高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第一节 电离平衡一课一练

第三章　水溶液中的离子反应与平衡

第一节　电离平衡

基础巩固

1.能说明CH3COOH是弱电解质的事实是(　　)。

A.CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱

B.CH3COOH溶液与碳酸钙反应,缓慢放出二氧化碳

C.CH3COOH溶液用水稀释后,氢离子浓度下降

D.0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中,氢离子的浓度约为0.001 mol·L-1

答案:D

解析:D项中氢离子浓度仅为溶液中CH3COOH浓度的1%,说明CH3COOH只有1%发生了电离,从而证明CH3COOH是弱酸。

2.下列说法正确的是(　　)。

A.电离平衡常数受溶液浓度的影响

B.电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱

C.电离常数大的酸溶液中c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大

D.可用CH3COOH和H2CO3的电离常数比较其酸性强弱,其中H2CO3的电离常数为K=

答案:B

解析:影响K的因素只有温度,A项错误;酸溶液中c(H+)的大小除了与K有关外,还与酸的浓度有关,C项错误;比较酸的相对强弱时,多元弱酸要用第一步的电离常数,即,D项错误。

3.H2S是二元弱酸。在其水溶液中,通入或加入少量的下列物质:①HCl　②NH3　③NaHS固体　④Na固体。能使溶液中的c(H+)增大的是(　　)。

A.①② B.②④ 

C.③④ D.①

答案:D

解析:在H2S溶液中存在平衡:H2SH++HS-,HS-H++S2-。当通入HCl时,溶液中n(H+)增大,虽然平衡逆向移动,但c(H+)仍增大;通入NH3或加入金属钠,溶液中c(H+)减小,虽然平衡向右移动,但c(H+)仍减小;加入NaHS固体,使平衡H2SH++HS-逆向移动,故c(H+)减小,故选D。

4.在0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是(　　)。

A.加入水时,平衡逆向移动

B.加入少量Na2CO3固体,平衡正向移动

C.加入少量0.1 mol·L-1HCl溶液,溶液中c(H+)不变

D.加入少量CH3COONa固体,平衡正向移动

答案:B

解析:加入H2O,促进弱电解质的电离,平衡右移,A项错误;加入少量Na2CO3固体,Na2CO3消耗H+,c(H+)减小,使电离平衡正向移动,B项正确;加入盐酸,使溶液中c(H+)增大,电离平衡逆向移动,C项错误;加入CH3COONa固体,使溶液中c(CH3COO-)增大,电离平衡逆向移动,D项错误。

5.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是(　　)。

A.M、N、P三点溶液中的c(H+):M<N<P

B.M、N、P三点CH3COOH的电离程度:P<M<N

C.由图像可知,醋酸的导电能力与CH3COOH的电离程度没有必然联系

D.M、N、P三点溶液用1 mol·L-1 NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:P<M<N

答案:C

解析:由导电能力知,c(H+):N>M>P,A项错误;加水体积越大,越有利于CH3COOH电离,故电离程度:P>N>M,B项错误;由图像可知,溶液的导电能力先增大后减小,而CH3COOH的电离程度随加水量增大一直增大,可见溶液的导电能力与CH3COOH的电离程度没有必然联系,而是取决于溶液中的离子浓度,C项正确;M、N、P三点n(CH3COOH)相同,用1mol·L-1NaOH溶液中和时消耗n(NaOH)相同,故消耗V(NaOH溶液):M=N=P,D项错误。

6.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.75×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离程度与浓度关系的是(　　)。

答案:B

解析:根据甲、乙的电离平衡常数可知,乙酸与一氯乙酸都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度乙酸<一氯乙酸,即甲<乙,选项A、C错误;当浓度增大时,弱电解质的电离程度减小,D项错误,B项正确。

7.在a、b两支试管中,分别加入质量相等、形状相同的一颗锌粒,然后向两支试管中分别加入相同浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。

请回答下列问题。

(1)a、b两支试管中的现象:相同点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　;不同点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)a、b两支试管中生成气体的速率开始时是a　　　(填“>”“<”或“=”,下同)b,反应完毕后生成气体的总体积是a　　　b,理由是　                          　。 

答案:(1)都产生无色气泡,锌粒逐渐溶解　产生气泡的快慢程度不同,锌粒的溶解速率不同,a中的反应较快　c(H+)不同,a中的c(H+)较大

(2)>　=　反应开始时盐酸中c(H+)大;最终两种酸所能提供的H+的总物质的量相等,且金属的总物质的量也相同

解析:HCl是强酸,CH3COOH是弱酸,开始时由于其c(H+)不同,反应速率不同;又由于两种酸能提供的H+的总物质的量相等,而金属的总物质的量也相同,无论是酸过量还是金属过量,最终产物氢气的量一定相同。

8.碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液中c(H+)=2.5×10-6 mol·L-1,c(H2CO3)=1.39×10-5 mol·L-1。则H2CO3HC+H+的电离常数=　。 

答案:4.5×10-7

解析:溶液中的酸性主要由第一步电离决定。由H2CO3H++HC得:

≈≈4.5×10-7。

9.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,判断下列各项中的变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。

(1)c(H+)　　　　　; 

(2)　　　　　; 

(3)　　　　　; 

(4)　　　　　。 

答案:(1)变小　(2)变小　(3)不变　(4)变大

解析:(1)加水稀释,CH3COOH的电离程度增大,但是溶液中c(H+)变小。(2)加水稀释,CH3COOH电离程度增大,n(CH3COOH)减小,n(H+)增大,变小。(3)此式为Ka的倒数,加水稀释,溶液温度不变,Ka不变。(4)加水稀释,CH3COOH电离程度增大,n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大,变大。

10.以下图像是在一定温度下,向不同电解质溶液中加入新物质时溶液的导电能力(I)随加入量(m)的变化曲线。

其中与A变化趋势一致的是　　　　(填序号,下同),与B变化趋势一致的是　　　　,与C变化趋势一致的是　　　　。 

①向Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4溶液至过量　②向CH3COOH溶液中滴入NH3·H2O溶液至过量　③向澄清石灰水中通入CO2至过量　④向NH4Cl溶液中逐渐加入适量NaOH固体　⑤向盐酸中通入适量氨气　⑥向氢氧化钠溶液中通入适量Cl2

答案:②　①③　④⑤⑥

解析:①Ba(OH)2+H2SO4BaSO4↓+2H2O,由于生成沉淀和难电离的水,导电性逐渐减弱,直至恰好完全反应,溶液导电能力几乎为零。当硫酸过量时,导电能力又逐渐增强。

②CH3COOH+NH3·H2OCH3COONH4+H2O,加入氨水,生成强电解质CH3COONH4,导电能力增强,当氨水过量时又相当于稀释CH3COONH4,导电能力又逐渐减弱。

③首先发生反应Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O,随着溶液中离子浓度逐渐减小,导电能力降低,当Ca2+沉淀完全时,溶液导电能力几乎为零。此后继续通CO2气体,发生反应CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,生成可溶性的Ca(HCO3)2,溶液的导电能力又逐渐增强。

④NH4Cl+NaOHNH3·H2O+NaCl,NH4Cl、NaCl均为强电解质,离子浓度基本不变,溶液的导电能力基本不变。

⑤HCl+NH3NH4Cl,HCl、NH4Cl均为强电解质,离子浓度基本不变,溶液的导电能力基本不变。

⑥2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,反应前后,离子的浓度基本不变,溶液的导电能力基本不变。

能力提升

1.从某种植物的花中提取的一种有机化合物(用HIn表示)可用作酸碱指示剂,在水溶液中存在电离平衡:H++。在浓度为0.02 mol·L-1的下列各物质的溶液中加入该指示剂,其中能使指示剂显黄色的是(　　)。

①HCl　②H2O2　③NaCl　④NaHSO4　⑤Na2CO3　⑥NH3·H2O

A.①④⑤ B.②⑥ 

C.①③④ D.⑤⑥

答案:D

解析:要使溶液显黄色,需使平衡向右移动。①、④的溶液中c(H+)大,使平衡左移;③对平衡移动无影响;②中H2O2具有强氧化性,将该有机化合物漂白;⑤、⑥的溶液呈碱性,消耗H+,使平衡右移,指示剂显黄色。

2.(双选)某温度下,等体积、相同c(H+)的盐酸和醋酸分别加水稀释,溶液中的c(H+)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说法正确的是(　　)。

A.Ⅱ表示的是醋酸中c(H+)的变化曲线

B.B点溶液的导电性比C点溶液的导电性强

C.取等体积的A点、B点对应的溶液与同一NaOH溶液反应,消耗的NaOH的量相同

D.B点酸的总浓度大于A点酸的总浓度

答案:AB

解析:CH3COOH属于弱电解质,在稀释时会电离出H+,故稀释时c(H+)的变化要比盐酸中c(H+)的变化慢一些,即Ⅰ是盐酸中c(H+)的变化曲线,Ⅱ是醋酸中c(H+)的变化曲线,A项正确;溶液的导电性与溶液中离子的浓度有关,离子浓度B>C,故导电能力也是B>C,B项正确;A点、B点表示两溶液稀释相同倍数,溶质的物质的量没有发生变化,都等于稀释前的物质的量,稀释前两溶液中c(H+)相同,但CH3COOH为弱酸,则c(CH3COOH)>c(HCl),故稀释前n(CH3COOH)>n(HCl),即若与同一NaOH溶液反应,CH3COOH消耗NaOH多,C项错误;A点酸的总浓度大于B点酸的总浓度,D项错误。

3.(双选)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,下列叙述错误的是(　　)。

A.该溶液中c(H+)为0.01 mol·L-1

B.升高温度,溶液中的c(H+)增大

C.室温时,此酸的电离常数约为1×10-5

D.向该HA溶液中加入少量NaA固体,HA的电离程度会减小

答案:AC

解析:c(H+)=0.1%×0.1mol·L-1=1×10-4mol·L-1,A项错误;HA在水中存在电离平衡,升高温度,平衡向电离的方向移动,c(H+)增大,B项正确;溶液中c(H+)=c(A-)=1×10-4mol·L-1,Ka=≈1×10-7,C项错误;加入NaA固体,c(A-)增大,抑制HA的电离,D项正确。

4.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。右图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列四个选项中的滴定曲线,能正确表示用氨水滴定HCl和CH3COOH混合溶液的是(　　)。

答案:D

解析:HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质,滴加氨水,NH3·H2O先与HCl反应,生成同样为强电解质的NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液中离子浓度减小,所以电导率下降。当HCl被中和完后,继续与弱电解质CH3COOH反应,生成强电解质CH3COONH4,所以溶液电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后,继续滴加氨水,溶液中离子浓度缓慢减小,电导率呈下降趋势。

5.已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下:

(1)25 ℃时,将20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.1 mol·L-1 HSCN溶液分别与20 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示:

反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是             　。

(2)若保持温度不变,在CH3COOH溶液中通入一定量氨气,下列各量会变小的是　　　。 

A.c(CH3COO-)

B.c(H+)

C.CH3COOH电离平衡常数

(3)将Na2CO3溶液与过量HCN溶液混合,判断反应能否发生。若能发生,写出反应的化学方程式: 　                                                             ; 

若不能发生,说明理由: 　                                                             。(本小题选其中一问作答)

答案:(1)HSCN的酸性比CH3COOH的酸性强,其溶液中c(H+)较大,故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率大

(2)B

(3)Na2CO3+HCNNaHCO3+NaCN

解析:(1)由Ka(CH3COOH)=1.75×10-5和Ka(HSCN)=0.13可知,CH3COOH的酸性弱于HSCN的酸性,即在相同浓度的情况下HSCN溶液中H+的浓度大于CH3COOH溶液中H+的浓度,浓度越大反应速率越大。(2)通入氨气,促进CH3COOH的电离,则c(CH3COO-)增大;通入氨气,与H+反应,c(H+)减小;温度不变,CH3COOH电离平衡常数不变。(3)根据电离常数,可知酸性H2CO3>HCN>HC,因此由Na2CO3与过量HCN反应可生成HC,但不能生成CO2。