高考化学 平衡类问题攻略 专题02 电离平衡Word文档下载推荐.docx
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L-1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是
A.将溶液稀释到原体积的10倍
B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积的0.2mol·
L-1盐酸
D.提高溶液的温度
【答案】B
【解析】醋酸中存在电离平衡:
CH3COOH
CH3COO‒+H+,加水稀释10倍,若不考虑电离平衡移动,溶液中c(H+)变为原来的十分之一,pH增大1个单位,但稀释过程中电离平衡正向移动,H+的物质的量增多,所以pH变化不足1个单位,即pH<(a+1),A错误;
加入CH3COONa固体,c(CH3COO‒)增大,平衡逆向移动,c(H+)减小,pH增大,pH有可能变为(a+1),B正确;
加入0.2mol·
L-1盐酸,虽然c(H+)增大,平衡逆向移动,但是c(H+)比原来的大,pH减小,C错误;
由于弱电解质的电离过程吸热,所以升高温
度,平衡正向移动,c(H+)增大,pH减小,D错误。
外界条件对弱电解质电离的影响
以CH3COOH
CH3COO-+H+ ΔH>0为例:
改变
条件
平衡移动方向
c(CH3COOH)
n(H+)
c(H+)
c(CH3COO-)
电离
程度
导电
能力
电离平衡常数
加水稀释
→
减小
增大
减弱
不变
加少量冰醋酸
增强
通入HCl气体
←
加NaOH固体
加CH3COONa固体
加入镁粉
升高温度
1.将浓度为0.1mol·
L-1HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是
A.c(H+)B.Ka(HF)
C.
D.
【答案】D
【解析】在0.1mol/LHF溶液中存在如下电离平衡:
HF
H++F-,加水稀释,平衡正向移动,但c(H+)减小,A错误;
电离平衡常数与浓度无关,其数值在稀释过程中不变,B错误;
加水后,平衡正向移动,n(F−)、n(H+)都增大,但由于水电离产生的n(H+)也增大,故C项比值减小,C错误;
变形后得
,稀释过程中Ka(HF)不变,c(F−)逐渐减小,故其比值始终保持增大,D正确。
2.已知25℃下,醋酸溶液中存在下述关系:
Ka=
=1.75×
10-5,其中Ka的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数。
有关Ka的下列说法正确的是
A.当向该溶液中加入一定量的硫酸时,Ka值增大
B.升高温度,Ka值增大
C.向醋酸溶液中加水,Ka值增大
D.向醋酸溶液中加氢氧化钠,Ka值增大
【解析】同一弱电解质的电离平衡常数只受温度的影响,升高温度,电离平衡常数增大。
题型二电离平衡与图形关系
电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。
如图是用KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。
下列示意图中,能正确表示用NH3·
H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是
A.
B.
C.
D.
【解析】本题考查了溶液中离子浓度的变化,重点考查考生的自学能力。
原盐酸与醋酸混合溶液显酸性,加氨水生成
,由于溶液体积增大,相当于稀释,电导率减小,加到一定程度后,因为醋酸是弱酸,其与氨水生成醋酸铵这种强电解质,溶液导电率增大,反应完全后,再加入氨水,由于氨水是弱电解质,导电能力下降。
一元强酸(碱)和一元弱酸(碱)稀释时的pH变化图像
等pH的一元强碱和一元弱碱
等pH的一元强酸和一元弱酸
等浓度的一元强碱和一元弱碱
等浓度的一元强酸和一元弱酸
变化
图像
a、b意义
a代表强酸或强碱;
b代表弱酸或弱碱
图像特点
稀释相同倍数时,强酸、强碱pH变化程度大;
无限稀释都只能无限趋近于7,但酸要小于7,碱要大于7
1.pH=1的两种酸溶液A、B各1mL,分别加水稀释到1000mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法不正确的是
A.A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性弱
C.若a=4,则A是强酸,B是弱酸
D.若1<
a<
4,则A、B都是弱酸
【答案】A
【解析】由图可知,稀释相同的倍数,A的pH变化大,则A的酸性比B的酸性强,对于一元强酸来说c(酸)=c(H+),但对于一元弱酸,c(酸)>
c(H+),则A、B两种酸溶液的物质的量浓度不相等,A不正确;
由图可知,稀释后B的pH小,c(H+)大,则A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性弱,B正确;
由图可知,若a=4,完全电离,则A是强酸,B的pH变化小,则B为弱酸,C正确;
pH=1的酸,加水稀释到1000倍,若pH=4,则为强酸,若1<
4,则A、B都是弱酸,D正确。
2.浓度均为0.10mol·
L−1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg
变化如图所示。
下列叙述错误的是
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:
b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH−)相等
D.当lg
=2时,若两溶液同时升高温度,则
【解析】由图可知MOH溶液稀释104倍时pH改变了4个单位,而ROH溶液稀释104倍时pH改变小于4个单位,所以MOH是强碱,ROH是弱碱,A项正确;
加水稀释促进电离,ROH的电离程度:
b点大于a点,B项正确;
若两溶液无限稀释,则两溶液接近中性,二者氢氧根离子浓度相等,C项正确;
当稀释100倍时,同时加热,MOH中c(M+)不变,加热促进ROH电离,c(R+)增大,
减小,D项错误。
对于强酸,体积扩大10倍,pH增加1个单位;
对于强碱,体积扩大10倍,pH减小1个单位;
对于弱酸,体积扩大10倍,pH增加小于1个单位;
对于弱碱,体积扩大10倍,pH减小小于1个单位;
而当无限稀释时,只能接近中性,酸不能变成碱,碱不能变成酸。
题型三酸碱溶液混合的pH计算
在室温下等体积的酸和碱的溶液,混合后pH一定小于7的是
A.pH=3的硝酸跟pH=11的氢氧化钾溶液
B.pH=3的盐酸跟pH=11的氨水
C.pH=3的硫酸跟pH=11的氢氧化钠溶液
D.pH=3的醋酸跟pH=11的氢氧化钡溶液
【解析】pH=3的硝酸中c(H+)=1×
10−3mol/L,pH=11的氢氧化钾溶液中c(OH−)=1×
10−3mol/L,在室温下等体积混合后,pH=7,A错误;
pH=3的盐酸中c(H+)=1×
10−3mol/L,pH=11的氨水中c(OH−)=1×
10−3mol/L,由于氨水为弱碱溶液,c(NH3·
H2O)>
1×
10−3mol/L,则在室温下等体积混合后,氨水过量,pH>
7,B错误;
pH=3的硫酸中c(H+)=1×
10−3mol/L,pH=11的氢氧化钠溶液中c(OH−)=1×
10−3mol/L,在室温下等体积混合后,pH=7,C错误;
pH=3的醋酸c(H+)=1×
10−3mol/L,pH=11的氢氧化钡溶液中c(OH−)=1×
10−3mol/L,由于醋酸为弱酸,c(CH3COOH)>
10−3mol/L,则在室温下等体积混合后,醋酸过量,pH<
7,D正确。
酸碱混合的有关规律
(1)等体积的强酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25℃)
若混合前pH1+pH2>
14,则混合后溶液呈碱性,pH混>
7;
若混合前pH1+pH2=14,则混合后溶液呈中性,pH混=7;
若混合前pH1+pH2<
14,则混合后溶液呈酸性,pH混<
7。
(2)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系(25℃)
若pH1+pH2=14,则V酸=V碱;
若pH1+pH2≠14,则
(3)等体积的强酸(pH1)与弱碱(pH2)混合(25℃),若pH1+pH2=14,由于弱碱过量,pH混>
(4)等体积的弱酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25℃),若pH1+pH2=14,由于弱酸过量,pH混<
注意事项
(1)一般情况下,若ΔpH(pH的差值)≥2的两种强酸溶液等体积混合,pH=pH小+0.3;
若ΔpH≥2的两种强碱溶液等体积混合,pH=pH大−0.3(相当于把pH小的酸溶液或pH大的碱溶液稀释到了原来的2倍)。
(2)酸按酸,碱按碱,同强混合在之间;
异强混合看过量。
若是碱碱混合或者酸碱混合且碱过量,一定要先算c(OH−),再算c(H+)及pH,或先算c(OH−),再算pOH、pH。
1.将pH=1的盐酸平均分成两份,一份加入适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液,pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比为
A.9∶1B.10∶1C.11∶1D.12∶1
【答案】C
【解析】将pH=1的盐酸加适量水,pH升高了1,说明所加的水是原溶液的9倍;
另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后,pH升高了1,则10−1×
1−10−1·
x=10−2·
(1+x),解得x=
,则加入的水与NaOH溶液的体积比为9∶
=11∶1。
2.求室温下,下列溶液的pH(忽略混合后溶液体积的变化,已知lg2=0.3,lg5=0.7)。
(1)pH=1的盐酸与等体积蒸馏水混合;
(2)pH=13的NaOH溶液与等体积蒸馏水混合;
(3)pH=13的NaOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合;
(4)pH=1的盐酸与pH=3的盐酸等体积混合;
(5)pH=3的盐酸与pH=13的NaOH溶液等体积混合;
(6)pH=1的盐酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合。
【答案】
(1)1.3
(2)12.7 (3)12.7
(4)1.3 (5)12.7(6)1.3
【解析】
(1)c(H+)=
=5×
10−2mol·
L−1,pH=−lg(5×
10−2)=1.3。
(2)c(OH−)=
L−1,c(H+)=
mol·
L−1=2×
10−13mol·
L−1,pH=12.7。
(3)c(OH−)=
≈5×
L−1,则c(H+)=
L−1,即pH=12.7。
(4)c(H+)=
L−1,即pH=1.3。
(5)盐酸中:
c(H+)=1×
10−3mol·
L−1,NaOH溶液中:
c(OH−)=0.1mol·
L−1,故两溶液等体积混合后,NaOH过量,c(OH−)=
≈5×
L−1即pH=12.7。
(6)盐酸过量,c(H+)≈
题型四弱酸及其盐在溶液中的离子分配系数
改变0.1
二元弱酸
溶液的pH,溶液中的
、
的物质的量分数
随pH的变化如图所示[已知
]。
A.pH=1.2时,
B.
C.pH=2.7时,
D.pH=4.2时,
【解析】A、根据图像,pH=1.2时,H2A和HA−相交,则有c(H2A)=c(HA−),故A说法正确;
B、pH=4.2时,c(A2−)=c(HA−),根据第二步电离HA−
H++A2−,得出:
K2(H2A)=c(H+)×
c(A2−)/c(HA−)=c(H+)=10−4.2,故B说法正确;
C、根据图像,pH=2.7时,H2A和A2−相交,则有
,故C说法正确;
D、由图知,pH=4.2时,c(HA−)=c(A2−),H2A电离出一个HA−时释放出一个H+,电离出一个A2−时,释放出2个H+,同时水也会电离出H+,因此c(H+)>c(HA−)=c(A2−),错误。
分布系数是指弱电解质溶液中,某一组分的平衡浓度占总浓度的分数,常用δ表示。
分布曲线是以pH为横坐标,分布系数为纵坐标,分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
1.一元弱酸:
以醋酸为例,对于总浓度为c的CH3COOH溶液,溶液中与CH3COOH相关的只有c(CH3COOH)和c(CH3COO-)两种,则c=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),从图1中得出:
CH3COOH分布系数为δ0,CH3COO-分布系数为δ1,δ1随着pH的升高而增大,δ0随着pH的升高而减小。
当pH<
pKa时,主要形体是CH3COOH;
当pH>
pKa时,主要形体是CH3COO-。
δ0与δ1曲线相交在δ0=δ1=0.5处,此时c(CH3COOH)=c(CH3COO-),即pH=pKa,CH3COOH和CH3COO-各占一半。
这一结论可应用于任何一元弱酸(碱)。
同时,只要知道某一元弱酸(碱)在一定pH的分布系数和酸(碱)的分析浓度,就很容易计算它在该pH时的平衡浓度。
2.二元酸:
以草酸为例(碳酸与之相似),其δ与pH曲线如图2所示,δ0为H2C2O4、δ1为
、δ2为
由图2看出,当溶液的pH=pKa1时δ0=δ1,pH=pKa2时δ1=δ2。
pKa1时,H2C2O4占优势;
在pKa1<
pH<
pKa2区间,H
占优势;
pKa2时,
为主要存在形体。
由计算可知,在pH=2.75时H
占94.2%,而H2C2O4和
分别为2.6%和3.2%,说明在H
占优势的区域内,三种形体可以同时存在。
1.25℃,有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·
L-1的一组醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH值的关系如图所示。
下列有关离子浓度叙述正确的是
A.pH=5.5溶液中:
c(CH3COOH)>
c(CH3COO-)>
c(H+)>
c(OH-)
B.W点表示溶液中:
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.pH=3.5溶液中:
c(Na+)-c(H+)+c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1mol·
L-1
D.向W点所表示溶液中通入0.05molHCl气体(溶液体积变化可忽略):
c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
【解析】A项,根据图示可以看出pH=5.5时,c(CH3COOH)<
c(CH3COO-);
B项,根据溶液中电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故是正确的;
C项,c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),再把题干中的c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·
L-1代入即可得c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1mol·
L-1,故C是错误的;
D项,向W点所表示溶液中通入0.05molHCl气体,氯化氢和醋酸钠反应生成醋酸,溶液中电荷守恒关系为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-),故D是错误的。
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