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文档简介
第一节电离平衡
内容概览
01竞赛技巧总结核心策略精讲,高效解题通法提炼
02技巧针对训练专项能力突破,弱点题型强化攻坚
03综合培优精练高阶思维拓展,综合问题融合演练
04竞赛真题精练实战命题解密,赛场节奏模拟特训
01竞赛技巧总结
竞赛技巧1强电解质和弱电解质及其判断
1.强电解质和弱电解质
(1)概念
①强电解质:溶于水后能完全电离的电解质
②弱电解质:溶于水后只能部分电离的电解质
(2)与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物,如强酸(H2sohHNO"、强碱(KOH、NaOH)和
绝大多数盐,弱电解质主要是某些共价化合物,如弱酸(CH3coOH、HQO)、弱碱、水和极少数盐
[(CH3COO)2PbJo
(3)分类
电
解
质
2.强、弱电解质的比较
强电解质弱电解质
定义在水溶液中完全电离的电解质在水溶液中部分电离的电解质
化学键种类离子键、强极性键极性键
离子化合物,某些具有极性键的共价化
化合物类型某些具有极性键的共价化合物
合物
电离过程不可逆,不存在电离平衡可逆,存在电离平衡
电离程度完全电离部分电离
表示方法用“=”表示用“二”表示
++
示例Na2SO4=2Na4-SOFCH3coOH=CH3co0+H
溶液中溶质微粒
离子,无强电解质分子离子和分子
的种类
4.强电解质与弱电解质的判断
(1)根据弱电解质的定义判断:弱电解质不能完全电离
①配制•定物质的量浓度的HA溶液(如0.1moLL-1),测其pH,若pH>l,则说明HA是弱酸,若pH=l,则说明
HA是强酸。
②与同浓度盐酸比较导电性,更弱的为弱酸。
③与同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢,更慢的为弱酸。
(2)根据弱电解质溶液中存在电离平衡判断:条件改变,平衡移动
①从一定pH的HA溶液稀稀前后pH的变化判断,如①向HA溶液中加水稀释100倍后,溶液pH增大值小
于2的是弱酸,pH增大值等于2的是强酸。
②从升高温度后pH的变化判断,变化大为弱酸。
③从等体积、等pH的HA溶液和盐酸分别与过量的锌反应生成H2的量判断,量多的为弱酸。
④向HA溶液中加入NaA晶体,溶液pH增大的是弱酸,pH不变的是强酸。
(3)根据弱电解质形成的盐类能水解判断:如溶液变为浅纤色可用下面两个现象判断CH3coOH为弱酸
①配制某浓度的醋酸钠溶液,向弱电解质形成的一其中加入几滴酚猷溶液。现象: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。现象:试纸显示pH>7
(4)从结构判断
①离子化合物和某些具有强极性健的共价化合物(如强酸、强碱和大部分盐类)是强电解质。
②某些具有弱极性键的共价化合物(如弱酸、弱碱和水等)是弱电解质。
竞赛技巧2弱电解质的电离平衡
1.弱电解质的电离概念
(1)电离平衡的定义:在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分
子的速率相等时,电离过程达到了平衡。
(2)电离平衡的建立与特征
「动1
电离)三M结合)三。
一定:各组分浓度保持恒定不变
J变:条件改变.平衡发生移动
①开始时,M电离)最大,而v(结合)为()。
②平衡的建立过程中,伏电离)》武结合)。
③当V(电离)=V(结合)时,电离过程达到平衡状态。
(3)电离平衡的特征
①逆(可逆性):电离平衡的前提是可逆过程。只有弱电解质的电离才存在平衡,因为弱电解质不能完全
电离,其分子电离成离子的同时,离子会重新结合成分子,存在“电离''与"结合”的可逆过程(如:
CH3coOHWCH3coO+H+)。强可解质(如强酸、强碱、大部分盐)的电离是完全的,不存在可逆性,因
此无电离平衡。
②等(速率相等):达到平衡时,弱电解质分子电离成离子的速率(正反应速率,打)与离子重新结合成
分子的速率(逆反应速率,v_)用等,即v+;v_/)。此时,从宏观上看,离子浓度和分子浓度不再变化,
但微观上电离和结合的过程仍在持续。
③动(动态平衡):电离平衡是一种动态平衡,而非静止状态。即使达到平衡,弱电解质的电离(分子一
离子)和离子的结合(离子一分子)仍在不断进行,只是两者的速率相等,宏观上表现为各物质的浓度不
再改变。
④定(浓度恒定):平衡状态下,溶液中弱电解质分了•的浓度、电离出的各离了•浓度保持恒定(不随时间
变化)。但需注意:“恒定”不等于“相等“,分子浓度与离子浓度不一定相等(如CH.COOH耳离平衡时,
c(CH3coOH)远大于c(H+)和c(CH<OO)).
⑤变(条件改变,平衡移动):电离平衡是相对的、有条件的平衡。当外界条件(如温度、浓度、加入同
离子物质等)发生改变时,原有的平衡状态被破坏,v+#v_,平衡会向减弱条件改变的方向移动,直至建
立新的平衡。例如:升温会促进弱电解质电离(吸热过程),平衡向电离方向移动;向CH3C00H溶液中
加入CH3coONa固体(增加CH3co0-浓/度),平衡向结合方向移动(抑制电离)。
⑥电离过程是吸热的。
⑦弱电解质在溶液中的电离都是微弱的。在弱电解质溶液中,由于存在电离平衡只有一部分分子发生电离,
绝大多数以分子形式存在,离子和分子之间存在电离平衡,即分子、离子共存,决定了它在离子方程式书
写中要写成分子形式。
2.弱电解质的电离方程式
(1)弱电解质的电离方程式的书写用“0”表示。如NH3・H9的电离方程式是NH3・H2O0NH;+()H-、
CH3COOH的电离方程式为CH3coOH3coeT+H,
(2)多元弱酸是分步电离的,电离程度逐步减弱,可分步书写电离方程式。如H2c03的电离方程式是H2c03
+
^^H+HCOJ,HCO?^=^H*+COFo
(3)多元弱碱的电离也是分步进行的,但是一般按一步电离的形式书写。如Fe(OH)3的电离方程式是Fe(OH)3
^=^Fe3<+3OH-o
+
(4)弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离,即“强中有弱”,如NaHCOa的电离方程式:NaHCO3=Na
+HCOJ,HCO3=±H++CO3,
3.电离平衡的影响因素
(1)内因:弱电解质本身的性质,决定了弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小。
(2)外因
①温度:一股情况下,由于弱电解质的电离过程吸热,因此升高温度,电离平衡向电离方向移动,电离程
度增大。
②浓度:同一弱电解质,增大溶液的浓度,电离平衡向电离方向移动,但电离程度减小;稀释溶液时,电
离平衡向电离方向移动,且电离程度增大,但往往会使溶液中离子的浓度减小。
③同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移
动,如下所示:
CII3C()()Na=~=CH3c()(厂+Na+
I
Y
CH3c()()H-CH3c()()一+Il+
二衡逆向移动
④化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离方向移动,如向CH3coOH
溶海中加入NaOH固体,因H+与OH-反应生成H2O,使《1)戒小,CH3co0H的电离平衡正向移动,电
离程度增大。
(3)示例
以0.1mol-L-1CH3coOH溶液为例,填写外界条件对CH3coOH=±CH3co(T+H+AA7>0的影响。
改变条件平衡移动方向〃(H+)c(H+)导电能力Ka
加水稀释向右增大减小减弱不变
加入少量冰醋酸向右增大增大增强不变
通入HCl(g)向左增大增大增强不变
力口NaOH(s)向右减小减小增强不变
加CH3coONa(s)向左减小减小增强不变
加入镁粉向右减小减小增强不变
升高温度向右增大增大增强增大
【易错提醒】1.浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,越易电离。弱电解质溶液稀释过程
中并不是所有离子浓度都减小。
2.温度:温度越高,电离程度越大。
3.同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移
动。
4.化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离方向移动。
竞赛技巧3电离度、电离平衡常数
一、电离常数
1.电离常数的概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对于一元
弱酸或一元弱碱来说,溶液中弱可解质电离所生成的各种离子浓度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之
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(弱酸用品表示,弱碱用林表示)。
2.表达式
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离常数
cA-cH+
①一元弱酸HA的电离常数:根据HA『=±H++A,可表示为降=cHA。例如:3co0HCH3coO
c(CH38O-)c(H+)
-+H,Ka=c(CH3coOH);
cB-c-OH-
②一元弱碱BOH的电离常数:根据BOH=^B'+0H,可表示为Kb=cBOH。例如:
c(NH;)・c(OH、
+OH,Kb=-c(NH3H2O)»
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离常数
①多元弱酸或多元弱碱的每一步电离都有电离常数,这些电离常数各不相同,通常用Kal、Ka:或Kbl、Kb2
等加以区别。例如25°C时,H2c03的电离分两步:
c(H+)c(HCO3)
H2CO3.H+HCO;,&\=r(H2CO3)=4.5x10—。
c(H>)-C(COf)
+
HCO;,H+COr,A=~c(HCO;)=4.7x10"o
显然,K产K、。说明多元弱酸的电离以第一步电离为主。
②一般多元弱酸或多元弱碱各步电离常数的大小为Kz》KmKQ>Kb2,因此,多元弱酸(或弱减)的酸性(或
碱性)主要由第一步电离决定(八字诀:分步进行,一步定性)。
3.特点
(1)电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增大。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示旃电解质越易电离,酸性或碱性越强。
例如,在25℃时,/C(HNO2)=4.6X10-4,K(CH3co0H)=1.8x10因而HN02的酸性比CH3coOH强。
(3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K»K2»K3……,故其酸性取决于第一步电离。
4.K的意义:
(1)•定温度下,电离常数越大,弱电解质的电离程度越大。
(2)相同温度下,等浓度的弱酸或弱碱的电离常数(对于多元弱酸或多元弱碱来说,只看其第一步电离的电
离常数)越大,其酸性或碱性越强。
5.影响因素
①内因:弱电解质本身的性质。
②外因:温度越高,K值越大。
【易错提醒】(1)电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关,同一温度下,不论弱酸、弱碱的浓度如何变化,电
离常数都是定值。
(2)电离常数只与温度有关,而不受粒子浓度的影响。由于电解质的电离过程吸热,故电离常数随着温度
的升高而增大。
(3)电离平衡常数表达式中离子浓度指达到平衡时溶液中存在的离子浓度,不一定是弱电解质自身电离的,
可以对比水的离子积去掌握。
6.电离平衡常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同温度下,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
(2)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律,如25c时,/;a(HCOOH)=1.77x104mol-L-
-1_1
I,^a(HCN)=4.9xlO°molL,故知HCOOH+NaCN=HCN+HCOONa可以发生。
(3)计算弱酸、弱碱溶液中的c(H。、c(OH)o稀溶液中、弱酸溶液中,c(H+)=<无,弱碱溶液中c(OH
一)=、cKb。
(4)判断溶液微粒浓度比值的变化
c(CH3COO)
利用温度不变,电离常数不变来判断。如把0.1mol-L」CH3coOH溶液加水稀释,r(CH.COOH)=
c(CH3coCT)c(H‘)Kac(CH3COQ-)
c(CH38OH)c(FT)=c(FT),稀释时,c(H+)减小,Ku不变,则0(CH3coOH)变大。
二、电离度
I.概念
在•定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质总数的百分比。
2.表示方法
已电离的弱电解质分子数弱电解质的某离子浓度
。=溶液中原有弱电解质的总分子数X16)%,也可表示为弱电解质的浓度xlO()%。
3.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。
4.影响因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因:
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(。)越小。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(。)越大。
5.电离度和电囹常数的关系或K-ca2.
竞赛技巧4拉平效应与区分效应
在电解质(尤其是酸碱)的性质研究中,区分效应与拉平效应是描述溶剂对电解质电离强度影响的核
心概念,本质上反映了溶剂与溶质之间质子转移(或电子转移)的能力差异。
一、核心定义与本质
1.拉平效应(LevelingEffect)
(1)概念:当不同强度的电解质(如酸或碱)在某一溶剂中被“拉平”到相同强度,无法区分其固有强弱
时,这种现象称为拉平效应。
(2)木质:溶剂的性质(如碱性或酸性)足够强,能与所有强度超过某一阈值的电解质发生完全反应,使
它们的电离程度趋于一致,表现出相同的“表观强度
2.区分效应(DifferentiatingEffect)
(1)概念:当不同强度的电解质在某一溶剂中能表现出不同的电离程度,从而可区分其固有强弱时,这种
现象称为区分效应。
(2)本质:溶剂的性质(如碱性或酸性)较弱,无法与所有电解质发生完全反应,因此不同强度的电解质
电离程度存在差异,可通过实验(如导电性、滴定曲线)区分其强弱。
二、原理(溶剂的酸碱性是关键)
电解质(以酸碱为例)的强度本质是其给出或接受质子的能力(质子理论),但这种能力需通过溶剂体现:
1.对于酸(质子供体):溶剂的碱性越强(接受质子能力越强),越容易与酸发生质子转移反应。若溶剂碱
+
性足够强,所有比溶剂化质子(如H3O)更强的酸都会完全电离,表现为“强度相同”(拉平);若溶剂
碱性较弱,只有更强的酸能部分电离,较弱的酸电离更少,从而区分强弱(区分)。
2.对于碱(质子受体):溶剂的酸性越强(给出质子能力越强),越容易与碱发生质子转移反应。若溶剂酸
性足够强,所有比溶剂化阴离子:如0H)更强的碱都会完全电离,表现为“强度相同”(拉平);若溶剂
酸性较弱,则可区分不同碱的强弱(区分)。
三、典型实例分析
1.酸的拉平与区分效应(以溶剂对强酸的影响为例)
(1)拉平效应(水为溶剂):HC1、HNO3、H2s04(第一步电离)、HClOa等都是常见强酸。在水中,水
+
作为两性溶剂,其碱性(接受质子能力)足够强,可与这些强酸发生完全质子转移:HC1+H2O=H3O+C|-
HNO3+H2O=H3O*+NO.V,所有强酸在水中均完全电离,最终都以(水合质子)的形式体现酸性,因
此在水中无法区分它们的固有强弱(实际HC1O4酸性强于H2sO,,但水中表现相同),这就是水对强酸的
拉平效应。
(2)区分效应(冰醋酸为溶剂):冰醋酸(CH3co0H)的碱性远弱了水(接受质子能力差)。当HC1、
HNO3、H2so4溶于冰醋酸时,质子转移反应不完全,且电离程度不同:HC1+CHCOOH=±
CH3co0H2++Q-(电离程度较大)、HNO3+CH3coOH=±CH3coOH2++NON电离程度次之),通过测定它们在
冰错酸中的导电能力或滴定曲线,可发现酸性顺序为:HC1O4>H2SO4>HC1>HNO3,这就是冰醋酸对强酸的
区分效应。
2.喊的拉平与区分效应(以溶剂对强碱的影响为例)
(1)拉平效应(液态NH3为溶剂):液态NH3是酸性较弱但碱性较强的溶剂。对于NaOH、KOH、Ba(OH)2
等强碱,在液态N%中,NH3作为酸给出质子的能力较弱,但作为碱接受质子的能力强,强碱会与NH3
发生完全反应:NaOH+NH3=Na++NH2-+H。所有强碱在液态NH3中均完全电离,以NW(氨合阴离子)
的形式体现碱性,因此无法区分它们的强弱,这是液态NH3对强碱的拉平效应。
(2)区分效应(水为溶剂):水的酸性强于液态NH3(给出质子能力更强)。对于不同强度的碱(如NHs
・出0、NaOH、CH3COO),在水中的电离程度差异明显:NaOH完全电离(强碱性),NH?•H2O部分
电离(弱碱性),CHKOO水解显弱碱性(碱性更弱)。通过pH测定或滴定实验可区分其碱性强弱:NaOH>
NH3H2O>CH3COO,这是水对不同碱的区分效应。
四、应用与意义
1.酸碱滴定的溶剂选择:对于强度接近的弱酸(如HAc、HCN),在水中因酸性较弱且差异小,难以准确
滴定;若选用碱性更强的溶剂(如乙二胺),可增强其酸性并拉平差异,实现准确滴定。反之,区分强酸
需用弱碱性溶剂(如冰醋酸)。
2.解释溶剂对电解质强度的影响:同一种酸(如HCI)在水中是强酸,在乙醇中因乙醇碱性弱于水,电离
不完全,表现为中强酸,体现了溶剂性质对电解质强度的调控作用。
3.非水溶剂化学的基础:在有机合成或工业中,非水溶剂(如DMF、DMSO)的选择需考虑其区分或拉平
效应,以控制反应中酸碱的活性。
技巧针对训练
竞赛技巧1强电解质和弱电解质及其判断
1.(2016高二•广东•竞赛)取pH=U的X、Y两种碱溶液各10mL,将其分别稀释至1000mL,稀释过程
中其pH与溶液体积(V)的关系如图所示。下列说法中,正确的是
1000r/mL
A.稀释前,X、Y两种碱溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,X溶液中c(OH-)比Y溶液中c(OH-)大
C.若a>9,则X、Y都是弱碱
D.用同浓度盐酸中和X、Y两溶液,完全中和时消耗的盐酸体积Vx>Vy
【答案】C
【分析【因为稀释100倍以后,二者变化曲线不一样,所以两种碱有相对强弱,pH变化慢的为弱碱,即碱
性X>Y,pH=ll的X、Y两种碱溶液,碱溶液的起始浓度c(Y)>c(X),据此进行分析。
【解析】A.结合以上分析可知,稀释前,X、Y两种碱溶液的物质的量浓度一定不相等,故A错误;B.稀
释后,pH(Y)>pH(X),所以X溶液中c(OH-)比Y溶液中c(OH-)小,故B错误;C.当a=9时,X为强碱,
若9va〈U时,则X、Y都是弱碱,则C正确;D.据以上分析可知,碱溶液的起始浓度c(Y)>c(X),当溶液
的体积相同时,用同浓度盐酸中和X、Y两溶液,完全中和时消耗的盐酸体积Vx<Vy,故D错误;故选C。
2.(2020高二上•甘肃武威•竞赛)从下列现象可以判断某一元酸是强酸的是
A.加热该酸至沸腾也不分解
B.该酸可以与石灰石反应放出CO2
C.该酸可以把A1(OH)3沉淀溶解
D.该酸浓度为O.lmoLL」时的pH为1
【答案】D
【解析】A、物质的稳定性与酸的强弱无关,故A不符合题意;B、石灰石的成分是碳酸钙,该酸可以与石
灰石反应放出CO2,说明该酸的酸性强于碳酸,不能说明该酸为是否为强酸,故B不符合题意;C、该酸可
以把A1(OH)3沉淀溶解,不能说明该酸完全电离,故C不符合题意:D、该酸的pH=l,该溶液中c(H+)=0.1molL
等于该酸的浓度,该酸是完全电离,即该酸为一元强酸,故D符合题意;答案为D。
竞赛技巧2弱电解质的电离平衡
3.12013•天津•预赛)将0.lmol・L/CH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时,都会引起的变
化是
A.溶液的pH增大B.CH3coOH的电离度变大
C.溶液中c(OH-)减小D.溶液的导电能力减弱
【答案】A
【解析】A.CH3coOH溶液中存在CH3coOH3coO+H+,加水稀释时,平衡虽然止向移动,当溶液
中H+浓度减小,溶液的pH增大,但加入CH3coONa晶体时,平衡逆向移动,溶液中的H+浓度减小,溶
液的pH增大,A符合题意:B.CH3coOH溶液中存在CH3c00H1CH3coO+H+,加水稀耗时,平衡虽
然正向移动,CH3co0H的电离度变大,加入CH3coONa晶体,平衡逆向移动,CH3co0H的日离度变小,
B穴合题意;C.由A项分析可知,两种措施均能使溶液的pH增大,则溶液中c(OH-)增大,C不合题意;
D.溶液的导电能力与溶液中自由移动的离子浓度和离子所带的电荷有关,加水稀释时,平衡虽然正向移动,
当溶液中CHK0。、H+浓度均减小,溶液的导电能力减弱,而加入醋酸钠晶体后,溶液中的CH3co0-浓度
增大,还有Na+、H+均可导电,则溶液的导电能力增强,D不合题意;故答案为:A。
4.(19・20高二上•甘肃古浪・竞赛)将O.lmolL」醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是
A.溶液中c(H+)和c(OH)都减小B.溶液中c(H+)增大
U溶液的pH增大D.醋酸电离平衡向左移动
【答案】C
【解析】A.因醋酸溶液中加水稀释,溶液的体积增大,则电离产生的氢离子的浓度减小,水的离子积不变,
则氢氧根浓度增大,A错误;B.因醋酸溶液中溶液的体积增大,则电离产生的氢离子的浓度减小,B错误;
C.醋酸是弱电解质,加水稀释平窗正向移动,由于溶液的体积增大,电离产生的氢离子的浓度减小,pH=」g
c(H+),pH增大,C正确;D.醋酸是弱电解质,加水稀释平衡向右移动,D错误;答案为C
竞赛技巧3电离度、电离平衡常数
5.12020•浙江•竞赛)已知常温下H3AsO,各形态的分布分数(3)随pH变化如图所示,下列说法正确的是
B.m点对应的溶液中水电离出的c(OH。为Lyusmol?t
+
C.n点对应的溶液中,离子浓度的大小关系为:C(HASO;-)=C(H2ASO4)>C(H)=C(OH)
D.将含c(HAsO¥)=0.05morV和c(AsO:)=0.05inol?E'的溶液等体积混合,溶液pH=11.5
【答案】C
【解析】A.HjAsO,是多元弱酸,二级电离为HzAsO:uHAsOjHj根据图像,当c(H2AsO;)=c(HAsO;)
时,溶液的pH为7.(),此时pH=pKa2=7.0,H,AsO$的Ka?=c(FT)=IO',故A错误;B.m点溶液中
c(HAsO^)=c(AsOi),此时溶液pH=11.5,呈碱性,OT均是由水电离出来的,所以由水电离出的
1°")=而1=3.2x10-01/1,,故B错误;C.n点溶液中c(&AsO:)=c(HAsO:),溶液pH=7,则
c(ir)=c(oir),则“点对应溶液中,离了浓度关系:c(HAsO;-)=c(II2AsO;)>c(Oir)-c(ir),故C
正确;D.将含<:何人50;-)=0.0511101七和4人50:)=0.0511101?匕的溶液等体积混合,由于"As。;存在电离
和水解,即HAsO^UH++AsO),HAsO;+H,OUH,AsO;+OH',则Ka3=
c(H2AOjxcg”)
K2==10-7,Ka3<K,"As。:的水解大于电离,AsO:只存在水解,即4O,+H?O=
hc(HAsO;)ll2
HA
HAsOl-+0H-,Khl=^^)=!Q1=10.2.5>两种离子水解程度不一样,则c(HAsO:)HC(ASO,),
CIASCAI1U
此时溶液pHwl1.5,故D错误;答案为C。
6.(2022高二上•安徽阜阳•竞赛)物理化学家为了定量描述电解质电解程度,引入了电离度。的概念,表达
T,,卞已经电离的电解质的分子数
式如n下”—电解质分子总数一
L电离度越大,电解质电离程度越彻底,其电离平衡常数(填“越大”,“越小”或“不变”)
IL电离度的测定有三种方法:半中和法,pH法和电导率法,其中电导率法最为精确与常用。
由于电导率大小同时受三个物理量的制约,为了统一起见,引入概念“摩尔电导率”,记为A.。其物理意义
为在两个距离单位间距的极板之间填充含有1mol该物质的溶液时的电导。
①A.与K的关系是(用含K的代数式表达,可引入其他物理量,例如体积V,体积的物质的量浓度c
等)
②已知:
a.弱电解质电离程度与溶液浓稀有关,在极稀溶液中可以看为完全电离。在此时的摩尔电导率也叫极限摩尔
电导率,记为A:。
b.相同条件下,摩尔电导率和极限摩尔电导率仅与电解质溶液内的自由离子数呈正比。(忽略水的电离)
则电离度a的表达式为(用题目【I中所给物理量的表达式进行表达,其中人由与的外界测定环境
相同,仅溶液浓度与极板面积不同)
【答案】I.不变0.①A.=匕②
cVl人,”
【解析】L电离平衡常数与温度有关,温度不变时,电离度越大,电解质电离程度越彻底,但其电离平衡常
数不变;H.①A..为在两个距离单位间距的极板之间填充含有11noi该物质的溶液时的电导G,G与的关系
是6=子,物质的量n=eV(体积为V,该体积溶液的物质的量浓度为c),所以A.与K的关系是
KS
②由于Am与Am,都与电解质电离出的自由离子数目成正比(因为忽略了水的电离,所有离子均来源于电
解质),则可以写成:Am=kxN、Am'=kxN\其中k为比例系数,N为弱电解质正常情况下日离出的离子
数,N,为弱电解质无限稀释情况下电离出的岗子数(相当于完全电离时电离出的离子数),而由于其测定
条件相同,在相同条件下仅与溶液内自由离子数成正比,因此k值相同。而电解质分子数二
电离出的离子总数
记一个电解质分子电离出的离子个数为Nm,可以得到
I个电解质分子电离出的离子个数
N,N
__kx___
N(己经电离的分子数)_N,”_Nm妁卜
*—N(分子总数)—一旦一工综上“。
M,Nm
竞赛技巧4拉平效应与区分效应
7.12023高二上•江苏•竞赛)许多无水体系有着与水溶液相似的性质,无水硫酸便是其中一例,
已知无水硫酸中存在如下三个平衡:
4
2H2SO4.*H3SO;+HSO4K,=2.7x10
-5
2H2so4^=5HQ'HS2O;K2=5.1X10
HS2O;+H3SO*H2SO4+H2S2O7K3=71
下列说法不或聊的是
A.无水硫酸中C(H3SO:)>C(HQ+)
B.HSOF的酸性可能强于H?SO,
C.无水硫酸粘碉的原因之一是分子间存在氢键
D.已知HNO3+2H2s0,=NO;+2HSO;+HQ,,得出结论:硝酸酸性强于硫酸
【答案】D
【解析】A.比较平衡常数可知,Ki大「K2,故无水硫酸中H3S。;的浓度大于水合氢离子的浓度,A正确;
B.氟磺酸中的氟原子电负性最大,拉电子效应明显,增强了羟基氢的活性,因此氟磺酸的酸性可能强于硫
酸,B正确;C.无水硫酸分子间存在分子间氢键,增强了分子间作用力,液体流动时摩擦力变大,增大了
液体的粘稠性,故C正确;D.反应中硫酸给出氢离子,无法得出硝酸酸性强于硫酸,故D错误;故答案
为:Do
8.已知溶剂分子结合H+的能力会影响酸给出H+的能力,某温度下部分酸在冰醋酸中的P(如下表所示,下
列说法错误的是
HNO,
分子式HCIO4H2SO4HC1
p&=-lg&
4.877.24(一级)8.99.4
在冰醋酸中的电离方程式:
A.HC1O4HCIO4+CH3COOH.CIO;+CH3COOHJ
B.在冰醋酸中酸性:HC1O4>H,SO4>HC1>HNO3
c.结合H+的能力:H;O>CH3COOH
D.相同温度下醋酸在液氨中的P/大于其在水中的pK“
【答案】D
【解析】A.由表格数据可知,高氯酸在冰醋酸中部分电离出高氯酸根面子和CH3coOH;离子,电离方程
式为HCIO’+CHCOOHC1O:+CHCOOH;,故A正确;B.由表格数据可知,四种酸在冰醋酸中的电
离常数的大小顺序为HC1O,>H2SO4>HC1>HNO,,则在冰醋酸中酸性的大小顺序为
HC1O4>H2SO4>HC1>HNO,,故B正确;C.由表格数据可知,在水中完全电离的四种强酸在冰醋酸中
均不能完全电离,说明水分子结合氢离子的能力强于醋酸,故C正确;D.相同温度下醋酸在液氨中的电
离程度大于在水中的电离程度,所以在液氨中的P。小于其在水中的pK-故D错误;故选D。
综合培优精练
1.(23・24高二上•河南,期中)溶液的酸碱性强弱常常通过溶液的pH大小来比较。己知:
①pH=-lgc(H+)。
已电离的弱电解质分子数⑺八。/
②电解质的电离度弱电解质分子总数疑°%
③25c时HF的《=6.4x10、
下列说法正确的是
A.25℃时,O.lmoLL」氢氨酸中HF的电离度约为8%
B.25℃时,分别测定某氢氟酸、盐酸的pH,二者pH相等,可以证明HF为强电解质
C.25c时,向等体积等浓度的氢氟酸和盐酸中分别加入足量的锌粉充分反应,氢氟酸中产生的氢气体枳更
多
D.25c时,向pH=3的氢氟酸中加入等体枳0.001mol•LT的盐酸,HF的电离度减小
【答案】A
【解析】A.0.1mol-L।氢氟酸中),贝|j
ac(HF)
c(F)c(H()=JdT=V().1x6.4x104=8.()x1()ymoH,HF的电离度a="("隈)"""xl00%=8%,A
正确:B.某氢氟酸、盐酸的起始浓度未知,不能根据某氢氨酸、盐酸的pH相等来判断HF是否为强电解
质,应该分别测定相同浓度氢氟酸和盐酸的pH值,若不相等,则证明HF为弱酸,B错误;C.氢氟酸和
盐酸均为一元酸,等体积等浓度的氢氟酸和盐酸的物质的量相笔,分别与足量的锌粉充分反应时生成氢气
的体积相等,C错误;D.25℃时().001mol-L1的盐酸的pH为3,与pH=3的氢瓶酸等体积混合时溶液
的pH仍为3,即氢氟酸的电离度不变,D错误;故选A。
2.(23・24高二上•湖北恩施•期中)H,PO,是制造塑料稳定剂的原料。常温下,向lOOmLOSmWUH3P。3溶
液中滴加等浓度的KOH溶液,混合溶液中所有含磷微粒的物质的量分数(㈤与溶液pOH「pOH=-lgc(OH-)]
的关系如图所示。下列说法中正确的是
5
A.H,PO、是三元弱酸
B.曲线III代表HPO;-
52
C.H3PO3+HPO;-=2H2PO;的平衡常数K=IO
D.当pH=10时,溶液中C(HPO;)=C(H2PO;)
【答案】C
【分析】曲线I代表HPO;-的变化曲线,曲线n代表H,PO、的变化曲线,曲线HI代表H3P的变化曲线。
【解析】A.图中只有3种含磷微粒,所以H;PO;是二元弱酸,A错误:B.曲线用代表H;PO;的变化曲线,
+66
B错误;C.a点时c(HPO;)=c(H2PO;),^,2=c(H)=10-,b点时c(H3PO,)=c(H2PO;),Kw=c(H+)=10巴
/,无鬻?宗=得,所以一小,C正确;D.由图可知当
c(HPO;).c(H?POJc(HPO;).c(H,PO,)c(H)K心10°
pH=10时,溶液中c(HPO;。与dHPO;)不相等,D错误;故选C。
3.(23.24高二卜•安徽池州•期中)已知某二元酸(H?A)在水中的电离方程式为:H2A=H+HA.HA「二
H++A2o在25c时Ka=1.0x10-2,则下列关于该二元酸的说法中正确的是
A.H2A是弱电解质
B.稀释SSmoWiH2A溶液后pH值增大,是因为平衡逆向移动
C.在O.lmorL"的H?A溶液中,t(H+)=0.12-mol?t
D.若O.l.moFLNaHA溶液中t(H+)=0.02*mol?-,则o.imolU的H2A中L(H+)v0.12.mol?-
【答案】D
【解析】A.H2A第一步完全电离,故是强电解质,错误;B.稀释O.l-moll/H2A溶液后,虽然第二步电
离正向移动,但体积增大,氢离子浓度减小,pH值增大,错误;C.在O.lmoll/的H2A溶液中,设第二步
电离的HA-为xmol/L,有K,=1.0x10-2=L2_L3,解得x〈0.01,t(H+)<0.1,错误;D.若
O.i♦morL'NaHA溶液中可印)=0.02*mol?,则O.lmo也二的H2A中第一步电离的氢离子抑制第二步电离,
故L(H)<0.12*mol?T,正确;答案选D。
4.(24・25高二上•黑龙江哈尔滨•期中)常温时,向NH4F溶液中滴力UNaOH溶液,混合溶液中lgX[X表示
坐[或)]随pH变化如图,已知K“(HF)=1()*,I线和[I线交点横坐标为6.6,下列说法错
c(HF)c(NH3H?€))
误的是
A」线代表c(F品)
B.I线和II线交点的纵坐标为IO.
53
C.Kb(NHrH2O)=10
D.II线和横轴交点坐标为(8.7,0)
【答案】B
【分析】向NHJF溶液中滴加NaOH溶液,随着pH增大,c(F)增大c(HF)减小,除需看增大,c(NH:)
减小C超3・也0增大,lg一~j减小,故I线代表K,I【线代表惶二_据此分析
V7
C(NH,H2O)C(HF)C(NH3H2O)
【解析】A.由分析可知,I线代表A正确;B.I线和I【线交点横坐标为6.6可得C(H+)=10«6,
c(HF)
已知Ka(HF)=10T5,由焉[=焉=偿=]02],故I线和II线交点的纵坐标为1g得J=igio2]=2.i,
B错误;C.I线和II线交点横坐标为6.6可得C(H,)=10<6,C(OH-)=10-74,
耍2=旦二=」一=-3"工="=与=1^=1063,c正确;D.I线和II线交点横坐标
+6674b
c(HF)c(H)c(OH-)C(NH3H2O)IO-IO
为6.6可得票?=_工=」_=_^"工\=弟=_^nKb=l()T.3,横轴交点说明
+666614b
c(HF)c(H)c(OH)c(NHrH2O)1010-
c(NH/)Kc(NH*,),„
T------^-=1,则一^―=--^-4=>c(OH-)=10-53,c(H")=l(r87,pH=8.7,故II线与横轴交点
C(NH3H,O)C(OH-)C(NH3H1O)
坐标为(8.7,0),D止确;故选B。
5.(24-25高二上•江苏苏州•期中)常温下,Ka(CH3COOH)=1.76xlO-5,下列相关说法不正确的是
A.常温下,醋酸溶液中:c(H+)-c(OH)=lxlO«4
B.将pH=2的盐酸和醋酸各1mL分别稀释至100mL,所得醋酸的pH略小
C.向lOmLO.lmol/L醋酸溶液不断加水稀释,、不断增大
c(CH3C00H)
c(CH,COOH)
D.向10mL0.1mol/L醋酸溶液中滴加5滴饱和碳酸钠溶液,"(CHCOO)逐渐增大
【答案】D
【解析】A.常温下,醋酸溶液中,水的离子积常数固定不变,c(H+)-c(OH-)=lxlO»故A正确;B.将pH=2
的盐酸和醋酸各1mL分别稀释至100mL,醋酸为弱酸,稀释会促进电离,氢离子物质的量会增加,所得酷
酸的pH略小,故B正确;C.向10mL().lmol/L醋酸溶液不断加水稀释,温度不变醋酸的电离常数不变,
/ff\
醋酸根离子浓度减小,所以「八八口、不断增大,故C正确;D.向10mL()/mol/L醋酸溶液中滴加5滴饱
c(CH3COOH)
c(CHCOO)...c(CHCOOH),
和碳酸钠溶液,氢离子减小,温度不变醋酸的电离常数不变,,?A,
c(CH5COOH)c(CHCOO)逐渐减小’
故D错误:答案选Do
6.(24・25高二上•湖南•月考)高氯酸(HCIO,)、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,酸性在水溶液中差别不大。
某温度下,高氯酸、硫酸、盐酸和硝酸四种酸在醋酸中的电离常数如下表所示:
物质HC1O4H;SO4HC1HNO3
6.3x10'1.6x1O-94.2xl()T。
K,、2.0x10-5
已知:V2«1,4o依据表格中数据,下列说法错误的是
A.若HC1O4的醋酸溶液中c(HC1O4)=O.lmol•P,则溶液中《田卜1.4x1O^molL-'
B.在醋酸中硫酸的电离方程式为H2so4=2H"+SO;
C.水对这四种酸的强弱区分能力弱于醋酸对这四种酸的强弱区分能力
D.向HeSO,的醋酸溶液中加入适量醋酸,ZSO,的电离平衡正向移动
【答案】B
【解析】A.在冰醋酸中高氯酸存在电离平衡,设高氯酸电离出的c(H+)=xmol/L,由
Ka(HQOj="H知,2.0x10-5:若,解得C1.4X10-3,A正确;B.根据电离平衡常数知,在
冰醋酸中硫酸存在电离平衡,硫酸不能完全电离,其电离方程式为H2sO4-H++HSO4,B错误;C.根据
电离平衡常数知,这几种酸在醋酸中都不完全电离,且电离程度不同,而这四种酸在水中都完全电离,所
以水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但醋酸可以区分这四种酸的强弱,C正确;D.加入适量醋酸,醋
酸的浓度增大,会使H2s的电离平衡正向移动,D正确;故选B。
7.(24・25高二上•黑龙江齐齐哈尔•期中)已知25℃时,生活中常见的醋酸、次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离
平衡常数如下表所示:
物质醋酸次氯酸碳酸亚硫酸
电离平1.8x"5
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