2021届高三化学一轮复习-电离度-电离平衡常数(知识梳理及训练)

2021届高三化学一轮复习——电离度电离平衡常数（知识梳理及训练）核心知识梳理1．电离度(1)电离度概念与表达式一定条件下，当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，溶液中已经电离的弱电解质分子数占弱电解质分子总数的百分数。(常用符号α表示)可用数学式表示为α＝eq\f(已电离弱电解质分子数,弱电解质分子初始总数)×100%或α＝eq\f(已电离弱电解质物质的量mol,弱电解质初始总物质的量mol)×100%或α＝eq\f(已电离弱电解质浓度mol·L－1,弱电解质初始浓度mol·L－1)×100%即α＝eq\f(Δc,c)×100%(c：弱电解质初始浓度，Δc：已电离弱电解质浓度)(2)意义：衡量弱电解质的电离程度，在相同条件下(浓度、温度相同)，不同弱电解质的电离度越大，弱电解质的电离程度越大。(3)影响因素温度升高温度，电离平衡向右移动，电离度增大；降低温度，电离平衡向左移动，电离度减小浓度当弱电解质溶液浓度增大时，电离度减小；当弱电解质溶液浓度减小时，电离度增大问题思考20℃时，在0.5L0.2mol·L－1的HA溶液中，有0.01mol·L－1的HA电离成离子，求该温度下的电离度。答案α＝eq\f(0.01mol·L－1,0.2mol·L－1)×100%＝5%。2．电离平衡常数(1)①填写下表(25℃)弱电解质电离方程式电离常数NH3·H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－Kb＝1.8×10－5CH3COOHCH3COOHCH3COO－＋H＋Ka＝1.8×10－5HClOHClOH＋＋ClO－Ka＝3.0×10－8②CH3COOH酸性大于(填“大于”“小于”或“等于”)HClO酸性，判断的依据：相同条件下，电离常数越大，电离程度越大，c(H＋)越大，酸性越强。③电离平衡常数的意义：弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。电离平衡常数越大，电离程度越大。多元弱酸的电离以第一步电离为主，各级电离平衡常数的大小差距较大。④外因对电离平衡常数的影响：电离平衡常数与其他化学平衡常数一样，只与温度有关，与电解质的浓度无关，升高温度，K值增大，原因是电离是吸热过程。(2)多元弱酸的分步电离，以碳酸为例碳酸是二元弱酸，在水溶液中的电离是分步进行。①电离方程式是H2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)。②电离平衡常数表达式：Ka1＝eq\f(cH＋·cHCO\o\al(－,3),cH2CO3)，Ka2＝eq\f(cH＋·cCO\o\al(2－,3),cHCO\o\al(－,3))。③比较大小：Ka1>Ka2。(3)几种多元弱酸的电离常数(25℃)多元弱酸电离常数H2SKa1＝9.1×10－8Ka2＝1.1×10－12H2C2O4Ka1＝5.9×10－2Ka2＝6.4×10－5H3PO4Ka1＝7.5×10－3Ka2＝6.2×10－8Ka3＝2.2×10－13H3C6H5O7(柠檬酸)Ka1＝7.1×10－4Ka2＝1.7×10－5Ka3＝4.1×10－7问题思考1．实验证明，多元弱酸的分步电离一步比一步困难，其原因是____________________________(可以从粒子的电荷情况和电离平衡移动两方面加以考虑)。答案第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；第一步电离产生的H＋，对第二步电离起抑制作用2．从定性、定量的角度解释弱电解质溶液加水稀释，平衡移动方向。(1)应用平衡移动原理解释0.2mol·L－1的醋酸加水稀释平衡移动方向。答案稀释弱电解质溶液时，溶液总浓度减小，根据平衡移动原理，平衡向减弱这种改变的方向移动，即正向移动。(2)应用Q与K的关系，定量分析0.2mol·L－1的醋酸加水稀释平衡移动方向，c(H＋)减小的原因。答案稀释时，假设溶液的体积扩大一倍，则Q＝eq\f(\f(1,2)cH＋·\f(1,2)cCH3COO－,\f(1,2)cCH3COOH)＝eq\f(1,2)K，此时Q＜K，故电离平衡正向移动。移动的结果使c(CH3COOH)减小，由于平衡常数不变，故c(H＋)和c(CH3COO－)都必然减小。3．部分弱酸的电离平衡常数如下表：弱酸HCOOHH2SH2CO3HClO电离平衡常数(25℃)K＝1.77×10－4K1＝9.1×10－8K2＝1.1×10－12K1＝4.4×10－7K2＝4.7×10－113.0×10－8按要求回答下列问题：(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为______________________________。(2)同浓度的HCOO－、HS－、S2－、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为_______________________________________________________________________________。(3)按要求书写下列离子方程式①将少量Na2CO3溶液滴加到HCOOH溶液中________________________________________。②将少量CO2气体通入NaClO溶液中______________________________________________。③将少量CO2气体通入Na2S溶液中________________________________________________。答案(1)HCOOH＞H2CO3＞H2S＞HClO(2)S2－＞COeq\o\al(2－,3)＞ClO－＞HS－＞HCOeq\o\al(－,3)＞HCOO－(3)①2HCOOH＋COeq\o\al(2－,3)=2HCOO－＋H2O＋CO2↑②ClO－＋CO2＋H2O=HClO＋HCOeq\o\al(－,3)③CO2＋H2O＋2S2－=2HS－＋COeq\o\al(2－,3)3．电离度(α)、电离常数(Ka、Kb)与c(H＋)、c(OH－)的关系设一定温度下，浓度为cmol·L－1醋酸的电离度为α。CH3COOHCH3COO－＋H＋起始/mol·L－1c00变化/mol·L－1cαcαcα平衡/mol·L－1c－cα≈ccαcαKa＝eq\f(cα·cα,c)＝cα2，α＝eq\r(\f(Ka,c))，c(H＋)＝c·α＝eq\r(c·Ka)同理：对于一元弱碱(如NH3·H2O)Kb＝cα2，c(OH－)＝cα＝eq\r(c·Kb)。辨析易错易混(1)电离平衡向右移动，电离度一定增大，而电离平衡常数不一定增大(×)(2)电离平衡常数大的酸溶液中的c(H＋)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H＋)大(×)(3)电离度受温度、浓度等影响，而电离常数只受温度的影响(√)(4)相同条件下，电离常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱(√)(5)不同浓度的同一弱电解质，其电离常数相同，而电离度不同(√)强化训练1．下列曲线中，可以描述乙酸(甲，Ka＝1.8×10－5)和一氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10－3)在水中的电离度与浓度关系的是()答案B解析根据甲、乙的电离平衡常数得，这两种物质都是弱电解质，在温度不变、浓度相等时，电离程度CH3COOH＜CH2ClCOOH，可以排除A、C；当浓度增大时，弱电解质的电离度减小，排除D选项，故B项正确。2．已知下面三个数据：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＋HNO2=HCN＋NaNO2NaCN＋HF=HCN＋NaFNaNO2＋HF=HNO2＋NaF。由此可判断下列叙述中不正确的是()A．Ka(HF)＝7.2×10－4B．Ka(HNO2)＝4.9×10－10C．根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序：HF＞HNO2＞HCND．Ka(HCN)＜Ka(HNO2)＜Ka(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，亚硝酸的酸性大于氢氰酸而小于氢氟酸，所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6×10－4，故B错误。(aq)。下列说法正确的是()化学式电离常数(298K)硼酸K＝5.7×10－10碳酸K1＝4.4×10－7K2＝4.7×10－11醋酸K＝1.75×10－5A.等物质的量浓度的碳酸钠溶液和醋酸钠溶液比较，pH：前者＞后者B．等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较，pH：前者＞后者C．将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中一定能观察到有气泡产生D．将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中一定能观察到有气泡产生答案A解析酸的电离常数越大，其酸性越强，根据电离常数知，酸性强弱顺序：醋酸＞碳酸＞硼酸＞碳酸氢根离子。醋酸的酸性强于碳酸，碳酸根离子的水解程度大于醋酸根离子，所以等物质的量浓度的碳酸钠溶液的pH大于醋酸钠溶液的pH，A正确；等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液的pH：前者＜后者，B错误；碳酸钠和硼酸反应生成碳酸氢钠，所以观察不到有气泡产生，C错误；醋酸和碳酸钠反应先生成碳酸氢钠，碳酸氢钠再和醋酸反应生成二氧化碳，由于只有一滴醋酸溶液，所以不一定能观察到有气泡产生，D错误。4．已知25℃时，醋酸、次氯酸、碳酸、亚硫酸的电离平衡常数如下表，下列叙述正确的是()酸醋酸次氯酸碳酸亚硫酸电离平衡常数Ka＝1.8×10－5Ka＝3.0×10－8Ka1＝4.3×10－7Ka2＝5.6×10－11Ka1＝1.5×10－2Ka2＝1.0×10－7A.25℃时，等物质的量浓度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3和Na2SO3四种溶液中，碱性最强的是Na2CO3溶液B．将0.1mol·L－1的醋酸加水不断稀释，所有离子浓度均减小C．少量的SO2通入Ca(ClO)2溶液中反应的离子方程式：SO2＋H2O＋Ca2＋＋2ClO－=CaSO3↓＋2HClOD．少量CO2通入NaClO溶液中反应的离子方程式：CO2＋H2O＋2ClO－=COeq\o\al(2－,3)＋2HClO答案A解析这四种盐都是强碱弱酸盐，溶液显碱性，根据电离平衡常数，HCOeq\o\al(－,3)的电离平衡常数最小，则COeq\o\al(2－,3)的水解程度最大，碱性最强的是Na2CO3溶液，A正确；醋酸加水稀释，促进电离，c(H＋)减小，根据水的离子积Kw＝c(H＋)·c(OH－)，c(OH－)增大，B错误；HClO具有强氧化性，SO2具有还原性，两者发生氧化还原反应，生成CaSO4，C错误；根据电离平衡常数，HClO的电离平衡常数大于HCOeq\o\al(－,3)的，因此反应方程式：CO2＋H2O＋ClO－=HCOeq\o\al(－,3)＋HClO，D错误。5．(2019·杭州二模)25℃时，下列有关电解质溶液的说法正确的是()A．加水稀释0.1mol·L－1氨水，溶液中c(H＋)·c(OH－)和eq\f(cH＋,cOH－)保持不变B．向CH3COONa溶液中加入少量CH3COONa，溶液中eq\f(cCH3COO－,cCH3COOH)的值增大C．等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合：eq\f(cHCO\o\al(－,3),cH2CO3)＜eq\f(cCO\o\al(2－,3),cHCO\o\al(－,3))D．将浓度为0.1mol·L－1HF溶液加水不断稀释过程中，电离平衡常数Ka(HF)保持不变，eq\f(cF－,cH＋)始终增大答案B解析A项中，0.1mol·L－1氨水稀释过程中c(H＋)增大，c(OH－)减小，因而比值变大，错误；B项，向CH3COONa溶液中加入少量CH3COONa，溶液中eq\f(cCH3COO－,cCH3COOH)＝eq\f(Ka,cH＋)，加入CH3COONa，溶液碱性增强，则c(H＋)降低，所以eq\f(cCH3COO－,cCH3COOH)的值增大，正确；C项，等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合，根据电离常数有Ka1＝eq\f(cH＋·cHCO\o\al(－,3),cH2CO3)、Ka2＝eq\f(cH＋·cCO\o\al(2－,3),cHCO\o\al(－,3))，同一溶液中c(H＋)相等，则c(H＋)＝Ka1·eq\f(cH2CO3,cHCO\o\al(－,3))＝Ka2·eq\f(cHCO\o\al(－,3),cCO\o\al(2－,3))，而Ka1＞Ka2，则eq\f(cHCO\o\al(－,3),cH2CO3)＞eq\f(cCO\o\al(2－,3),cHCO\o\al(－,3))，错误；D项，0.1mol·L－1的HF加水稀释，c(F－)趋近于0，而c(H＋)趋于不变(10－7mol·L－1)，故比值变小，错误。6．已知25℃时几种物质的电离度(溶液浓度均为0.1mol·L－1)如下表(已知硫酸的第一步电离是完全的)：①H2SO4溶液HSOeq\o\al(－,4)H＋＋SOeq\o\al(2－,4)②NaHSO4溶液HSOeq\o\al(－,4)H＋＋SOeq\o\al(2－,4)③醋酸溶液CH3COOHH＋＋CH3COO－④盐酸HCl=H＋＋Cl－10%29%1.33%100%(1)25℃时，0.1mol·L－1上述几种溶液中c(H＋)由大到小的顺序是_______(填序号，下同)。(2)25℃时，c(H＋)相同的上述溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是_______________。(3)25℃时，0.1mol·L－1H2SO4溶液中的HSOeq\o\al(－,4)的电离度小于0.1mol·L－1NaHSO4溶液中HSOeq\o\al(－,4)的电离度的原因是_____________________________________________________________。答案(1)①>④>②>③(2)③>②>④>①(3)0.1mol·L－1的