高三化学下14 弱电解质的电离平衡讲练及答案

1 弱电解质的电离平衡 【学习目标】 1、掌握弱电解质在水溶液中的电离平衡、电离平衡的特征及影响电离平衡的因素 2、掌握电离平衡常数、电离度的概念及两者之间的联系 3、掌握一元强酸和一元弱酸之间的比较 【主干知识梳理】 一、弱电解质的电离平衡 1、电离平衡的建立：在一定条件(如温度、浓度)下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率相等时，电 离过程就达到了平衡状态，这叫电离平衡。即：CH3COOH CH3COO－＋H＋ 2、电离平衡的特征 ①逆：弱电解质的电离是可逆过程 ②等： 0 结合电离  (即：弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成弱电解质分子的速率相等) ③动：电离平衡是一种动态平衡 (即：1mol CH3COOH 电离同时则有 1mol CH3COOH 形成) ④定：条件不变，溶液中各分子、离子 的浓度不变，溶液里既有离子又有分子 ⑤变：条件改变时，电离平衡发生移动 3、影响电离平衡的因素 (1)内因：电解质本身的性质，通常电解质越弱，电离程度越小 (2)外因： ①浓度：(浓度越小，电离程度越大，即：越稀越电离；浓度越大，电离程度越小) 同一弱电解质，稀释溶液时，电离平衡将向电离的方向移动，电离程度增大，但溶液中离子浓度不一定变大；例如：HA 溶液 稀释时，c(HA)、c(H＋)、c(A－)均减小(参与平衡建立的微粒)，但 c(OH－)会增大；增大溶液的物质的量浓度，电离平衡将向电 离方向移动，但电解质的电离程度减小 ②温度：弱电解质的电离过程都是吸热的，因此温度升高时，平衡向着电离的方向移动，即电离程度增大 ③加入具有相同离子的物质 (同离子效应) 在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质，使电离平衡向逆方向移动 ④化学反应：在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时，可以使电离平衡向电离方向移动 以 0.1mol/L CH3COOH CH3COO—＋H+为例 平衡移 动方向 平衡常 数 Ka 电离 程度 n(H＋) c(H＋) c(CH3COO— ) c(CH3COOH ) 导电性 加水稀释 加冰醋酸 升温 加 CH3COONa(s) 通入 HCl(g) 加 NaOH(s) 加 Na2CO3(s) 【练习 1】 1、0.1 mol·L－1 氨水 10 mL，加蒸馏水稀释到 1 L 后，下列变化中正确的是( ) ①电离程度增大 ②c(NH3·H2O)增大 ③NH ＋ 4 数目增多 ④c(OH－)增大 ⑤导电性增强 ⑥ c（NH＋ 4 ） c（NH3·H2O） 增大 A．①②③ B．①③⑤ C．①③⑥ D．②④⑥ 2、在 CH3COOH 溶液中存在如下平衡：CH3COOH H＋＋CH3COO－。加入少量下列固体物质，能使平衡逆向移动的是( ) A．NaCl B．CH3COONa C．Na2CO3 D．NaOH 3、稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2O NH＋ 4 ＋OH－，若要使平衡向逆方向移动，同时使 c(OH－) 增大，应加入适量的物质 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．①②③⑤ B．③⑥ C．③ D．③⑤ 4、向 0.1 mol/L 的 CH3COOH 溶液中加水或加入少量 CH3COONa 晶体时，下列有关叙述不正确的是( ) A．都能使溶液的 pH 增大 B．都能使溶液中 c(H＋)·c(CH3COO－)增大 C．都能使溶液中c（CH3COO－） c（CH3COOH） 增大 D．溶液中 c(CH3COO－)增大 二、电离平衡常数及电离度 1、定义：在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比 是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用 K 表示，在此计算公式中，离子浓度都是平衡浓度，酸一般用2 Ka 表示，碱用 Kb 表示 2、表示方法：AB A++B— AB)( )-B()A( c ccK   电离 (1)一元弱酸电离平衡常数：CH3COOH CH3COO—＋H+ Ka _________________ (2)一元弱碱电离平衡常数：NH3•H2O NH4+＋OH— Kb __________________ (3)多元弱酸是分步电离的，第一级电离程度较大，第一步电离产生的 H+，对第二级、第三级电离起抑制作用。如：H3PO4 H3PO4 H+＋H2PO4— 3 43 42 1 101.7)( )()(    POHc POHcHcK H2PO4— H+＋HPO42— 8 42 2 4 2 103.6 )( )()(     POHc HPOcHcK HPO42— H+＋PO43— 13 2 4 3 4 3 102.4 )( )()(     HPOc POcHcK (由此可知，K1>>K2>>K3) (4)多元弱碱电离常数的书写(多元弱碱“一步电离”，沉淀溶解平衡)：写出 Cu(OH)2 的电离常数表达式 3、电离常数的影响因素 (1)内因：与物质本身结构和性质有关 (2)外因：电离平衡常数的数值只与温度有关，与浓度无关；弱电解质的电离是吸热的，一般温度越高，电离平衡常数越越大 4、电离常数的意义(表明了电离程度的趋向)：电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱。通常情况下，Ka 越大，弱酸的酸性相对越 强；Kb 越大，弱碱的碱性相对越强；多元弱酸是分步电离的，每一级电离都有相应的电离平衡常数(用 Ka1、Ka2 等表示)，且 Ka1>>Ka2>>Ka3，其酸性主要由第一步电离决定 5、电离常数的应用 (1)比较弱酸酸性的相对强弱：在一定温度下，电离平衡常数越大，弱酸的电离程度就越大，若弱酸分子的浓度相同，则溶液中的 c(H+)就越大。因此，依据电离平衡常数就可以比较酸的酸性相对强弱：Ka 越大，弱酸的酸性就越强 常见弱酸的酸性强弱顺序：H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO (2)确定多元弱酸中离子浓度的关系 如：H3PO4 分三步电离，且 Ka1>>Ka2>>Ka3，溶液中离子浓度关系为 H2S 中各离子浓度的关系 NH3•H2O 中各离子浓度的关系 6、电离度及其应用 (1)定义：弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数(包括已电离的和未电离的)百分率， 称为电离度，通常用α表示 (2)表式： %100 总物质的量浓度溶液中原有弱电解质的 质的量浓度已电离的弱电解质的物 %100 分子数溶液中原有弱电解质总 数已电离的弱电解质分子 %100 的总物质的量溶液中原有的弱电解质 质的量已电离的弱电解质的物 (3)意义：表明了弱电解质的电离程度的相对强弱；电离度实质上是一种平衡转化率。表示弱电解质在水中的电离程度 ①温度相同，浓度相同时，不同弱电解质的电离度不同的，α越大，表示酸类的酸性越强 ②同一弱电解质的浓度不同，电离度也不同，溶液越稀，电离度越大 (4)一元弱酸、一元弱碱电离度的计算 一元弱酸：HA H+＋A—     HAH HA H ccc c %100 一元弱碱：BOH B+＋OH—     BOHOH BOH OH ccc c %100 如：浓度相同的 HCl、CH3COOH，溶液中 H+浓度关系为：前者 后者 H+浓度相同的 HCl、CH3COOH，则 HCl 分子、CH3COOH 分子的浓度的关系为：前者 后者 (5)电离度与电离常数的关系 设一定温度下，CH3COOH 的浓度为 C，其电离度为α cKacc c Ka cKa c cc ccKa H              )( 2 2 1 1 ，则由于CH3COOH CH3COO— + H+ 起始 c 0 0 转化 cα cα cα 平衡 c—cα cα cα 规律总结： ①对于不同的弱电解质，在浓度一定时，弱电离常数越大，则电离度程度(电离度)越大，其对应的弱酸的酸性或弱碱的碱性越强3 ②对于同一弱电解质，弱酸或弱碱的浓度越大时，则电离度程度(电离度)越小，但对应的弱酸的酸性或弱碱的碱性越强 ③对于同一弱电解质，弱酸或弱碱的浓度越小时，则电离度程度(电离度)越大，但对应的弱酸的酸性或弱碱的碱性越弱 ④由 c Ka 公式可知，浓度越小，电离程度越大 【例题精讲】已知 25℃时，0.1mol/L CH3COOH 溶液，Ka=1.75×10—5，则 ,1032.11.0 1075.1 2 5    c Ka ，电离程度很微弱由计算知， 1 ，35 1032.11.01075.1   cKacH )()()()( __ 333 OHcCOOCHcHcCOOHCHcCOOHCH  小关系为：分子中微粒的浓度的大由此可知，在 【练习 2】 1、(1)填写下表 弱电解质 电离方程式 电离常数 NH3·H2O K＝1.7×10－5 CH3COOH K＝1.7×10－5 HClO K＝4.7×10－8 (2)CH3COOH 酸性________HClO 酸性(填“大于”“小于”或“等于”)，判断的依据：_______________________________ 2、下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是( ) A．电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱 B．电离平衡常数(K)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(K)不同 D．多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为 K1＜K2＜K3 3、H2CO3 的电离平衡常数 K1、K2 差别很大的原因(从电离平衡的角度解释)：_______________________________________ 4、运用电离平衡常数判断下列可以发生的反应是( ) 酸 电离平衡常数(25 ℃) 碳酸 K1＝4.3×10－7 K2＝5.6×10－11 次溴酸 K＝2.4×10－9 ①HBrO＋Na2CO3===NaBrO＋NaHCO3 ②2HBrO＋Na2CO3===2NaBrO＋H2O＋CO2↑ ③HBrO＋NaHCO3===NaBrO＋H2O＋CO2↑ ④NaBrO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HBrO A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 5、25 ℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示： 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平 衡常数 1.7×10－5 K1＝4.3×10－7 K2＝5.6×10－11 3.0×10－8 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－ 3 、CO2－ 3 、ClO－结合 H＋的能力由强到弱的顺序为__________________________________ (3)物质的量浓度均为 0.1 mol·L－1 的下列四种物质的溶液：a.Na2CO3，b.NaClO，c.CH3COONa，d.NaHCO3，pH 由大到小的顺序是 __________________ (4)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__________ A．c(H＋) B．c(H＋)/c(CH3COOH) C．c(H＋)·c(OH－) D．c(OH－)/c(H＋) E.c（CH3COO－）·c（H＋） c（CH3COOH） 三、强、弱电解质的判断方法(以 HA 为例) 实验方法 结论 ①测0.01 mol·L-1 HA溶液的pH pH=2，HA为强酸；pH>2，HA为弱酸 ②室温下测NaA溶液的pH pH=7，HA为强酸；pH>7，HA为弱酸 ③相同条件下，测相同浓度的HA溶液和盐酸(强酸)的导电性 若导电性相同，则HA为强酸； 若导电性较盐酸弱，则HA为弱酸 ④测定同pH的HA与HCl溶液稀释相同倍数后的pH变化 若ΔpH(HA)=ΔpH(HCl)，HA是强酸； 若ΔpH(HA)4 A．①⑤ B．②⑤ C．③⑥ D．③④ 四、一元强酸和一元弱酸比较 (以一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较为例) 等物质的量浓度、等体积的 HCl(a)与 CH3COOH(b) pH 相同、相同体积的 HCl(a)与 CH3COOH(b) c(H+) a>b a=b pH ab a>b 中和酸所用 NaOH 的物质的量 a=b aHY C．HX 一定是强酸 D．反应开始时二者生成 H2 的速率相同5 10、中和 c(H＋)相同、体积相同的 H2SO4、HCl 和 CH3COOH 溶液，耗用同一浓度的 NaOH 溶液，体积分别为 V1、V2 和 V3，则 V1、 V2 和 V3 的关系正确的是( ) A．V1>V2＝V3 B．V3>V2＝V1 C．V1>V2>V3 D．V1＝V2＝V3 11、将一定体积的某 NaOH 溶液分成两等份，一份用 H+浓度为 0.01mol/L 的一元酸 HA 溶液中和，消耗酸溶液的体积为 V1；另一 份用 H+浓度为 0.0lmol/L 的一元酸 HB 溶液中和，消耗酸溶液体积为 V2，则下列叙述正确的是( ) A．若 V1>V2，则说明 HA 的酸性比 HB 的酸性弱 B．若 V1>V2，则分别加水稀释 10 倍，两溶液的 H+浓度 HB>HA ’ C．不论两种是强是弱，因为溶液 H+浓度相等，中和碱时所耗体积 V1=V2 D．若将两种溶液等体积混合，混合液的 H+浓度一定等于 0.02mol/L 12、对室温下 c(OH-)相同、体积相同的氨水和氢氧化钠溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是( ) A．加入适量的氯化铵晶体后，两溶液的 c(OH-)均减小 B．温度下降 10℃，两溶液的 c(OH-)均不变 C．分别加水稀释 10 倍，两溶液的 c(OH-)仍相等 D．用盐酸中和，消耗的盐酸体积相同 13、甲酸和乙酸都是弱酸，当它们的浓度均为 0.10 mol·L－1 时，甲酸中的 c(H＋)约为乙酸中 c(H＋)的 3 倍。现有两种浓度不等的甲酸 溶液 a 和 b，以及 0.10 mol·L－1 的乙酸，经测定它们的 pH 从大到小依次为 a、乙酸、b。由此可知( ) A．a 的浓度必小于乙酸的浓度 B．a 的浓度必大于乙酸的浓度 C．b 的浓度必小于乙酸的浓度 D．b 的浓度必大于乙酸的浓度 14、在相同温度时，100 mL 0.01 mol·L－1 的醋酸溶液与 10 mL 0.1 mol·L－1 的醋酸溶液相比较，下列数据中，前者大于后者的是( ) A．H＋的物质的量 B．电离程度 C．中和时所需氢氧化钠的量 D．醋酸的物质的量 15、20℃时，H2S 饱和溶液 1 L，其浓度为 0.1 mol·L－1，其电离方程式为 H2S H＋＋HS－，HS－ H＋＋S2－，若要使该溶液 c(H ＋)及 c(S2－)都减少，可采取的措施是 ( ) A．加入适量的水 B．加入适量的 NaOH 固体 C．通入适量的 SO2 D．加入适量的 CuSO4 固体 16、相同体积、相同 pH 的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t) 变化的示意图正确的是( ) 17、如图所示，一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力曲线图，请回答。 (1)“O”点为什么不导电____________________________________________ (2)a、b、c 三点的氢离子浓度由小到大的顺序为__________ (3)a、b、c 三点中，醋酸的电离程度最大的一点是__________ (4)若使 c 点溶液中的 c(CH3COO－)提高，在如下措施中，可选择________ A．加热 B．加很稀的 NaOH 溶液 C．加固体 KOH D．加水 E．加固体 CH3COONa F．加 Zn 粒 G．加 MgO 固体 H．加 Na2CO3 固体 (5)在稀释过程中，随着醋酸浓度的降低，下列始终保持增大趋势的量是___________ A．c(H＋) B．H＋个数 C．CH3COOH 分子数 D．c(H＋)/c(CH3COOH) 【课后作业二】 1、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：① NaCN+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 7.2×10-4 B．HNO2 的电离平衡常数为 4.9×10-10 C．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 2、醋酸溶液中存在：CH3COOH H＋＋CH3COO－，下列叙述不正确的是( ) A．CH3COOH 溶液中离子浓度的关系满足：c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－) B．0.1 mol/L 的 CH3COOH 溶液加水稀释，溶液中 c(OH－)减小 C．CH3COOH 溶液中加入少量 CH3COONa 固体，电离平衡逆向移动 D．常温下，pH＝2 的 CH3COOH 溶液与 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合后，溶液的 pHB>C B．将 OH-浓度相同的三种溶液加水稀释相同的倍数后，溶液的 OH-浓度：A=B=C C．体积相同、OH-浓度相同的三种溶液与盐酸完全反应时，消耗盐酸物质的量：A=B=C D．物质的量浓度相同时，三种溶液的 OH-浓度：A>B>C · 7、在相同温度时，100 mL 0.01 mol·L－1 的醋酸溶液与 10 mL 0.1 mol·L－1 的醋酸溶液相比，下列数值前者大于后者的是( ) A．中和时所需 NaOH 的量 B．电离程度 C．H＋浓度 D．CH3COOH 的物质的量 8、对室温下 pH 相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是( ) A．加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的 pH 均增大 B．使温度都升高 20 ℃后，两溶液的 pH 均不变 C．加水稀释 2 倍后，两溶液的 pH 均减小 D．加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多 9、在体积都为 1 L，pH 都等于 2 的盐酸和醋酸溶液中，投入 0.65 g 锌粒，则下图所示比较符合客观事实的是( ) 10、下列事实能说明醋酸是弱电解质的是( ) ①醋酸与水能以任意比互溶 ②醋酸溶液能导电 ③醋酸溶液中存在醋酸分子 ④0.1 mol/L 醋酸的 H+浓度比 0.1 mol/L 盐酸的 H+浓度小 ⑤醋酸能和碳酸钙反应放出 CO2 ⑥大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应，醋酸产生 H2 速率慢 A．②⑥ B．③④⑥ C．③④⑤⑥ D．①② 11、常温时，0.01 mol·L－1 某一元弱酸的电离常数 Ka＝10－6，则下列说法正确的是( ) A．上述弱酸溶液的 pH＝4 B．加入 NaOH 溶液后，弱酸的电离平衡向右移动，K 值增大 C．加入等体积 0.01 mol·L－1 NaOH 溶液后，所得溶液的 pH＝7 D．加入等体积 0.01 mol·L－1 NaOH 溶液后，所得溶液的 pHH2CO3>HClO (2)CO2－ 3 >ClO－>HCO－ 3 >CH3COO－ (3)a>b>d>c (4)A ABCE 【练习 3】 1、D。对比等浓度的两种酸的 pH，若醋酸 pH 比盐酸 pH 大，说明醋酸没有完全电离，可说明为弱酸，故 A 项不选；氢离子浓度 越大，初始反应速率越大，可对比等浓度的两种酸溶液与相同大小镁条反应的初始速率判断酸性的强弱，故 B 项不选；弱电解质的 电离为吸热过程，根据等量的醋酸与 NaOH 发生中和反应放出的热量少于盐酸，可证明醋酸酸性的强弱，故 C 项不选；等浓度、 等体积的两种酸溶液与足量 Zn 反应生成 H2 的体积相等，不能证明醋酸酸性的强弱，故答案选 D。 2、B [①中 NaNO2 溶液使酚酞显红色，说明 NO － 2 水解生成弱电解质(酸)HNO2；②不能根据溶液导电性强弱判断强、弱电解质； ③中说明等 pH、等体积的盐酸和 HNO2，c(HNO2)>c(HCl)；④中说明 HNO2 溶液发生不完全电离；⑤中只能说明酸性：HNO2>H2CO3； ⑥中说明存在 HNO2 H＋＋NO－ 2 。] 【练习 4】 1、(1)①> ②＝ (2)①＝ ②< 2、A 3、①b>a>c；②b>a=c；③c>a>b；④c>a=b；⑤a=b=c，ca=b 【课后作业一】 1、BC 2、B 3、D 4、BC 5、B 6、BC 7、C 8、B 9、D 10、B 11、B 12、A 13、A 14、AB【解析】 依题意，若醋酸没有电离，则二者的醋酸分子的物质的量相等，同种电解质的稀溶液相当于浓溶液稀释， CH3COOH CH3COO－＋H＋，稀释，各成分浓度减小，电离前只有一种微粒浓度减小，电离后有两种离子浓度减小，相当于产物 浓度减小的程度较大，电离平衡向正向移动，即稀醋酸的电离程度大些，所以前者溶液中 H＋和电离程度大于后者；中和反应只与 可电离的 H＋量有关，二者可电离的 H＋相等。 15、AC 【解析】 本题考查有关电离平衡与外界条件的关系，加入适量的 NaOH 能与 H＋反应使电离平衡向右移动，c(S2－)增加， 加入 CuSO4 时因 S2－＋Cu2＋＝CuS↓使电离平衡向右移，c(H＋)增加；加入适量的水，使溶液 c(H＋)及 c(S2－)减小；通入适量的 SO2 时，SO2＋2H2S＝3S＋H2O，使 H2S H＋＋HS－向左移动，使溶液 c(H＋)及 c(S2－)减小。 16、C 解析 pH 相同的一元中强酸的物质的量浓度大于一元强酸的物质的量浓度，所以加入足量锌粉最终产生氢气的量，一元中 强酸多，反应过程中，未电离的中强酸分子继续电离，使得溶液中 H＋浓度比强酸大，反应速率中强酸大于强酸。 17、[答案] (1)因为冰醋酸未电离，无自由移动的离子 (2)c② ③>①＝② ①＝②>③ (2)②>①>③ ②>①＝③ ①＝③>②