苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 弱电解质的电离平衡第2课时复习练习题

第2课时　电离常数、电离度及水的电离平衡

基础巩固

1.(2022广东汕头金山中学期中)下列关于电离平衡常数的说法中正确的是(　　)。

A.相同条件下,电离平衡常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱

B.电离平衡常数与温度无关

C.相同温度下,不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数不同

D.多元弱酸各步电离平衡常数的相互关系为K1<K2<K3

答案:A

解析:电离平衡常数受温度影响,相同条件下电离平衡常数越大,弱电解质的电离能力越强。

2.下列表述正确的是(　　)。

A.水的离子积(KW)仅仅适用于纯水

B.温度升高,纯水中的c(H+)增大,c(OH-)减小

C.水的电离程度很小,纯水中主要存在形态是水分子

D.恒温条件下,向水中加入酸或碱,都可抑制水的电离,使水的离子积减小

答案:C

解析:水的离子积(KW)不仅适用于纯水,也适用于稀的酸溶液和碱溶液,A项错误。水的电离是吸热过程,升温促进水的电离,氢离子和氢氧根离子的浓度增大,B项错误。常温下纯水中氢离子和氢氧根离子的浓度均为1×10-7mol·L-1,C项正确。恒温条件下,向水中加入酸或碱,都可抑制水的电离,但水的离子积不变,D项错误。

3.液态化合物AB会发生微弱的自身电离,电离方程式为ABA++B-,在不同温度下其平衡常数K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是(　　)。

A.c(A+)随温度的升高而降低

B.35 ℃时,c(A+)>c(B-)

C.AB的电离程度:α(25 ℃)>α(35 ℃)

D.AB的电离是吸热过程

答案:D

解析:升高温度,K增大,说明AB的电离程度增大,所以c(A+)随着温度的升高而增大,A项错误。根据题给信息,无法推出35℃时,c(A+)>c(B-),B项错误。升高温度,K增大,AB的电离程度增大,所以AB的电离程度:α(25℃)<α(35℃),C项错误。升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则AB的电离是吸热过程,D项正确。

4.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH-,下列叙述正确的是(　　)。

A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)减小

B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变

C.向水中加入少量CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)减小

D.将水加热,KW增大,c(H+)不变

答案:B

解析:向水中加入稀氨水,c(OH-)增大,平衡逆向移动,c(H+)减小,A项错误。向水中加入少量固体NaHSO4:NaHSO4Na++H++S,c(H+)增大,但KW不变,B项正确。向水中加入少量CH3COOH后,水的电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,c(H+)增大,C项错误。将水加热,水的电离平衡正向移动,c(H+)、c(OH-)均增大,KW增大,D项错误。

5.已知:25 ℃时,HCOOH的电离平衡常数K=1.75×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11。下列说法不正确的是(　　)。

A.向Na2CO3溶液中加入HCOOH溶液有气泡产生

B.25 ℃时,向HCOOH溶液中加入NaOH溶液,HCOOH的电离程度和K均增大

C.向0.1 mol·L-1 HCOOH溶液中加入蒸馏水,c(H+)减小

D.向H2CO3溶液中加入NaHCO3固体,c(H+)减小

答案:B

解析:相同温度下,酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强。向Na2CO3溶液中加入HCOOH溶液有气泡产生,A项正确。25℃时,向HCOOH溶液中加入NaOH溶液,NaOH中和H+而促进HCOOH电离,则HCOOH电离程度增大,温度不变,HCOOH的电离平衡常数K不变,B项错误。向0.1mol·L-1HCOOH溶液中加入蒸馏水,促进HCOOH电离,但是HCOOH电离增大程度小于溶液体积增大程度,所以溶液中c(H+)减小,C项正确。向H2CO3溶液中加入NaHCO3固体,c(HC)增大而抑制H2CO3电离,导致溶液c(H+)减小,D项正确。

6.在t℃时,100 mL蒸馏水中c(OH-)=7×10-7 mol·L-1,当改变下列条件之一时,c(OH-)仍然等于7×10-7 mol·L-1的是(　　)。

①温度降低到25 ℃

②加入7×10-7 mol NaOH固体,保持t℃

③加入7×10-7 mol NaCl,保持t℃

④蒸发掉50 mL水,保持t℃

A.①② B.③④

C.①③ D.②④

答案:B

解析:t℃时c(OH-)·c(H+)=4.9×10-13,而25℃时c(OH-)·c(H+)=1×10-14,c(OH-)=1×10-7mol·L-1;100mL水中加入7×10-7molNaOH,c(OH-)=7×10-6mol·L-1;蒸馏水中加入NaCl,保持t℃,仍符合c(OH-)=7×10-7mol·L-1;蒸发50mL水,保持t℃,c(OH-)·c(H+)不变,c(OH-)=7×10-7mol·L-1。

7.某温度时测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7 mol·L-1,则c(OH-)为(　　)。

A.2.4×10-7 mol·L-1 

B.1.0×10-7 mol·L-1

C. mol·L-1 

D.无法确定

答案:A

解析:纯水中c(OH-)=c(H+)=2.4×10-7mol·L-1。

8.科学家利用太空望远镜首次探测到木卫二喷出的羽状物是水蒸气,而这些羽状物的源头证实在它的冰壳下隐藏着一个巨大的咸海洋。若在木卫二上某地,水的离子积常数KW=1.0×10-12。

(1)请推测木卫二该地的温度　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)25 ℃,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)已知水中存在如下平衡:H2O+H2OH3O++OH-　ΔH>0,现欲使平衡向左移动,且所得溶液呈酸性,选择的方法是　　　　(填字母)。 

A.向水中加入NaHSO4

B.向水中加入NaCl

C.加热水至100 ℃

D.在水中加入KOH

(3)若在常温下的水中加入某种物质使由水电离出的c(H+)=1×10-13,则加入的物质可能是　　　　。 

A.HCl B.NaCl

C.NaNO3 D.NaOH

答案:(1)大于　KW随温度升高而增大　(2)A　(3)AD

解析:(1)KW随温度升高而增大,故推测木卫二该地的温度大于25℃。

(2)向水中加入NaHSO4,c(H+)增大,平衡向左移动,A项正确;向水中加入NaCl对水的电离平衡无影响,平衡不移动,B项错误;加热,平衡向右移动,仍呈中性,C项错误;在水中加入KOH,c(OH-)增大,平衡向左移动,但溶液呈碱性,D项错误。

(3)加酸或加碱都会抑制水的电离,所以加入的物质应为HCl或NaOH,故A、D两项符合题意。

能力提升

1.(双选)已知室温时,0.1 mol·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.该溶液中c(H+)为0.01 mol·L-1

B.升高温度,溶液中的c(H+)增大

C.室温时,此酸的电离常数约为1×10-5

D.向该HA溶液中加入少量NaA固体,HA的电离程度会减小

答案:AC

解析:c(H+)=0.1%×0.1mol·L-1=1×10-4mol·L-1,A项错误;HA在水中存在电离平衡,升高温度,平衡向电离的方向移动,c(H+)增大,B项正确;溶液中c(H+)=c(A-)=1×10-4mol·L-1,Ka=≈1×10-7,C项错误;加入NaA固体,c(A-)增大,抑制HA的电离,D项正确。

2.(双选)下表是几种弱酸在25 ℃时的电离平衡常数:

则下列说法中不正确的是(　　)。

A.25 ℃时碳酸的酸性强于磷酸

B.多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定

C.25 ℃时,加水稀释CH3COOH溶液,增大

D.向弱酸溶液中加少量NaOH溶液,电离平衡常数不变

答案:AC

解析:本题考查电离平衡常数、酸性强弱比较等。由表中H2CO3和H3PO4的电离平衡常数可知,H2CO3的Ka1小于H3PO4的Ka1,则25℃时碳酸的酸性不如磷酸的酸性强,A项错误。多元弱酸分步发生电离,第一步电离产生的H+抑制第二步、第三步的电离,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定,B项正确。CH3COOH的电离平衡常数Ka==,则有,加水稀释CH3COOH溶液,由于温度不变,则KW、Ka不变,故的值不变,C项错误。电离平衡常数只与温度有关,向弱酸溶液中加少量NaOH溶液,溶液温度不变,则电离平衡常数不变,D项正确。

3.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法中正确的是              (　　)。

A.M、N、Q三点CH3COOH的电离平衡常数:Q<M<N

B.M、N、Q三点CH3COOH的电离程度:Q<M<N

C.用湿润的pH试纸测量M点溶液的pH,测量结果偏小

D.M、N、Q三点对应的溶液用1 mol·L-1的氢氧化钠溶液中和,消耗氢氧化钠溶液的体积:Q<M<N

答案:C

解析:电离平衡常数只与温度有关,该体系温度不变,电离平衡常数不变,A项错误;溶液越稀,CH3COOH的电离程度越大,M、N、Q三点CH3COOH的电离程度:M<N<Q,B项错误;M点溶液加水稀释,溶液的导电能力增大,氢离子浓度增大,溶液的pH减小,则用湿润的pH试纸测量M点溶液的pH,测量结果偏小,C项正确;M、N、Q三点溶液中CH3COOH的物质的量相同,故消耗氢氧化钠溶液一样多,D项错误。

4.已知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+HNO2HCN+NaNO2,NaCN+HFHCN+NaF,NaNO2+HFHNO2+NaF。由此可判断下列叙述中不正确的是(　　)。

A.K(HF)=7.2×10-4 mol·L-1

B.K(HNO2)=4.9×10-10 mol·L-1

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)

答案:B

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,亚硝酸的酸性强于氢氰酸而弱于氢氟酸,所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6×10-4,B项错误。

5.如图表示不同温度下水的电离平衡曲线,下列说法不正确的是(　　)。

A.图中温度:T3>T2>T1

B.C点可能是显酸性的盐溶液

C.图中五点KW间的关系:E>D>A=B=C

D.图中pH关系:pH(B)=pH(D)=pH(E)

答案:B

解析:根据图像可知,T1、T2、T3条件下水的离子积越来越大,因为水的电离是吸热反应,故T3>T2>T1,A项正确;C点时,KW=1×10-14,c(H+)=1×10-8mol·L-1,c(OH-)=1×10-6mol·L-1,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性,B项错误;温度越高,水的离子积越大,A、B、C三点温度相同,所以这三点水的离子积相同,E点对应的温度为T3,D点对应的温度为T2,T3>T2>T1,所以水的离子积E>D>A=B=C,C项正确;根据图像可知,B、D、E三点的c(H+)=1×10-6mol·L-1,故pH(B)=pH(D)=pH(E),D项正确。

6.与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:2NH3N+N,据此判断以下叙述中错误的是(　　)。

A.液氨中含有NH3、N、N等微粒

B.一定温度下液氨中c(N)·c(N)是一个常数

C.液氨的电离达到平衡时,c(NH3)=c(N)=c(N)

D.只要不加入其他物质,液氨中c(N)=c(N)

答案:C

解析:此题要求掌握水的电离平衡,并能迁移应用于对NH3电离的认识:NH3分子电离产生H+和N,H+与NH3结合成N,一定温度下N与N浓度乘积为一常数;N类似于H+,N类似于OH-。

7.如表所示是几种常见弱酸的电离常数(25 ℃):

请回答下列问题。

(1)K只与温度有关,当温度升高时,K　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 

(2)在温度相同时,各弱酸的电离常数K不同,那么电离常数K的大小与酸性的相对强弱有何关系?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)若把CH3COOH、H2CO3、HC、H2S、HS-、H3PO4、H2P、HP都看作酸,其中酸性最强的是　　　　　,最弱的是　　　　　　　。 

(4)H3PO4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越大,相同条件下电离出的氢离子浓度越大,酸性越强

(3)H3PO4　HP

(4)K1∶K2∶K3≈1∶10-5∶10-10(或K1≫K2≫K3)　上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用

解析:(1)弱酸的电离是吸热过程,升高温度,促进电离,电离常数增大。(2)弱酸的电离常数能够反映弱酸的酸性强弱,K越大,相同条件下电离出的c(H+)越大,酸性越强。(3)根据(2)的结论,相同温度下电离常数最大的是H3PO4,即酸性最强的是H3PO4,电离常数最小的是HP,酸性最弱的是HP。(4)根据表中的数据,推出K1∶K2∶K3=(7.5×10-3)∶(6.2×10-8)∶(2.2×10-13)≈1∶10-5∶10-10,产生此规律的原因是上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用。