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文档简介
第三章水溶液中的离子反应与平衡第一节电离平衡第2课时电离平衡常数一、电离平衡常数
1.
电离平衡常数(1)概念在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液中弱电解质电离所生成的各种离
子浓度的
,与溶液中
之比是一个常数,这个常数叫做
电离平衡常数,简称电离常数,用K表示(通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电
离平衡常数)。乘积未电离分子的浓度(2)表示方法:弱酸的电离平衡常数用
表示,弱碱的电离平衡常数用
表示。①一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数
Ka
Kb
②多元弱酸的电离平衡常数
多元弱酸各步电离常数的大小比较:Ka1
Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要
由
决定。(3)意义电离平衡常数表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程
度越
,酸性(或碱性)越
。
≫
第一步电离大强(4)电离平衡常数的影响因素①内因:弱电解质本身的性质。②外因:电离平衡常数只跟
有关,温度升高,电离平衡常数
。温度增大
小大(5)电离平衡常数与电离度(α)的关系①一元弱酸
起始浓度
c酸00转化浓度
c酸·α
c酸·α
c酸·α平衡浓度
c酸·(1-α)c酸·α
c酸·α
②一元弱碱(如NH3·H2O,电离常数为Kb)
c酸·α2
【判断】(1)改变条件,电离平衡正向移动,电离平衡常数一定增大。
(
×
)(2)同一弱电解质,浓度大的电离平衡常数大。
(
×
)
(4)在25
℃时,醋酸的电离平衡常数K=1.75×10-5,向该溶液中加入一定量的盐
酸后,醋酸的电离平衡常数可能增大为8×10-5。
(
×
)××××
1.
(2025·天津市第二十中学高二第二次月考)25
℃时,对于pH=2的CH3COOH溶
液,下列判断不正确的是(
A
)A.
加水稀释,电离平衡正向移动,溶液中所有离子浓度都减小B.
通入少量HCl气体,电离平衡逆向移动,c(CH3COO-)减小,Ka不变C.
加入少量冰醋酸,电离平衡正向移动,c(H+)增大,电离度减小D.
升高温度,电离平衡正向移动,c(H+)增大,pH减小A
A.HF的电离平衡常数为5.6×10-4B.
根据①②两个反应可知三种酸的酸性相对强弱D.
同体积、同浓度的三种酸与NaOH恰好完全反应,消耗NaOH物质的量不相等D
A.x点对应溶液的pH约为3.2B.x点与y点对应溶液中CH3COOH的电离平衡常数:Kx>KyC.
室温下,0.01
mol·L-1的CH3COOH溶液中,CH3COOH的电离度约为4%D.
升高温度,c(H+)增大,Ka的大小保持不变C
二、电离常数的计算和应用
1.
电离常数的计算——“三段式”法例:25
℃
a
mol·L-1的CH3COOH溶液,达到电离平衡时,已电离的CH3COOH为x
mol·L-1。试计算该温度下CH3COOH的电离常数(Ka)。
起始浓度/(mol·L-1)
a00变化浓度/(mol·L-1)
x
x
x平衡浓度/(mol·L-1)
a-x
x
x
【注意】由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度为(a-x)
mol·L-1,一
般近似为a
mol·L-1。2.
电离平衡常数的应用(1)根据电离平衡常数可以判断弱酸酸性(或弱碱碱性)的相对强弱,相同条件
下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。(2)根据电离平衡常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生,相同条件下相对强
的酸(或碱)可以制相对弱的酸(或碱)。(3)根据浓度商(Q)与电离平衡常数(K)的相对大小判断电离平衡的移动方向。
B.
曲线b表示δ(HClO)的变化C.
次氯酸的电离常数Ka约为10-7.5C
4.2×10-7
(2)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,此酸的电离常
数约为
。
1×10-7
3.
(2025·四川眉山高二阶段)化学中,酸的电离平衡常数(Ka)是评估酸性强弱的
重要依据。已知部分酸的电离平衡常数如表所示(25
℃):酸CH3COOHH2CO3HClOB(OH)3电离
平衡
常数Ka=1.75×10-5Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11Ka=4.0×10-8Ka=5.7×10-10回答下列问题:(1)T
℃下,CH3COOH的电离平衡常数为1.0×10-5,则T
(填
“>”“<”或“=”)25。估算T
℃下,0.1
mol/L
CH3COOH溶液的c(H+)
=
mol/L;保持温度不变,将该溶液加水稀释至0.01
mol/L,下列物理量
增大的是
(填字母)。
c.c(H+)
d.电离度α<
1×10-3
ad
CO2
三、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)
的比较比较项目酸c(H+)酸性中和碱的能力与足量活泼金
属反应产生H2
的总量与同一金属反
应时的起始反
应速率一元强酸
一元弱酸
大强相同相同大小弱小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)的比较比较项目酸c(H+)酸性中和碱的能力与足量活泼金
属反应产生H2
的总量与同一金属反
应时的起始反
应速率一元强酸
一元弱酸
相同相同小少相同大多
1.
(2025·湖南长沙高二联考)下列事实中,能说明MOH是弱碱的有(
C
)①0.1
mol/L
MOH溶液可以使酚酞溶液变红②常温下,0.1
mol/L
MOH溶液中c(OH-)<0.1
mol/L③常温下,0.1
mol/L
MOH溶液的导电能力比0.1
mol/L
NaOH溶液弱④0.1
mol/L的MOH溶液与等体积0.1
mol/L的盐酸恰好完全反应⑤常温下,向V
L
pH=11的MOH溶液中加水稀释至溶液体积为10V
L,测得稀释后溶
液pH>10CA.
①②③B.
②③④C.
②③⑤D.
③④⑤解析:①0.1
mol/L
MOH溶液可以使酚酞溶液变红,只能说明溶液显碱性,但不能说
明MOH为弱碱,故①不符合题意;②常温下,0.1
mol/L
MOH溶液中氢氧根离子浓度
小于0.1
mol/L,说明MOH在溶液中不能完全电离,属于弱碱,故②符合题意;③常
温下,0.1
mol/L
MOH溶液的导电能力比0.1
mol/L
NaOH溶液弱,说明MOH在溶液中
不能完全电离,属于弱碱,故③符合题意;④0.1
mol/L
MOH溶液与等体积0.1
mol/L
盐酸恰好完全反应,只能说明MOH是一元碱,但不能说明MOH为弱碱,故④不符合
题意;⑤常温下,向V
L
pH=11的MOH溶液中加水稀释至溶液体积为10V
L,测得稀
释后溶液pH>10,说明MOH在溶液中存在电离平衡,不能完全电离,属于弱碱,故
⑤符合题意;综上,②③⑤符合题意,故选C。题后归纳判断弱电解质的三个角度角度1:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离。如0.1
mol·L-1的
CH3COOH溶液的pH>1。角度2:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动。如pH=1的
CH3COOH溶液加水稀释10倍后,1<pH<2。角度3:弱电解质形成的盐类能水解。如判断CH3COOH为弱酸可利用下面
两个实验:(1)配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞溶液,溶液变为浅红色。(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH,pH>7。2.
在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的锌粒(锌足量),然后向两支
试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白:(1)a、b两支试管中的现象:相同点是
,不同点是
,原因是
。都产生无色气泡,锌粒逐渐溶解a中起始反应速率较大HCl是强酸,CH3COOH是弱酸,盐酸中c(H+)较大(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时V(a)
(填“>”“<”或
“=”,下同)V(b),反应完毕后生成气体的总体积V(a)
V(b),原
因是
。(3)若a、b两支试管中分别加入c(H+)相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸,则a、
b两支试管中开始生成气体的速率v(a)
(填“>”“<”或“=”,下同)
v(b),反应完毕后生成气体的总体积V(a)
V(b),原因是
。>
=
反应开始时,盐酸中c(H+)较大,但二者最终能电离出的H+的总物质的量
相等=
<
开始时c
(H+)相同,反应速率相同,由于n(HCl)<n(CH3COOH),由于Zn足量,则
生成n(H2):HCl<CH3COOH课时作业(十六)电离平衡常数[对点训练]题组一
电离常数的含义1.
下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是(
A
)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Ka1<Ka2<Ka3A123456789101112
A.25
℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K=8×10-5B.25
℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K=8×10-4C.
标准状况下,CH3COOH溶液中K=1.75×10-5D.
升高到一定温度,可能K=7.2×10-5D解析:K为醋酸的电离常数,只与温度有关,与离子浓度无关,温度不变,平衡常数
不变,A、B均不符合题意;由于醋酸电离过程吸热,升高温度,K增大,降低温
度,K减小,所以标准状况下(0
℃),K应小于1.75×10-5,C不符合题意;升高
温度,电离常数增大,故升高到一定温度K可能是7.2×10-5,D符合题意。123456789101112题组二
电离常数的应用及计算3.
(2025·重庆八中高二阶段练习)已知常温下,三种酸的电离平衡常数,下列说法
不正确的是(
B
)弱酸醋酸次氯酸碳酸电离平衡常数Ka=1.75×0-5Ka=4.0×10-8Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11A.
三种酸的酸性由强到弱的顺序是CH3COOH>H2CO3>HClOB.
少量的CO2与NaClO溶液反应生成HClO与Na2CO3D.
向NaClO溶液中滴加醋酸,可生成HClO,使杀菌、消毒能力增强B123456789101112
1234567891011124.
(2025·四川遂宁高二期中)已知25
℃时,下列四种弱酸的电离常数:弱酸CH3COOHHClOHCNH2CO3电离常数1.75×10-54.0×10-86.2×10-10Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11则下列说法中不正确的是(
D
)DB.
多元弱酸的酸性强弱主要由第一步电离决定D.
向分别盛有0.1
mol·L-1
CH3COOH和HCN溶液的试管1、2中分别滴加等浓度的
NaHCO3溶液,试管1、2中现象相同123456789101112
123456789101112
123456789101112(2)常温下,0.1
mol·L-1的H2A溶液中H2A、HA-、A2-在三者中所占的物质的量分
数(分布分数)随pH变化的关系如图所示。H2A的电离方程式为
,H2A的二级电离常数
Ka2=
。已知25
℃时HF的Ka=10-3.45,将少量H2A的溶液加入足量NaF溶液
中,发生反应的离子方程式为
。
10-4.2
123456789101112
123456789101112题组三
强酸和弱酸的比较6.
(2025·山东泰安高二阶段)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10
mL
1
mol·L-1盐酸、10
mL
1
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(
C
)A.300
s内平均反应速率:v(HCl)<v(CH3COOH)B.
醋酸的平均反应速率呈现“快—慢”的趋势C.
反应结束后锥形瓶中:c(MgCl2)=c[(CH3COO)2Mg]D.
反应到100
s时锥形瓶中:c(HCl)=c(CH3COOH)C123456789101112
1234567891011127.
(2025·西安长安一中高二考试)下列事实能说明酸HA是弱电解质的是(
B
)①HA与水以任意比例互溶②HA溶液能导电③HA溶液中存在HA分子④测得HA的pH比盐酸pH大⑤在漂白剂溶液中(含NaClO)滴加HA能增强漂白效果⑥0.1
mol/L的HA溶液的pH=2⑦形状、大小质量均相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和HA反应,HA产生氢气
的速率慢A.
①④⑥⑦B.
③⑥⑦C.
②④⑥D.
④⑤⑥⑦B123456789101112解析:HA与水以任意比例互溶,说明HA的溶解度大,而不能证明HA的电离程度,
所以不能证明HA为弱酸,故①不符合题意;HA溶液能导电,说明HA在水溶液中能
电离出阴、阳离子,为电解质,而不能证明HA的电离程度,所以不能证明HA为弱
酸,故②不符合题意;HA溶液中存在HA分子,说明HA部分电离,能证明HA为弱电
解质,故③符合题意;测得HA的pH比盐酸pH大,但是不知道二者的浓度,所以不能
确定HA是否完全电离,则不能证明HA为弱酸,故④不符合题意;在漂白剂溶液中滴
加HA能增强漂白效果,说明HA酸性大于HClO的,但是不能确定HA是否完全电离,
则不能证明HA为弱酸,故⑤不符合题意;0.1
mol/L的HA溶液的pH=2,说明HA部
分电离,能证明HA为弱电解质,故⑥符合题意;形状、大小、质量均相同的锌粒与
相同物质的量浓度的盐酸和HA反应,HA产生氢气速率慢,说明HA中氢离子浓度
小,即HA不完全电离,能证明HA为弱电解质,故⑦符合题意;故选B。123456789101112[综合强化]
B.
已知酸性:HCOOH>CH3COOH,则HNO3在HCOOH中的pKa<9.4C.
酸性强弱顺序为HCl>HNO3>CH3COOHD.
接受质子的能力:CH3COOH>H2OC123456789101112
1234567891011129.
(2025·四川雅安高二期中)HClO4、H2SO4、HNO3和HCl都是强酸,它们的酸性在
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:酸HClO4H2SO4HClHNO3Ka1.6×10-56.3×10-91.6×10-94.2×10-10下列说法中不正确的是(
D
)A.
在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离B.
在冰醋酸中HClO4是这四种酸中最强的酸C.
水不能区分这四种酸的酸性强弱,但冰醋酸可以区分这四种酸的酸性强弱D123456789101112解析:根据电离平衡常数可知,在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离,故A正确;在
冰醋酸中,高氯酸的电离平衡常数最大,则高氯酸的酸性最强,故B正确;这四种酸
在水中都完全电离,在冰醋酸中电离程度不同,即水对于这四种酸的酸性强弱没有区
分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的酸性强弱,故C正确;在冰醋酸中硫酸是分步
电离的,故D错误。123456789101112
下列说法错误的是(
D
)DA.HClO的电离常数Ka=1.0×10-7.5C.
该氯气—氯水体系中c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)D.
用氯处理饮用水时,pH越小杀菌效果越好123456789101112
123456789101112
123456789101112(1)由图可知,在常温下:草酸的电离平衡常数Ka1=
;Ka2=
;草酸的Ka2远小于Ka1的主要原因是
(从电离平衡角度考虑)。
10-1.2
10-4.2
草酸的一级电离电离出的H+抑制了草酸的二
级电离123456789101112(2)T
℃下,H2C2O4的一级电离平衡常数为10-3,则T
(填“>”“<”或
“=”)25。解析:(2)由于电离为吸热过程,所以电离平衡常数随温度升高而增大,T
℃下,
H2C2O4的一级电离平衡常数为10-3<25
℃时Ka1,则T<25。
<
103
123456789101112(4)醋酸与草酸均为有机弱酸,常温下,0.1
mol·L-1
CH3COOH溶液的c(H+)=
10-3
mol·L-1,则CH3COOH的电离度=
(用百分数表示)。向该溶液中加入
冰醋酸,CH3COOH的电离度
(填“增大”“减小”或“不变”,下同),
溶液中的c(H+)
。
1%
减小增大12345678910111212.
(2025·重庆市万州第二高级中学高二期中)下表是几种常见弱酸的电离平衡常数
(25
℃),回答下列问题:酸CH3COOHHNO2HCNHClO电离平衡常数(Ka)1.75×10-55.6×10-46.2×10-104.0×10-8(1)当温度升高时,K值
(填“增大”“减小”或“不变”)。解析:(1)弱酸的电离为吸热过程,当温度升高时,促进电离,则K值增大。增大123456789101112(2)上述四种酸中,酸性最弱、最强的酸分别是
、
(用化学式表
示)。解析:(2)K值越大,电离程度越大,酸性越强,题给四种酸中,酸性最弱、最强
的酸分别是HCN、HNO2。(3)下列能使CH3COOH溶液中CH3COOH
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