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第10讲 电离平衡常数 强酸弱酸比较-新高二化学暑假衔接讲义(人教版)
展开1.认识电离常数的应用并能进行相关计算。
2.运用勒夏特列原理解释强酸与弱酸性质的不同。
1.电离平衡常数。
2.强酸与弱酸性质差异原因。
1.电离平衡常数应用。
2.强酸与弱酸性质的判断。
弱电解质的电离程度不同,那么如何判断弱电解质的相对强弱?
一、电离常数
1.概念
在一定条件下,当_______的电离达到平衡时,溶液中弱电解质_______所生成的各种_______的乘积,与溶液中_______分子的浓度之比是一个_______,这个常数叫做______________,简称电离常数,用_______ (弱酸用_______,弱碱用_______)表示。
2.表达式
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数
多元弱酸的电离是_______进行的,每步各有______________,通常用K1、K2等来分别表示。
多元弱酸各步电离常数的大小比较为Ka1>Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步_______决定。由于多元弱碱为_______,所以一般不用______________,而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
3.意义
表示_______的电离能力。一定温度下,K值_______,弱电解质的电离程度_______,酸(或碱)性_______。
4.电离常数的影响因素
5.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ c ml·L-1的CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
起始浓度/ml·L-1 c 0 0
变化浓度/ml·L-1 x x x
平衡浓度/ml·L-1 c-x x x
则Ka= EQ \f(c(H+)·c(CH3COO—),c(CH3COOH))=eq \f(x2,c-x)≈eq \f(x2,c)
强酸与弱酸的性质有什么不同?
1.CH3COOH与H2CO3酸性强弱比较
2.镁条与等浓度、等体积盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,盖紧_______,然后用注射器分别注入2 mL 2 ml·L-1_______、2 mL 2 ml·L-1_______,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。
二、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
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
考点一:稀释时时强弱电解质变化
例1.(2023·浙江杭州市高二上学期期中)把①pH相同的醋酸和盐酸;②物质的量浓度相同的氨水和氢氧化钠溶液,分别加水稀释相同倍数后,pH较大的是
A.①中盐酸较大,②中氢氧化钠较大
B.①中盐酸较大,②中氨水较大
C.①中醋酸较大,②中氢氧化钠较大
D.①中醋酸较大,②中氨水较大
考点二:图像考查强弱电解质
例2.(2022·湖南怀化高二上学期期中)一定温度下,将pH和体积均相同的HCl和CH3COOH溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.曲线Ⅰ代表HCl的稀释过程
B.溶液中水的电离程度:b点>d点
C.CH3COOH溶液在稀释过程中,溶液中 EQ \f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))增大
D.溶液的导电能力:b点>c点
考点三:电离平衡常数
例3.(2023·江西赣州高二上学期期中)向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,用注射器向其中一个锥形瓶中注入2 mL 1 ml·L-1草酸(H2C2O4),Ka1=5.0×10-2,Ka2=5.4×10-5,向另一个锥形瓶中注入2 mL 2 ml·L-1醋酸(Ka1=1.8×10-5),分别测得两个锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图。下列说法正确的是
A.曲线①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H2C2O42H++C2O42-
1.(2023·山西太原高二上学期期中在氨水中,存在着电离平衡:NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-。下列说法正确的是
A.温度不变时,加水稀释,电离常数Kb增大
B.温度不变时,加水稀释,NH3·H2O的电离程度增大
C.加入少量NH4Cl固体,电离平衡向左移动,c(NHeq \\al(+,4))减小
D.若将原氨水稀释10倍,则c(OH-)减小10倍
2.(2023·辽宁大连市高二上学期末)在相同温度时,100 mL 0.01 ml·L-1醋酸与10 mL 0.1 ml·L-1醋酸相比较,下列数值中,前者大于后者的是
A.溶液中H+的物质的量B.CH3COOH的电离常数
C.中和时所需NaOH的物质的量D.溶液中CH3COOH的物质的量
3.(2023·广东广州市高二上学期期末)液氨与纯水类似,也存在微弱的电离:NH3+NH3NHeq \\al(+,4)+NH2-,T ℃时,液氨的离子积常数K=c(NHeq \\al(+,4))•c(NH2-)=1.0×10﹣30,若用定义pH的方式来规定pN=﹣lgc(NHeq \\al(+,4)),则下列叙述正确的是
A.其他条件不变,增加液氨的量,电离平衡正向移动
B.液氨达到电离平衡时c(NH3)=c(NHeq \\al(+,4))=c(NH2-)
C.T ℃时的液氨中,pN=15
D.一定温度下,向液氨中加入氯化铵固体,电离平衡逆向移动,K值减小
4.(2023·重庆市北碚区高二上学期期末)常温下,现有10 mL pH=3盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是
A.将两种溶液分别稀释至100 mL,醋酸比盐酸的pH大
B.向等体积两种溶液中分别加入足量的锌粉,生成H2的物质的量相同
C.向两种溶液中分别滴加NaOH溶液至恰好反应,水的电离程度均增大
D.向两种溶液中分别加入相同锌粒,开始时产生氢气的速率盐酸大于醋酸
5.(2023·湖南邵阳市武冈市高二上学期期中)在0.1 ml·L-1的HCN溶液中存在如下电离平衡HCNH++CN-对该平衡,下列叙述正确的是
A.加热,平衡正向移动,电离常数变大
B.加水,平衡正向移动,电离常数变大
C.滴加少量0.1 ml·L-1 HCl溶液,溶液中c(H+)减少
D.加入少量NaCN固体,平衡正向移动
6.(2023·北京第四中学高二上学期期中)部分弱酸的电离平衡常数如下表:
下列选项正确的是
A.2ClO-+H2O+CO2=2HClO+CO32-
B.2HCOOH+CO32-=2HCOO-+H2O+CO2↑
C.H2SO3+2ClO-=2HClO+SO32-
D.SO2(足量)+H2O+CO32-=2H2O+CO2+SO32-
7.(2023·山西运城教育发展联盟高二上学期12月联考)25℃时不断将水滴入冰醋酸中,下列图像不合理的是
A.B.
C.D.
8.(2023·北京通州区高二上学期期中)依据醋酸的性质,请回答下列问题(以下讨论均在常温时)。
(1)取0.1 ml(冰醋酸)作导电性实验,稀释过程中溶液的导电能力变化如下图所示。
①CH3COOH的电离方程式是__________________________________。
②a、b、c三点中pH最小的是__________。
③在稀释过程中, EQ \f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))_______(填“增大”“减小”或“不确定”)。
(2)向相同的两密闭容器中加入0.05 g镁条,分别注入2 mL 2 ml·L-1盐酸、2 mL 2 ml·L-1醋酸,测得容器内压强随时间变化如下图所示。
①反应为醋酸的曲线是_______(填字母)。
②反应开始时反应速率a>b的原因是_____________________________________。
1.(2022·北京高三模拟)关于室温下pH相同、体积相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,下列叙述正确的是
A.氨水中的c(NHeq \\al(+,4))与NaOH溶液中的c(Na+)相同
B.温度均升高20 ℃(不考虑挥发),两溶液的pH均不变
C.加水稀释相同的倍数后,两种溶液的pH仍相同
D.与等物质的量浓度的盐酸反应,恰好中和时所消耗的盐酸的体积相同
2.25℃时,三种酸的电离平衡常数如下:
下列反应不能发生的是
A.COeq \\al(2-,3)+2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑+H2O
B.ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO
C.COeq \\al(2-,3)+2HClO=CO2↑+H2O+2ClO-
D.2ClO-+CO2+H2O=COeq \\al(2-,3)+2HClO
3.(2023·南京模拟)常温下,次氯酸电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=eq \f(c(X),c(ClO-)+c(HClO)),X为HClO或ClO-]与pH的关系如图所示。下列有关说法正确的是
A.次氯酸的电离方程式为HClO=H++ClO-
B.曲线a、b依次表示δ(ClO-)、δ(HClO)的变化
C.次氯酸电离常数Ka的数量级为10-7
D.向次氯酸溶液中加NaOH溶液,eq \f(δ(HClO),δ(ClO-))将减小
4.(2023·湖北孝感市高二上学期期末)一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力有如图所示曲线,下列说法正确的是
A.a、b、c三点中,pH最大是b点
B.对b点溶液加水稀释,在稀释过程中, EQ \f(c(H+),c(CH3COOH))始终保持增大趋势
C.用湿润的pH试纸测量b处溶液的pH,pH值一定偏小
D.该温度下,0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液中,c(H+)为1.4×10-3 ml·L-1,则醋酸的电离平衡常数约为K=1.96×10-6
5.(2023·广东广州市高二上学期期中)相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是
A.三种酸的强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-=HY+Z-能够发生
C.酸根离子结合氢离子的能力强弱关系为:Z->Y->X-
D.相同温度下,1 ml·L-1 HX溶液的电离常数大于0.1 ml·L-1 HX
6.(2023·广东佛山高二上学期期末)已知甲基橙(HIn)变色的pH范围是3.1~4.4,溶液中存在电离平衡:HIn(红色)In-(黄色)+H+,HIn和In-的物质的量分数随pH变化如图所示。下列说法错误的是
A.pH=5时,溶液呈黄色
B.曲线a表示In-物质的量分数随pH变化
C.甲基橙电离平衡常数的数量级为10-4
D.当溶液刚好变为黄色时,溶液中 EQ \f(c(In-),c(HIn))为10
7.(2022·湖南益阳市高二上学期期末改编)向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 ml·L-1盐酸、2 mL 2 ml·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,下列说法正确的是
A.300 s内平均反应速率v(HCl)<v(CH3COOH)
B.醋酸的平均反应速率呈现“慢—快—慢”的趋势
C.反应结束后锥形瓶中c(MgCl2)>c[(CH3COO)2Mg]
D.反应到100 s时锥形瓶中c(HCl)=c(CH3COOH)
8.(2023·广东广州市高二上学期期中)醋酸的电离方程式为CH3COOH(aq)H+(aq)+CH3COO-(aq) ΔH>0。25℃时,0.1 ml·L-1醋酸溶液中存在下述关系:Ka=1.75×10-5,是该温度下醋酸的电离平衡常数(Ka)。下列说法正确的是
A.常温下0.10 ml·L-1的CH3COOH溶液中加水稀释,溶液中c(OH-)减小
B.CH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体,平衡正向移动
C.该温度下0.01 ml·L-1醋酸溶液Ka<1.75×10-5
D.升高温度,c(H+)增大,Ka变大
9.(2023·广东广州市高二上学期期中)下列实验及其结论都正确的是
10.(2023·山西长治市、忻州市高二上学期10月月考)下表是几种弱酸在常温下的电离平衡常数:
下列说法正确的是
A.HX的酸性弱于HY
B.向弱酸溶液中加少量NaOH溶液,弱酸的电离程度不变
C.常温下,0.1 ml·L-1 HY溶液达到电离平衡时,溶液中c(H+)=3eq \r(,2)×10-4 ml·L-1
D.反应HZ+X-=HX+Z-能够发生
一元弱酸HA
一元弱碱BOH
电离方程式
HAH++A-
BOHB++OH-
电离常数表达式
Ka=______________
Kb=______________
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______________所决定
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温度升高而_______
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)
宏观辨识
微观探析
反应初期
盐酸的_______比醋酸大
盐酸是强酸,_______电离,醋酸是_______,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_______
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_______,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_______能及时电离补充,所以一段时间速率变化_______
最终
二者产生的氢气的量基本_______,速率几乎都变为零
镁条稍微过量,两种酸的_______相同,随醋酸电离,平衡_______移动,醋酸几乎消耗完全,最终二者与镁条反应的_______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
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
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
弱酸
HCOOH
HClO
H2CO3
H2SO3
电离平衡常数/25℃
Ka=1.8×10-4
Ka=4.0×10-8
Ka1=4.3×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka1=1.5×10-2
Ka2=1.0×10-7
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.8×10-5
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
3.0×10-8
酸
HX
HY
HZ
电离常数
9×10-7
9×10-6
10-2
选项
实验
结论
A
氯气的水溶液可以导电
氯气是电解质
B
常温下将等体积pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液混合后测混合后溶液pH值
溶液的pH=7
C
等体积、pH=3的两种酸HA和HB分别与足量的Zn反应,酸HA放出的氢气多
酸性:HA<HB
D
等体积的盐酸和醋酸分别与等量的Zn反应,两种酸放出气泡一样快
两种酸浓度相等
酸
HX
HY
HZ
电离常数
7.2×10-4
1.8×10-6
1.8×10-8
第04讲 化学平衡状态 化学平衡常数-新高二化学暑假衔接讲义(人教版): 这是一份第04讲 化学平衡状态 化学平衡常数-新高二化学暑假衔接讲义(人教版),文件包含第04讲化学平衡状态化学平衡常数-教师版新高二化学暑假衔接人教版docx、第04讲化学平衡状态化学平衡常数-学生版新高二化学暑假衔接人教版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共33页, 欢迎下载使用。
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