化学选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡第一节 弱电解质的电离优秀ppt课件

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第3章 水溶液中的离子平衡3.1.3 电离度、电离常数一、选择题（共10小题，每小题只有一个正确答案）1．下列关于电离常数的说法正确的是A．电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大B．CH3COOH的电离常数表达式为Ka＝eq \f(c(CH3COOH),c(H+)c(CH3COO－))C．电离常数只受温度影响，与浓度无关D．向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，电离常数减小【答案】C【解析】电离常数只随温度的变化而变化，与弱电解质的浓度无关，A项错误；B. CH3COOH的电离常数表达式为Ka＝eq \f(c(H+)c(CH3COO－),c(CH3COOH))，B项错误；C. 电离常数只随温度的变化而变化，与浓度无关，C项正确；D. 电离常数只随温度的变化而变化，与浓度无关，所以CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，电离常数不变，D项错误。答案选C。2．在25℃时，用蒸馏水稀释1mol·L－1的醋酸溶液至0.01mol·L－1，随着溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是A．eq \f(c(H+),c(CH3COOH)) B．eq \f(c(CH3COO－),c(H+))C．eq \f(c(CH3COOH),c(CH3COO－)) D．eq \f(c(H+)c(CH3COO－),c(CH3COOH))【答案】A【解析】醋酸是弱电解质，在水溶液中存在电离平衡，加水稀释促进醋酸电离，所以溶液中c(CH3COOH)减小，但醋酸电离增大程度小于溶液体积增大程度，所以溶液中c(CH3COO−)、c(H+)都减小，温度不变水的离子积常数不变，所以c(OH−)增大.加水稀释促进醋酸电离，所以溶液中n(CH3COOH)减小、n(H+)增大，因为溶液体积相同，所以eq \f(c(H+),c(CH3COOH))增大，A项正确；向溶液中加水，氢离子浓度最终接近于10-7保持不变，而醋酸根始终减少，所以整体减小，B项错误；加水稀释促进醋酸电离，所以溶液中n(CH3COOH)减小，n(CH3COO−)增大，溶液体积相等，所以eq \f(c(CH3COOH),c(CH3COO－))减小，C项错误；eq \f(c(H+)c(CH3COO－),c(CH3COOH))=Ka，温度不变，电离平衡常数不变，eq \f(c(H+)c(CH3COO－),c(CH3COOH))不变，D项错误。答案选A。3．在相同温度下，100mL0.01mol•L-1的醋酸溶液与10mL0.1mol•L-1的醋酸溶液分别与足量的锌粉反应，下列说法正确的是A．电离程度：前者＞后者 B．两者的电离常数：前者＞后者C．两者产生的氢气体积：前者＜后者 D．开始反应时的速率：前者＞后者【答案】A【解析】弱酸的浓度越大电离程度越小，则电离的程度：前者大于后者，A项正确；温度相同，电离常数相同，B项错误；两溶液中醋酸的物质的量，(前)，(后)，醋酸的物质的量相等，因而两者产生的氢气体积相等，C项错误；开始反应时的速率取决于氢离子的浓度；醋酸的浓度越大，溶液中的浓度越大，则氢离子浓度：前者小于后者，所以开始反应速率：前者小于后者，D项错误。答案选A。4．改变下列条件，可使醋酸电离平衡逆向移动且氢离子浓度增大的是A．升高温度 B．通入氯化氢气体C．再加入冰醋酸 D．加入氢氧化钠固体【答案】B【解析】醋酸的电离是吸热过程，升高温度醋酸的电离平衡正向移动，氢离子浓度增大，A项不符合题意；通入氯化氢气体，溶于水使溶液中氢离子浓度增大，水的电离平衡逆向移动，B项符合题意；再加入冰醋酸，增大溶液中的醋酸浓度，平衡正向移动，氢离子浓度增大，C项不符合题意；加入氢氧化钠固体，与醋酸电离产生的氢离子反应，从而使溶液中氢离子浓度减小，醋酸的电离平衡正向移动，D项不符合题意。答案选B。5．一定温度下，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。下列有关说法不正确的是A．三点溶液中c(CH3COO-)：b>a>cB．三点溶液中醋酸的电离程度：c>b>aC．三点溶液用等浓度的KOH溶液中和，消耗KOH溶液的体积：a=b=cD．若用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，测量结果偏大【答案】D【解析】加水稀释过程中，醋酸电离程度增大，刚开始溶液的导电能力增强，继续稀释后因浓度过低而导致导电能力减弱。根据醋酸电离：，a到b过程中，加水稀释时电离程度增大，均增大，b到c过程中因稀释程度过多，降低，导致导电能力减弱，A项正确；对于弱电解质而言，越稀越电离，所以三点溶液中醋酸的电离程度：c>b>a，B项正确；稀释过程中物质的量不变，所以三点溶液用等浓度的KOH溶液中和，消耗KOH溶液的体积：a=b=c，C项正确；湿润的pH试纸测酸溶液的pH相当于稀释，测得pH数值偏大，结果偏小，D项错误。答案选D。6．在25℃时，0.1 mol·L－1的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液中，它们的电离平衡常数分别为4.6×10－4、1.8×10－4、4.9×10－10、K1＝4.3×10－7和K2＝5.6×10－11，其中氢离子浓度最小的是A．HNO2 B．HCOOH C．HCN D．H2CO3【答案】C【解析】可根据电离常数大小判断弱酸或弱碱的相对强弱。K越大，电离程度越大，离子浓度越大。答案选C。7．稀氨水中存在电离平衡：NH3·H2ONH+ OH-。下列说法正确的是A．加入NaOH固体，平衡逆向移动，c(OH-)增大B．温度不变时，加浓氨水，电离平衡正向移动，电离平衡常数Kb 增大C．温度不变时，加水稀释，溶液中所有离子浓度都减小D．通入HCl ，平衡正向移动，溶液中c(NH)和c(OH-)均减小【答案】A【解析】加入NaOH固体，溶液中氢氧根离子浓度变大，导致平衡逆向移动，A项正确；温度不变时，加浓氨水，NH3·H2O浓度变大导致电离平衡正向移动，电离平衡常数Kb只受温度影响不会改变，B项错误；温度不变时，加水稀释，氢氧根离子浓度减小，根据Kw= c(OH-) ×c(H+)，溶液中氢离子浓度变大，C项错误；通入HCl，HCl和氢氧根离子反应生成水，导致平衡正向移动，溶液中c(NH)变大，c(OH-)减小，D项错误。答案选A。8．高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大．以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数从以上表格中判断以下说法中不正确的是A．在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离B．在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸C．在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4=2H＋＋SOD．水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区别这四种酸的强弱【答案】C【解析】A项从电离常数均小，根据酸的电离程度分析；B项在冰醋酸中，酸的电离平衡常数越大，则其电离程度越大，酸性越强；C项硫酸存在电离平衡，电离时是不完全电离的，多元酸是分步电离的；D项在溶剂中完全电离的电解质不能区分，不完全电离的电解质能区分。【详解】根据电离平衡常数都比较小，在醋酸中这几种酸都不完全电离，A项正确；在醋酸中，高氯酸的电离平衡常数最大，高氯酸的酸性最强，B项正确；在冰醋酸中硫酸存在电离平衡，电离是分步电离的，其电离方程式为H2SO4H＋+HSO4－，C项错误；这四种酸在水中都完全电离，在冰醋酸中电离程度不同，所以水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区分这四种酸的强弱，D项正确。答案选C。【点睛】本题考查了电解质的电离，解题关键：溶剂是冰醋酸不是水，做题时不能定势思维，电离平衡常数能反映酸的强弱。易错点C，从H2SO4的Ka可以看出，强酸在冰醋酸中电离受到抑制，多元酸分步电离，并非完全电离。9．已知下面三个数据：7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是三种酸的电离平衡常数，若已知这些酸可发生如下反应：①NaCN＋HNO2＝HCN＋NaNO2，②NaCN＋HF＝HCN＋NaF，③NaNO2＋HF＝HNO2＋NaF。由此可判断下列叙述中，不正确的是A．HF的电离平衡常数为7.2×10－4B．HNO2的电离平衡常数为4.9×10－10C．根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱D．HNO2的电离平衡常数比HCN大，比HF小【答案】B【解析】①HNO2的酸性强于HCN，②HF的酸性强于HCN，③HF的酸性强于HNO2，酸性的强弱是HF＞HNO2＞HCN，电离平衡常数衡量电离的程度，常数越大，电离程度越大，因此HF的电离平衡常数为7.2×10－4，A项正确；根据A选项的分析，HNO2的平衡常数为4.6×10－4，B项错误；根据A项的分析，C项正确；酸性的强弱是HF>HNO2>HCN，电离平衡常数衡量电离的程度，常数越大，电离程度越大，因此HNO2的电离平衡常数比HCN大，比HF小，D项正确。答案选B。10．下面是有关弱酸的电离平衡常数。结合数据，分析下列有关说法，其中错误的是A．1 mol·L－1的溶液中，pH(NaCN)＞pH(Na2CO3)＞pH(CH3COONa)B．升高温度，HCN溶液中H＋浓度增大，平衡正向移动，电离平衡常数增大C．向稀醋酸中逐滴加水，或加入少量冰醋酸，CH3COOH的电离平衡都正向移动D．向CH3COOH溶液中加入少量氢氧化钠固体，平衡正向移动【答案】A【解析】弱酸的电离程度越小，其对应离子的水解程度越大，溶液的pH也越大，故pH(Na2CO3)＞pH(NaCN)＞pH(CH3COONa)，A项错误；电离是吸热过程，温度升高，促进弱酸电离，B项正确；溶液越稀，CH3COOH的电离程度越大，平衡正向移动，加冰醋酸，平衡向CH3COOH分子浓度减小的方向即正反应方向移动，C项正确；OH－结合H＋，H＋浓度减小，所以平衡正向移动，D项正确。答案选A。二、非选择题（共5小题）11．已知25℃时，电离平衡常数：回答下列问题：(1)下列四种物质电离出质子的能力由大到小的顺序是___________（填标号）。a、HCO3-        b、HClO        c、CH3COOH        d、H2CO3(2)下列反应不能发生的是___________。A．B．ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClOC．D．(3)用蒸馏水稀释0.10mol·L-1的醋酸，则下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是___________。A． B． C． D．【答案】(1)c>d>b>a(2)CD(3)B【解析】（1）电离平衡常数越大，酸电离出的氢离子越多，即酸电离出质子能力越强，酸性也越强，据图表可知，电离平衡常数大小：Ka（CH3COOH）>Ka（H2CO3）>Ka（HClO）>Ka（），所以四种物质电离出质子的能力由大到小的顺序是c>d>b>a；（2）据图表可知，电离平衡常数：Ka（CH3COOH）>Ka（H2CO3），所以醋酸能够制备碳酸，所以能够发生；据图表可知，电离平衡常数：Ka（CH3COOH）>Ka（HClO），根据强酸制备弱酸规律，醋酸能够制备次氯酸，故ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO反应能够发生；据图表可知，电离平衡常数：Ka（H2CO3）>Ka（HClO）；根据强酸制备弱酸规律，次氯酸不能制备碳酸，故反应不能发生；据图表可知，电离平衡常数：Ka（H2CO3）>Ka（HClO）>Ka（）；根据强酸制备弱酸规律，碳酸与次氯酸的盐反应生成次氯酸和碳酸氢根离子，故反应不能发生；答案选CD；（3）醋酸属于弱电解质，存在电离平衡，加水稀释，平衡右移，n（CH3COOH）减小，n（CH3COO-），n（H+）增加，由于溶液的体积增加的较大，所以c（CH3COO-）、c（H+）、c（CH3COOH）均减小，根据Kw=c（H+）c（OH-）分析可知，溶液中c（OH-）增大；由于温度不变，Ka=保持不变；=，由于c（CH3COO-）减小，所以减小，A项错误；=，由于c（H+）减小，所以增大，B项正确；Kw=c（H+）c（OH-），由于稀释过程温度不变，Kw不变，=，稀释过程中c（OH-）增大，所以减小，C项错误；稀释过程中，c（H+）减小，c（OH-）增大，所以减小，D项错误；答案选B。12．25 ℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：请回答下列问题：（1）CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为___________。（2）同浓度的CH3COO－、HCO、CO、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为_____________。（3）体积为10 mL pH＝2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000 mL，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】（1）CH3COOH＞H2CO3＞HClO （2）CO＞ClO－＞HCO＞CH3COO－ （3）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】（1）酸的电离常数越大，酸的酸性越强，由表中数据可知，酸性：CH3COOH＞H2CO3＞HClO；（2）酸性越强，其酸根离子结合氢离子的能力越弱，酸性：CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCO3-，则结合H+的能力由强到弱的顺序为CO32-＞ClO-＞HCO3-＞CH3COO-；（3）由图可知，稀释相同的倍数，HX的pH变化程度大，则酸性HX强，电离平衡常数大。 【点睛】本题考查电离常数的应用、盐类水解及酸性的比较、pH与酸的稀释等知识。本题的易错点为(2)和(3)，注意水解规律中越弱越水解，稀释过程中强酸的pH的变化大。13．结合下表回答下列问题(均为常温下的数据)：请回答下列问题：(1)同浓度的CH3COO－、HCO3-、CO32-、HC2O、ClO－、S2－中结合H＋的能力最弱的是____________。(2)常温下0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变小的是________(填字母)。A．c(H＋) B．c(H＋)/c(CH3COOH) C．c(H＋)/c(OH－) D．c(OH－)(3)0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液与0.1 mol·L－1的KOH的溶液等体积混合后所得溶液呈酸性，该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为__________________。(4)pH相同的NaClO和CH3COOK溶液，其溶液的物质的量浓度的大小关系是CH3COOK________NaClO，两溶液中：c(Na＋)－c(ClO－)__________c(K＋)－c(CH3COO－)(填“＞”“＜”或“＝”)。(5)向0.1 mol·L－1CH3COOH 溶液中滴加NaOH 溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO－)＝5∶9，此时溶液pH＝______________。【答案】(1)HC2O4－ (2)AC (3)c(K＋)＞c(HC2O4－)＞c(H＋)＞c(C2O42－)＞c(OH－) (4)＞ ＝ (5)5 【解析】本题主要考查弱酸的电离平衡。（1）同浓度的CH3COO-、HCO3-、CO32-、HC2O4-、ClO-、S2-中结合H+的能力最弱的是K最大的微粒H2C2O4电离出H+后的酸根离子HC2O4－。（2）A.溶液酸性减弱，故A变小；B.电离常数Ka＝eq \f(c(H+)·c(CH3COO－),c(CH3COOH))不变，而c(CH3COO-)变小，故B增大；C.c(H+)变小，c(OH-)增大，C变小；D.增大。（3）得到KHC2O4溶液，溶液中的变化:HC2O4－H＋＋C2O42－，:HC2O4－+H2OH2C2O4+OH－，H2OH++OH－。该溶液呈酸性，说明HC2O4－的电离程度大于水解程度，该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(K＋)>c(HC2O4－)>c(H＋)>c(C2O42－)>c(OH－)。（4）由酸性：HClOCH3COOK，所以pH相同的NaClO和CH3COOK溶液，其溶液的物质的最浓度的大小关系是：CH3COONa>NaClO，两溶液中电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(ClO-)，c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)，因此，[c(Na+)-c(ClO-)]=[c(K+)-c(CH3COO-)]=c(OH-)-c(H+)。（5）由Ka(CH3COOH)=eq \f(c(H+)·c(CH3COO－),c(CH3COOH))=1.8×10-5和c(CH3COOH)：c(CH3COO-)=5：9得c(H+)=1×10-5mol/L，此时溶液pH=5。14．下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃)回答下列问题：(1)当温度升高时，K值________(填“增大”“减小”或“不变)。(2)在温度相同时，各弱酸的K值不同，那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系？___________________。(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO3－、H2S、HS－、H3PO4、H2PO4－、HPO42－都看作是酸，其中酸性最强的是________，最弱的是________。(4)多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数，对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律，此规律是________，产生此规律的原因是___________。【答案】(1)增大(2)K值越大，电离出的氢离子浓度越大，所以酸性越强(3)H3PO4 HS－(4)K1≫K2≫K3 上一级电离产生的H＋对下一级电离起抑制作用【解析】(1)弱电解质的电离过程为吸热过程，所以升高温度，电离平衡向右移动，c(H＋)、c(A－)增大，c(HA)减小，所以K值增大；(2)K值越大，电离出的氢离子浓度越大，酸性越强；(3)比较这几种粒子的电离常数可知，H3PO4酸性最强，HS－酸性最弱；(4)由于上一级电离对下一级电离有抑制作用，使得上一级电离常数远大于下一级的电离常数。15．弱电解质的研究是重要课题。(1)①已知不同pH条件下，水溶液中碳元素的存在形态如图所示。下列说法不正确的是_______。A．pH=8时，溶液中含碳元素的微粒主要是HCOB．A点，溶液中H2CO3和HCO浓度相同C．当c(HCO)=c(CO)时，c(H+)>c(OH*)②向上述pH=8.4的水溶液中加入NaOH溶液时发生反应的离子方程式是_______。(2)H2CO3以及其它部分弱酸的电离平衡常数如下表。按要求回答下列问题：①H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为_______。②将少量CO2气体通入NaClO溶液中，写出该反应的离子方程式：_______。(3)室温下，向10mI，pH=3的醋酸溶液中加入水稀释后，下列说法正确的是_______。A．溶液中导电粒子的数目减少B．溶液中不变C．醋酸的电离程度增大，c(H+)亦增大D．再加入10mLpH=11的NaOH溶液，混合液pH=7【答案】(1)     BC     HCO+OH﹣=CO+H2O(2)     H2CO3>H2S>HClO     ClO﹣+CO2+H2O=HCO+HClO(3)B【解析】（1）①图象分析可知，pH=8时主要存在的微粒是碳酸氢根离子，溶液中含碳元素的微粒主要是，A项正确；A点是HCO物质的量分数与二氧化碳的碳酸溶液中H2CO3、CO2的物质的量分数之和相同，故溶液中H2CO3和浓度不相同，B项错误；图象分析可知当c（）=c（）时，PH>7，溶液显碱性，c（H+），将少量气体通入溶液中，反应生成次氯酸和碳酸氢钠，反应的离子方程式为；（3）醋酸为弱酸，加入水稀释后，促进醋酸的电离，溶液中导电粒子的数目增加，A项错误；溶液中，加入水稀释比值不变，B项正确；醋酸的电离程度增大，但是加水后溶液浓度减小，c(H+)减小，C项错误；为弱酸，不完全电离，的与的溶液等体积混合后，醋酸过量，溶液呈酸性，pH<7，D项错误；答案选B。酸HClO4H2SO4HClHNO3Ka1.6×10－56.3×10－91.6×10－94.2×10－10弱酸化学式CH3COOHHCNH2CO3电离平衡常数(25 ℃)1.8×10－54.9×10－10K1＝4.3×10－7、K2＝5.6×10－11化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.8×10-5K1=4.4×10-7K2=4.7×10-113.0×10-8化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.7×10－5K1＝4.4×10－7、K2＝4.7×10－113.0×10－8酸电离常数(Ka)CH3COOH1.8×10－5HClO3×10－8H2CO3K1＝4.4×10－7　K2＝4.7×10－11H2C2O4K1＝5.4×10－2　K2＝5.4×10－5H2SK1＝1.3×10－7　K2＝7.1×10－15酸电离方程式电离平衡常数KCH3COOHCH3COOHCH3COO－＋H＋1.76×10－5H2CO3H2CO3H＋＋HCO3－HCO3－H＋＋CO32－K1＝4.4×10－7K2＝4.7×10－11H2SH2SH＋＋HS－HS－H＋＋S2－K1＝1.3×10－7K2＝7.1×10－15H3PO4H3PO4H＋＋H2PO4－H2PO4－H＋＋HPO42－HPO42－H＋＋PO43－K1＝7.1×10－3K2＝6.3×10－8K3＝4.20×10－13弱酸H2SH2CO3HClOCH3COOH电离平衡常数(25℃)K1=1.3×10﹣7K2=7.1×10﹣15K1=4.4×10﹣7K2=4.7×10﹣11K=3.0×10﹣8Ka=1.8x10-5