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第 10 讲 电离平衡常数 强酸弱酸比较
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
一元弱酸HA 一元弱碱BOH
电离方程式 HA H++A- BOH B++OH-
电离常数表达式 K=______________ K =______________
a b
(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K 、K 等来分别表示。
1 2
多元弱酸各步电离常数的大小比较为K >K ,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步_______决定。由
a1 a2
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
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
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
外因
衡常数随温度升高而_______
5.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ c mol·L-1的CHCOOH
3
CHCOOH CHCOO-+H+
3 3
起始浓度/mol·L-1 c 0 0
变化浓度/mol·L-1 x x x
平衡浓度/mol·L-1 c-x x x
则K==≈
a
强酸与弱酸的性质有什么不同?
1.CHCOOH与HCO 酸性强弱比较
3 2 3
实验操作
实验现象 有_______产生
实验结论 CHCOOH酸性_______碳酸
3
K 大小比较 K(CHCOOH) _______K (H CO)
a a 3 a1 2 3
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 mol·L-1_______、2
mL 2 mol·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。
宏观辨识 微观探析
盐酸是强酸,_______电离,醋酸是_______,部分电离,同浓
反应初期 盐酸的_______比醋酸大 度的盐酸和醋酸,盐酸中的 c(H+)较大,因而反应速率
_______盐酸的反应速率始终比醋酸
反应 大,盐酸的反应速率减小 醋酸中存在电离平衡,随反应的进行,电离平衡正向移动,消
过程中 _______,醋酸的反应速率减 耗的_______能及时电离补充,所以一段时间速率变化_______
小不明显
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
二者产生的氢气的量基本
最终 _______的物质的量几乎相同,因而产生的H 的量几乎相同。
_______,速率几乎都变为零 2
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
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
比较项 中和碱的 与足量活泼金属反应 与同一金属反应时的起
c(H+) 酸性
目酸 能力 产生H 的总量 始反应速率
2
一元强酸 大 强 大
相同 相同
一元弱酸 小 弱 小
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
比较项目 中和碱 与足量活泼金属反应 与同一金属反应时的
c(H+) 酸性
酸 的能力 产生H 的总量 起始反应速率
2
一元强酸 小 少
相同 相同 相同
一元弱酸 大 多
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
CHCOOH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
3A.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.CHCOOH溶液在稀释过程中,溶液中增大
3
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 mol·L-1草酸(HC O),K =5.0×10-2,K =5.4×10-5,向另一个锥
2 2 4 a1 a2
形瓶中注入2 mL 2 mol·L-1醋酸(K =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
a1
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HC O 2H++C O2-
2 2 4 2 4
1.(2023·山西太原高二上学期期中在氨水中,存在着电离平衡:NH ·HO NH+OH-。下列说
3 2
法正确的是
A.温度不变时,加水稀释,电离常数K 增大
b
B.温度不变时,加水稀释,NH ·HO的电离程度增大
3 2
C.加入少量NH Cl固体,电离平衡向左移动,c(NH)减小
4D.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 mol·L-1醋酸与10 mL 0.1 mol·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.CHCOOH的电离常数
3
C.中和时所需NaOH的物质的量 D.溶液中CHCOOH的物质的量
3
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:NH +NH NH+
3 3
NH -,T ℃时,液氨的离子积常数K=c(NH)•c(NH -)=1.0×10﹣30,若用定义pH的方式来规定pN=﹣
2 2
lgc(NH),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(NH )=c(NH)=c(NH -)
3 2
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
的
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H 的物质的量相同
2
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 mol·L-1的HCN溶液中存在如下电离平衡HCN
H++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 mol·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:
弱酸 HCOOH HClO HCO HSO
2 3 2 3
K =4.3×10-7 K =1.5×10-2
a1 a1
电离平衡常数/25℃ K=1.8×10-4 K=4.0×10-8
a a
K =4.7×10-11 K =1.0×10-7
a2 a2
下列选项正确的是
A.2ClO-+HO+CO=2HClO+CO2-
2 2 3
B.2HCOOH+CO2-=2HCOO-+HO+CO↑
3 2 2C.HSO +2ClO-=2HClO+SO 2-
2 3 3
D.SO (足量)+HO+CO2-=2HO+CO+SO 2-
2 2 3 2 2 3
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 mol(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。
①CHCOOH的电离方程式是__________________________________。
3
②a、b、c三点中pH最小的是__________。
③在稀释过程中,_______(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 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·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(NH)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:
化学式 CHCOOH HCO HClO
3 2 3
K =4.3×10-7
a1
电离平衡常数 1.8×10-5 3.0×10-8
K =5.6×10-11
a2
下列反应不能发生的是
A.CO+2CHCOOH=2CHCOO-+CO↑+HO
3 3 2 2
B.ClO-+CHCOOH=CHCOO-+HClO
3 3
C.CO+2HClO=CO↑+HO+2ClO-
2 2
D.2ClO-+CO+HO=CO+2HClO
2 2
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)=,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K 的数量级为10-7
a
D.向次氯酸溶液中加NaOH溶液,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
的
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,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 mol·L-1的CHCOOH溶液中,c(H+)为1.4×10-3 mol·L-1,则醋酸的电离平衡常数
3
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
酸 HX HY HZ
电离常数 9×10-7 9×10-6 10-2
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 mol·L-1 HX溶液的电离常数大于0.1 mol·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 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·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(CHCOOH)
3
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(MgCl )>c[(CHCOO) Mg]
2 3 2
D.反应到100 s时锥形瓶中c(HCl)=c(CHCOOH)
3
8.(2023·广东广州市高二上学期期中)醋酸的电离方程式为CHCOOH(aq) H+(aq)+CHCOO-
3 3
(aq) ΔH>0。25℃时,0.1 mol·L-1醋酸溶液中存在下述关系:K=1.75×10-5,是该温度下醋酸的电离平
a
衡常数(K)。下列说法正确的是
a
A.常温下0.10 mol·L-1的CHCOOH溶液中加水稀释,溶液中c(OH-)减小
3
B.CHCOOH溶液中加少量的CHCOONa固体,平衡正向移动
3 3
C.该温度下0.01 mol·L-1醋酸溶液K<1.75×10-5
a
D.升高温度,c(H+)增大,K 变大
a
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
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
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
C 酸性:HA<HB
多
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
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:
酸 HX HY HZ电离常数 7.2×10-4 1.8×10-6 1.8×10-8
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 mol·L-1 HY溶液达到电离平衡时,溶液中c(H+)=3×10-4 mol·L-1
D.反应HZ+X-=HX+Z-能够发生