人教版 (2019)选择性必修1第一节 电离平衡精品第2课时复习练习题

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【学习目标】
1．了解电离平衡常数的含义。
2．掌握电离平衡常数的有关应用和计算。
【素养目标】
1．通过对电离平衡常数的理解，培养学生“变化观念和平衡思想”的学科素养。
2．通过电离平衡常数的计算，培养学生“证据推理和模型认知”的学科素养。
必备知识与关键能力
知识点一：电离平衡常数
1．定义：一定温度下，对一元弱酸或弱碱在达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，用K(弱酸用Ka，弱碱用Kb)表示。
2．表达式：
【点拨】①对于多元弱酸或弱碱，每一步都有电离常数，通常用Ka1、Ka2或Kb1、Kb2表示，一般大小关系Ka1>Ka2，Kb1>Kb2。
②H2A的两步电离常数表达式分别为Ka1＝eq \f(cH＋·cHA－,cH2A)，Ka2＝eq \f(cH＋·cA2－,cHA－)。
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，表示弱电解质越易电离，酸性或碱性越强。
例如，在25 ℃时，K(HNO2)＝4.6×10－4，K(CH3COOH)＝1.8×10－5，因而HNO2的酸性比CH3COOH强。相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO。
③多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……，故其酸性取决于第一步电离。
4．电离常数的影响因素
(1)电离常数随温度的变化而变化，但由于电离过程热效应较小，温度改变对电离常数影响不大，其数量级一般不变，所以室温范围内可忽略温度对电离常数的影响。
(2)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，电离常数是不会改变的。
5．电离平衡常数的4大应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离平衡常数越大，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。
(3)判断溶液中微粒浓度比值的变化。如加水稀释醋酸溶液，由Ka(CH3COOH)＝eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)不变，稀释后c(CH3COO－)减小，则eq \f(cH＋,cCH3COOH)增大。
(4)计算弱酸或弱碱溶液中电离出离子的浓度。
典例1．下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是( )
A．组成相似时电离平衡常数(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．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K1K3，所以D错。
典例2．已知下面三个数据：6.3×10－4、5.6×10－4、6.2×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生：NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2；NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。由此可判断下列叙述不正确的是( )
A．Ka(HF)＝6.3×10－4
B．Ka(HNO2)＝6.2×10－10
C．三种酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCN
D．Ka(HCN)HCN，由此可判断：Ka(HF)>Ka(HNO2)>Ka(HCN)，其对应数据依次为Ka(HF)＝6.3×10－4、Ka(HNO2)＝5.6×10－4、Ka(HCN)＝6.2×10－10。
典例3．食醋(主要成分CH3COOH)、纯碱(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)均为家庭厨房中常用的物质。已知：
请回答下列问题：
(1)CH3COO－、HCOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)、NOeq \\al(－,2)、CN－结合质子(H＋)的能力从小到大的顺序为 。
(2)CO2通入NaNO2溶液中能否生成HNO2__________，理由是 。
(3)少量CO2通入足量NaCN溶液中，反应的离子方程式为 。
(4)常温下，将20 mL 0.10 ml·L－1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 ml·L－1 HNO2溶液分别与20 mL 0.10 ml·L－1 NaHCO3溶液混合(混合后溶液体积变化忽略不计)。
①反应开始时，v(CH3COOH)________v(HNO2)(填“>”“”“H2CO3>HCN。(2)由于K1(H2CO3)>K(HCN)>K2(H2CO3)，向NaCN溶液中通入CO2气体可制得HCN，但只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3。(3)电离常数越大，逆反应的常数越小，即结合H＋的能力越小。(4)①升高温度促进电离，HCN的电离程度增大。②加水稀释，c(CN－)减小，由于电离常数不变，则eq \f(cH＋,cHCN)增大。
【跟踪练习】 基础过关
1． 下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是( )
A．组成相似时电离平衡常数(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．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K1NaHCO3
C．向Na2CO3溶液中加入足量HX，反应的离子方程式：HX＋COeq \\al(2－,3)===HCOeq \\al(－,3)＋X－
D．HX溶液中c(H＋)一定比HY溶液的大
7．(1)常温下，向a ml·L－1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b ml·L－1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发)，则醋酸的电离常数Ka＝__________________(用含a和b的代数式表示)。
(2)常温下，将a ml·L－1的醋酸与b ml·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka＝____________(用含a和b的代数式表示)。
8． 已知草酸为二元弱酸：H2C2O4HC2Oeq \\al(－,4)＋H＋ Ka1，HC2Oeq \\al(－,4)C2Oeq \\al(2－,4)＋H＋ Ka2，常温下，向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液，所得溶液中H2C2O4、HC2Oeq \\al(－,4)、C2Oeq \\al(2－,4)三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
则常温下：
(1)Ka1＝________。
(2)Ka2＝________。
(3)pH＝2.7时，溶液中eq \f(c2HC2O\\al(－,4),cH2C2O4·cC2O\\al(2－,4))＝____________________。一元弱酸HA
一元弱碱BOH
电离方程式
HAH＋＋A－
BOHB＋＋OH－
电离常数
表达式
Ka＝eq \f(cH＋·cA－,cHA )
Kb＝eq \f(cB＋·cOH－,cBOH)
弱酸
CH3COOH
H2CO3
HNO2
HCN
电离常数
Ka＝1.8×10－5
Ka1＝4.3×10－7
Ka2＝5.6×10－11
Ka＝5.0×10－4
Ka＝6.2×10－10
温度
升高温度，电离平衡向右移动，电离度增大；降低温度，电离平衡向左移动，电离度减小
浓度
当弱电解质溶液浓度增大时，电离度减小；当弱电解质溶液浓度减小时，电离度增大
酸
HX
HY
HZ
浓度/(ml·L－1)
0.12
0.2
0.9
1
1
电离度
0.25
0.2
0.1
0.3
0.5
电离常数
K1
K2
K3
K4
K5
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数/(ml·L－1) (25 ℃)
K＝1.8×10－4
K＝6.2×10－10
K1＝4.5×10－7
K2＝4.7×10－11
弱酸化学式
HX
HY
H2CO3
电离平衡常数
7.8×10－9
3.7×10－15
K1＝4.4×10－7 K2＝4.7×10－11