11 电离平衡文档格式.docx
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C.任何电解质溶液中都存在电荷守恒和物料守恒,根据电荷守恒得c(HCOO—)+c(OH—)=c(Na+)+c(H+),混合溶液中溶质为等物质的量浓度的HCOOH和HCOONa;
D.二者混合后溶液中的溶质为等物质的量浓度的CH3COONa、CH3COOH和NaCl,混合溶液的pH<7,说明醋酸电离程度大于醋酸钠水解程度。
故D正确。
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一.影响电离平衡的因素
⑴浓度:
同一弱电解质,增大溶液的物质的量浓度,电离平衡将向电离的方向移动,但电解质的电离程度减小;
稀释溶液时,电离平衡将向电离方向移动,且电解质的电离程度增大。
在醋酸的电离平衡CH3COOH
CH3COO-+H+加水稀释,平衡向右移动,电离程度变大,但c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)变小,加入少量冰醋酸,平衡向右移动,c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)增大,但电离程度变小。
⑵温度:
温度越高,电离程度越大
由于弱电解质的电离一般是吸热的,因此升高温度,电离平衡将向电离方向移动,弱电解质的电离程度将增大。
⑶同离子效应加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,使电离平衡向逆反应方向移动。
⑷化学反应加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使平衡向电离方向移动。
二.以电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+为例,各种因素对电离平衡的影响可归纳为下表:
移动方向
c(H+)
n(H+)
c(OH-)
导电能力
电离程度
加水稀释
向右
减小
增多
减弱
增大
加冰醋酸
增强
升高温度
加NaOH(s)
减少
H2SO4(浓)
向左
加醋酸铵(s)
加金属Mg
加CaCO3(s)
三.电离方程式的书写
(1)强电解质用“=”,弱电
解质用“
”
(2)多元弱酸分步电离,以第一步为主:
例如:
NaCl=Na++Cl-
NH3·
H2O
NH4++OH—
H3PO4
H++H2PO4—(为主)
(3)酸式盐:
强酸的酸式盐完全电离,一步写出,如NaHSO4=Na++H++SO42一。
弱酸的酸式盐强中有弱酸根离子的要分步写出:
如NaHCO3=Na++HCO3一;
HCO3
一
CO32一+H+
(4)Al(OH)3是中学涉及的一种重要的两性氢氧化物,存在酸式电离和碱式电离:
Al3++3OH-
Al(OH)3
AlO2-+H++H2O
【拓展提升】
电解质溶液的导电性和导电能力
⑴电解质不一定导电(如NaCl晶体、无水醋酸),导电物质不一定是电解质(如石墨),非电解质不
导电,但不导电的物质不一定是非电解质。
⑵电解质溶液导电能力是由溶液中自由移动的离子浓度决定的,离子浓度大,导电能力强;
离子浓度小,导电能力弱。
离子浓度大小受电解质的强弱和溶液浓度大小的决定。
所以强电解质溶液导电能力不一定强,弱电解质溶液导电能力也不一定弱。
【名师点拨】
电解质的电离情况分类说明:
①NaCl、NaOH等盐、强碱类离子化合物在水溶液里或熔融状态下都能发生电离,都能导电。
② Na2O、MgO等活泼金属氧化物类离子化合物在熔融状态下能电离且能导电,或与水反应(Na2O),或不溶于水,因此不谈他们在水溶液中的电离。
③H2SO4,HCl,CH3COOH等酸类共价化合物在水溶液中能电离,能导电,但在熔融状态下不电离、不导电,在其纯溶液中只有分子,没有离子。
注意:
共价化合物在熔融状态下不发生电离。
④NaHCO3、NH4Cl等热稳定性差的盐类电解质受热易分解,因此只谈它们在水溶液中的电离。
⑤强酸的酸式盐在熔融状态下和水溶液里的电离程度是
不同的:
NaHSO4溶于水NaHSO4=Na++H++SO42-,NaHSO4熔融状态下NaHSO4=Na++HSO4-
四.电离平衡常数
1.一元弱酸:
CH3COOH
H++CH3COO-
2.一元弱碱:
NH3·
(1)电离平衡常数是温度函数,温度不变K不变,不随浓度的改变而改变。
(2)K值越大,该弱电解质较易电离,其对应的弱酸弱碱较强;
K值越小,该弱电解质越难电离,其对应的弱酸弱碱越弱;
即K值大小可判断弱电解质相对强弱。
(3)多元弱酸是分步电离的,一级电离程度较大,产生H+,对二级、三级电离产生抑制作用。
如:
H3PO4
H++H2PO
K1=7.1×
10-3
H2PO
H++HPO
K2=6.3×
10-8
HPO
H++PO
K3=4.20×
10-13
① 电离常数表达式中各组分的浓度均为平衡浓度.
② 多元弱酸溶液中的c(H+)是各步电离产生的c(H+)的总和,在每步的电离常数表达式中的c(H+)是指溶液中H+的总浓度而不是该步电离产生的c(H+).
③ 电离常数的特征.同一弱电解质的稀溶液的电离常数的大小与溶液的浓度无关,只随温度的变化而变化.温度不变,K值不变;
温度不同,K值也不同.但由于电离常数随温度的变化不大,在室温时,可不考虑温度对电离常数的影响.
④ 电离常数的意义
a表明弱电解质电离的难易程度.K值越大,离子浓度越大,该电解质越易电离;
反之,电解质越难电离。
b比较弱酸或弱碱相对强弱.例如在25℃时,HNO2的K=4.6×
10-4,CH3COOH的K=1.8×
10-5,因此HNO2的酸性比CH3COOH的酸性强。
小题快练
1.(2018届辽宁葫芦岛市普通高中高三上学期期末)设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.1mol
苯乙烯中含碳碳双键数为4NA
B.盛有SO2的密闭容器中含有NA个氧原子,则SO2的物质的量为0.5mol
C.标准状况下,2.24LCl2溶于水,转移6.02×
1022个电子
D.1L0.1mol•L-1
的氨水中有0.1NA个NH4+
【答案】B
2.(2018届四川省绵阳市高三第二次诊断)室温下,浓度均为0.1mol/L.体积均为V0的NaX、NaY溶液分别加水稀释至体积V。
已知pOH=-lgc(OH-),pOH与
的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.HX、HY都是弱酸,且Ka(HX)>
Ka(HY)
B.图中pOH随
变化始终满足直线关系
C.
=3时,NaX溶液中所含离子总数小于NaY溶液
D.分别向稀释前的两种溶液加盐酸至pH=7时,c(X-)=c(Y-)
【答案】A
【解析】A.NaX、NaY溶液pOH≠7,表明NaX、NaY发生水解,所以HX、HY都是弱酸,浓度均为0.1mol/L.的NaX、NaY溶液的pH分别为4和3,表明水解程度:
NaX<
NaY,所以Ka(HX)>
Ka(HY),故A正确;
B.当
很大时,图中pOH变化很小,所以图中pOH随
变化不会始终满足直线关系,故B错误;
C.溶液中电荷守恒:
c(X-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(OH-)+c(Y-)=c(Na+)+c(H+),
=3时,NaX溶液中pOH较大,c(OH-)较小,c(H+)较大,所含离子总数大于NaY溶液,故C错误;
D.分别向稀释前的两种溶液加盐酸至pH=7时,溶液中电荷守恒:
c(X-)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),c(OH-)+c(Y-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),将c(OH-)=c(H+)代入得,c(X-)+c(Cl-)=c(Na+),c(Y-)+c(Cl-)=c(Na+),由于NaX溶液中pOH较大,加入盐酸较少,c(Cl-)较小,所以c(X-)>
c(Y-),故D错误。
故选A。
3.(2018届天津市和平区高三上学期期末)常温下,下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.向NH4Cl
溶液中加入NaOH
溶液至呈中性,溶液中c(Na+)=c(NH3·
H2O)
B.用少量水稀释0.1mol·
L-1氨水时;
溶液中
C.将Na2CO3溶液从20℃升温至30
℃,溶液中
D.pH=
5.5
的CH3COOH
与CH3COONa
混合溶液中c(Na+)>
c(CH3COO-)
【解析】A.向NH4Cl
溶液至呈中性,溶液中c(Na+)+c(NH4+)=c(Cl-),而由NH4Cl
的物料守恒可知,c(NH3·
H2O)+c(NH4+)=c(Cl-),两式联列可得:
c(Na+)=c(NH3·
H2O),A正确;
L-1氨水时,平衡正向移动,等体积溶液中,氢氧根的物质的量增大,而一水合氨的物质的量减小,所以,溶液中
增大,B错误;
℃,促进碳酸根离子的水解,平衡正向移动,水解平衡常数增大,由水解平衡常数表示式可知,溶液中
减小,C错误;
混合溶液,CH3COOH电离大于CH3COO-的水解,CH3COONa的物料守恒可知,c(CH3COO-)>
c(Na+),D错误。
答案选A。
4.(2018届辽宁师范大学附属中学高三上学期期末)巳知:
25℃时某些弱酸的电离平衡常数。
下面图像表示常温下稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时、溶液pH随加水量的变化,下列说法正确的是
HClO
H2CO3
Ka=1.8×
10-3
Ka=3.0×
10-8
Ka1=4.1×
10-7
Ka2=5.6×
10-11
A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>
c(ClO-)>
c(CH3COO-)>
c(OH-)>
B.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为:
2ClO-+CO2+H2O=2HClO+CO32-
C.图像中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度
D.图像中a、c两点处的溶液中
相等(HR代表CH3COOH或HClO)
【解析】A.酸性:
CH3COOH>
HClO,所以水解程度:
CH3COONa<
NaClO,因此,相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中各离子浓度的大小关系是c(Na+)>
c(H+),故A错误;
B.酸性:
H2CO3>
HClO>
HCO3-,所以向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为:
ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-,故B错误;
C.图像中pH变化较快的酸的酸性较强,浓度较小,所以a点酸的总浓度小于b点酸的总浓度,故C错误;
D.图像中a、c两点处的溶液中盐的水解常数相等,所以
相等,故D正确。
故选D。
5.(2018届北京市东城区高三第一学期期末)常温时,向20mL0.1mol/L的CH3COOH溶液中逐滴滴加0.1mol/L的NaOH溶液,滴入NaOH溶液的体积与溶液pH的变化如图所示。
下列说法正确的是
A.a点的pH=1
B.b点时,c(CH3COO—)=0.05mol/L
C.c点时,V(NaOH)=20mL
D.反应过程中
的值不断增大
【解析】A、CH3COOH为弱酸,部分电离,a点为0.1mol/L的CH3COOH溶液,c(H+)浓度小于0.1mol/L,则pH大于1,故A错误;
B、b点溶质为CH3COOH和CH3COONa,二者物质的量相等;
溶液体积由20mL扩大为30mL,根据物料守恒c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol/L×
;
CH3COOH的电离和CH3COO-的水解均是微弱的,则二者的浓度应均接近于
≈0.033mol/L,不会等于0.05mol/L,故B错误;
C、假设c点时,V(NaOH)=20mL,则CH3COOH与NaOH恰好完全反应生成CH3COONa,此时溶液显碱性,pH>7,与图不符,故假设不成立,故C错误;
D、
,随着NaOH的加入,溶液的碱性逐渐增强,c(H+)逐渐减小,而温度不变,Ka不变,则
的值逐渐增大,故D正确。
6.(2018届北京市东城区高三第一学期期末)下列表述合理的是
A.苯与乙炔的实验式均是C2H2
B.H2O2的电子式是
C.溴乙烷的比例模型是
D.NH3﹒H2O的电离方程式是NH3﹒H2O==
+
【答案】C
7.(2018届北京市海淀区高三上学期期末)现有常温下体积均为10mL、pH=3的两种溶液:
①HCl溶液,②CH3COOH溶液。
下列说法中,正确的是
A.溶液中溶质的物质的量浓度:
①>
②
B.溶液中酸根的物质的量浓度:
①=②
C.加水稀释至1L,溶液的pH:
①<
D.分别加入等浓度NaOH溶液至中性,消耗NaOH的量:
【解
析】A.HCl是强电解质,在溶液中完全电离,CH3COOH是弱电解质,在溶液中部分电离,则pH相等的两种溶液中,溶质的物质的量浓度:
②>
①,故A错误;
B.两溶液的pH相等,说明两溶液中c(H+)相等,由电离方程式HCl=H++Cl-和CH3COOH
H++CH3COO-可知,溶液中酸根离子的物质的量浓度:
①=②,故B正确;
C.加水稀释至1L,则两溶液均稀释100倍,因HCl是强电解质,在溶液中完全电离,稀释后HCl溶液的pH=5,CH3COOH是弱电解质,在溶液中部分电离,稀释后CH3COOH溶液的pH:
3<pH<5,所以两溶液的pH:
②<
①,故C错误;
D.根据A项分析可知,10mL、pH=3的两溶液中溶质的物质的量浓度:
①,则分别加入等浓度NaOH溶液至中性,消耗NaOH的量:
①<②,故D错误;
答案选B。
8.(2018届广东省东莞市高三上学期期末教学质量检查)常温时,1mol·
L-1的HClO2和1mol·
L-1的HMnO4两种酸溶液,起始时的体积均为V0,分别向两溶液中加水进行稀释,所得曲线如图所示。
下列说法正确的是()
A.当稀释至pH均为3时,溶液中c(ClO2-)>
c(MnO4-)
B.在0≤pH≤5时,HMnO4溶液满足:
pH=1g
C.常温下,浓度均为0.1mol·
L-1的NaClO2和NaMnO4溶液的pH:
NaMnO4>
NaClO2
D.稀释前分别用1mol·
L-1的NaOH溶液中和,消耗的NaOH溶液体积:
HMnO4>HClO2
【解析】从图像可知,V/V0=1000时,1mol·
L-1的HMnO4稀释后的溶液pH=3,所以HMnO4为强酸,HClO2为弱酸;
同浓度的两种酸,当pH均为3时,根据物料守恒规律:
HMnO4溶液:
c(H+)=c(MnO4-);
HClO2溶液:
c(H+)=c(ClO2-)+c(HClO2);
根据上述等式看出溶液中c(ClO2-)<
c(MnO4-);
A错误;
酸性:
HClO2<
HMnO4,同浓度的NaClO2水解显碱性,pH>
7,NaMnO4溶液不水解显中性;
C错误;
两种都为一元弱酸,同体积同浓度中和1mol·
L-1的NaOH溶液能力相同,D错误;
根据图像可知:
因为HMnO4为强酸,满足0≤pH≤5时,溶液的pH与溶液体积稀释的关系pH=1g
+1-1=1g
C正确;
正确答案选C。
9.(2018届福建省泉州市普通高中高三单科质量检查)已知某酸H2B在水溶液中存在下列关系:
H2B=H++HB-,HB-
H++B2-。
则下列关于酸式盐NaHB溶液的说法中正确的是
A.电离方程式:
NaHB=Na++H++B2-
B.NaHB溶液可能呈酸性或碱性
C.NaHB和NaOH溶液反应的离子方程式:
HB-+OH-=H2O+B2-
D.该溶液中:
c(Na+)=c(H2B)+c(HB-)+c(B2-)
【解析】A.HB-难电离,所以电离方程式:
NaHB=Na++HB-,故A错误;
B.HB-只电离,不水解,所以NaHB
溶液呈酸性,故B错误;
C.NaHB
和NaOH
溶液反应的离子方式:
HB-+OH-=
H2O+B2-,故C正确;
D.该溶液中不存在H2B,所以c(Na+)=c(HB-)+c(B2-),故D错误。
故选C。
10.(2018届天津市河西区上学期期末)常温下,Ka(CH3COOH)=2×
10-5,
Ka(HCOOH)=2×
10-4,Kb(NH3·
H2O)=2×
10-5,下列说法不正确的是
A.向0.1mol/LHCOOH溶液中加入少量水,溶液中c(H+)/c(HCOOH)增大
B.浓度均为0.1mol/L的HCOOH和NH4Cl溶液,由水电高出的c(OH-)前者小于后者
C.用0.1mol/L的NaOH溶液分别中和等体积等pH的HCOOH和CH3COOH溶液,消耗NaOH溶液的体积相等
D.0.05mol/L的CH3COOH溶液中pH=3
11.(2018届福建省三明市第一中学高三上学期第二次月考)常温下,pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液,分别加水稀释至体积为V,溶液pH随lg
的变化关系如图所示,下列叙述错误的是
A.常温下:
Ka(HB)>
Ka(HC)
B.HC的电离度:
a点<
b点
C.当lg
=4时,三种溶液同时升高温度,
D.当lg
=5时,HA溶液的pH为7
【解析】A项,由图可知,HA稀释10倍pH增大1,则HA为强酸,HB、HC稀释10倍pH增大值小于1,则HB、HC为弱酸,HB、HC稀释同等倍数,pH的改变值:
HB
HC,酸性:
HC,常温下,Ka(HB)
Ka(HC),正确;
B项,对HC,b点稀释的倍数大于a点,加水稀释促进弱酸的电离,HC的电离度:
a点
b点,正确;
C项,HA为强酸,对HA溶液升高温度,c(A-)不变,对HC溶液升高温度促进HC电离,c(C-)增大,
减小,正确;
D项,HA溶液为酸溶液,无论如何稀释pH
7,错误;
答案选D。
12.(2018届福建省三明市第一中学高三上学期第二次月考)常温下用0.10mol·
L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol·
L-1CH3COOH(Ka=1.75×
10-5)溶液和HCN(Ka=4.9×
10-10)溶液所得滴定曲线如下图。
A.曲线I和曲线II分别代表的是CH3COOH和HCN
B.点①和点②所示溶液中:
C.点③和点⑤所示溶液中由水电离出的c(H+):
⑤>
③
D.在点②和③之间(不包括端点)存在关系:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
【解析】A项,CH3COOH的Ka大于HCN的Ka,物质的量浓度都是0.1mol/L的CH3COOH溶液的pH小于HCN,曲线I代表的是HCN,曲线II代表的是CH3COOH,错误;
B项,点①和点②表示加入10mLNaOH溶液,此时点①中的物料守恒为c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),点②中的物料守恒为c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),由于两溶液中c(Na+)相等,则c(HCN)+c(CN-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),即c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH),正确;
C项,点③溶液由CH3COONa和CH3COOH混合而成,点⑤溶液由NaCN和HCN混合而成,点③和点⑤溶液中的OH-全部来自水电离,点③和点⑤溶液的pH都等于7,点③和点⑤溶液中水的电离程度相等,错误;
D项,NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的过程中,溶液中存在电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=c(C