7mol·
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。
4.常温下,将0.1mol·
L-1的CH3COOH溶液加水稀释,请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
(1)
________;
(2)
(3)
(4)
________。
答案
(1)变小
(2)不变 (3)变大 (4)不变
解析
(1)将①式变为
;
(2)此式为Ka;
(3)将③式变为
=Ka/c(H+);
(4)将④式变为
题组三 电离常数的有关计算
5.(2017·
北京西城市模拟)已知室温时,0.1mol·
L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是( )
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离常数约为1×
D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
解析 c(H+)=0.1%×
0.1mol·
L-1=10-4mol·
L-1,pH=4;
因HA在水中有电离平衡,升高温度促进平衡向电离的方向移动,c(H+)将增大,pH会减小;
C选项可由电离常数表达式算出Ka=
≈1×
10-7;
c(H+)=10-4mol·
L-1,所以由水电离出的c(H+)=10-10mol·
L-1,前者是后者的106倍。
6.碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。
常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×
10-5mol·
L-1。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO
+H+的电离常数K1=________(已知:
10-5.60=2.5×
10-6)。
答案 4.2×
解析 由H2CO3H++HCO
得
K1=
≈4.2×
10-7。
有关电离平衡常数计算的答题模板(以弱酸HX为例)
HX H+ + X-
起始/mol·
L-1:
c(HX) 0 0
平衡/mol·
c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
则K=
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)。
或c(H+)=
考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
1.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较
项目酸
pH
中和碱的能力
与活泼金属反应产生H2的量
开始与金属反应的速率
盐酸
大
小
相同
醋酸溶液
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较
项目
酸
c(酸)
与足量活泼金属反应产生H2的量
少
多
2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)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值的盐酸、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
题组一 强酸与弱酸的多角度比较
1.在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是_________(用字母表示,下同)。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是______________。
(3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是________________。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是__________。
(5)当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为_____________________________,反应所需时间的长短关系是__________。
(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
(7)将c(H+)相同且体积也相同的三种酸,分别与等浓度的NaOH稀溶液反应至pH=7,则消耗NaOH溶液的体积大小关系为__________。
答案
(1)b>
a>
c
(2)b>
a=c (3)c>
b(4)c>
a=b (5)a=b=c a=b>
c (6)c>
a=b(7)c>
a=b
解析 解答本题要注意以下三点:
①HCl、H2SO4都是强酸,但H2SO4是二元酸;
②CH3COOH是弱酸,在水溶液中不能完全电离;
③醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+的电离平衡。
题组二 一强一弱比较的图像分析
长沙市长郡中学月考)pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。
分别滴加NaOH溶液(c=0.1mol·
L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则( )
A.x为弱酸,Vx<VyB.x为强酸,Vx>
Vy
C.y为弱酸,Vx<VyD.y为强酸,Vx>
解析 由图知:
将一元酸x和y分别稀释10倍,pH的变化量ΔpHx=1,ΔpHy<1,所以x为强酸,y为弱酸。
pH=2时弱酸y的浓度大,滴加NaOH溶液至pH=7时消耗NaOH溶液的体积y比x大。
3.(2017·
湖北名校联考)两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释,溶液pH的变化如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.MOH是一种弱碱
B.在x点,c(M+)=c(R+)
C.稀释前,c(ROH)=10c(MOH)
D.稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH-)前者是后者的10倍
解析 A项,由图像可知稀释相同倍数,MOH的pH变化小,故MOH为弱碱;
B项,在x点,c(OH-)=c(M+)+c(H+)=c(R+)+c(H+),x点时MOH和ROH溶液中c(H+)均为10-11mol·
L-1,c(OH-)均为10-3mol·
L-1,故c(M+)=c(R+);
C项,MOH为弱碱,ROH为强碱,则稀释前c(ROH)<10c(MOH);
D项,稀释前MOH溶液中由水电离出的c(OH-)=10-12mol·
L-1,ROH溶液中由水电离出的c(OH-)=10-13mol·
L-1,故前者是后者的10倍。
题组三 弱电解质的判断方法
4.为了证明醋酸是弱电解质,甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验:
L-1醋酸溶液、0.1mol·
L-1盐酸、pH=3的盐酸、pH=3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。
(1)甲取出10mL0.1mol·
L-1的醋酸溶液,用pH试纸测出其pH=a,确定醋酸是弱电解质,则a应该满足的关系是____________,理由是______________________________________
______________________________________________
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- 高考 化学 一轮 复习 第八 水溶液 中的 离子 平衡 26 电解质 电离
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