高中化学第一节 电离平衡当堂检测题
展开一、强电解质和弱电解质
1.电解质的分类
2.实验探究
①电解质的强弱与溶液导电能力没有必然联系。电解质溶液的导电能力与离子浓度和离子所带电荷数有关,强电解质溶液的导电能力不一定强。②电解质的强弱与其溶解度无关。某些难溶盐,虽然溶解度小,但其溶于水的部分完全电离,仍属于强电解质。有少数盐尽管能溶于水,但只有部分电离,属于弱电解质,如(CH3COO)2Pb等。
二、弱电解质的电离平衡
1.弱电解质的电离平衡
在一定条件下(如温度和浓度),弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到电离平衡状态。如图所示:
2.影响电离平衡的条件
(1)温度:由于电离过程吸热,升高温度,电离平衡向电离的方向移动;降低温度,电离平衡向逆反应方向移动。
(2)浓度:电解质溶液的浓度越小,它的电离程度就越大。
(3)其他因素:加入含有弱电解质离子的强电解质时,电离平衡向逆反应方向移动;加入能与弱电解质离子反应的物质时,电离平衡向正反应方向移动。
3.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“”表示。如NH3·H2O的电离方程式是NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-,CH3COOH 的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+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H2CO3的电离方程式是H2CO3H++HCOeq \\al(-,3),HCOeq \\al(-,3)H++COeq \\al(2-,3)。
(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)3Fe3++3OH-。
三、电离平衡常数
1.含义: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。对一元弱酸或一元弱碱来说,溶液中弱电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。
2.表示方法:对于ABA++B-。
Ka或Kb=eq \f(cA+·cB-,cAB)(酸用Ka,碱用Kb)。
3.K的意义:它能表示弱电解质的电离能力。
【核心归纳】1.电离平衡的特点
(1)电离过程是吸热的。
(2)分子、离子共存,这完全不同于强电解质。
(3)弱电解质在溶液中的电离都是微弱的。一般来说,电离的分子极少,绝大多数以分子形式存在。如0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液中,c(H+)在1×10-3 ml·L-1左右。
2.外界条件对电离平衡的影响(以CH3COOHCH3COO-+H+为例)
【必备知识基础练】
1.(2023春·四川乐山·高二四川省峨眉第二中学校校考期中)对下列图示描述错误的是:
A.图1为在水中电离示意图
B.图2为HCl在水中电离示意图
C.图3为HI分解反应中分子碰撞时能量不足示意图
D.图4为HI分解反应中分子发生有效碰撞时示意图
【答案】C
【解析】
A.醋酸为弱电解质,在水中部分电离,利用水分子的作用离解成CH3COO-和H3O+,故A说法正确;
B.HCl为强电解质,在水中全部电离,根据示意图,故B说法正确;
C.HI分解成H2和I2,根据示意图,应是碰撞的方向不正确,故C说法错误;
D.HI分解成H2和I2,根据示意图,碰撞方向正确,故D说法正确;
答案为C。
2.(2023春·上海静安·高二上海市回民中学校考期中)关于乙酸的说法错误的是
A.含有羧基B.结构简式为CH3COOHC.能用于除水垢D.在水中完全电离
【答案】D
【解析】A.乙酸的结构简式为CH3COOH,含有羧基,A正确;
B.乙酸的结构简式为CH3COOH,B正确;
C.乙酸能与水垢中的碳酸钙、氢氧化镁等反应,生成可溶性钙、镁盐,从而除去水垢,C正确;
D.乙酸为弱电解质,在水中无法完全电离,D错误;
故答案选D。
3.(2023春·江苏盐城·高二江苏省响水中学校考期中)下列关于电解质的叙述正确的是
A.难溶于水的盐可能是强电解质
B.电解质溶液的浓度越大,其导电性能一定越强
C.多元酸溶液的导电性一定比一元酸的导电性强
D.强电解质熔融时一定完全电离
【答案】A
【解析】A.电解质的强弱与溶解性无关,如硫酸钡就是强电解质,A正确;
B.导电性取决于离子浓度及所带电荷数的多少,弱电解质即使浓度较大,导电性也不一定很强,B错误;
C.选项中没有指明酸的相对强弱及浓度,低浓度的多元弱酸导电性弱于高浓度的一元强酸,C错误;
D.强电解质熔融时不一定能完全电离,如液态HCl不能电离,D错误;
故答案选A。
4.(2023春·四川绵阳·高二四川省绵阳南山中学校考期中)常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离常数分别为1.7×10-5、1.8×10-4,以下关于0.1ml/LCH3COOH溶液、0.1ml/LHCOOH溶液的说法正确的是
A.c(H+):CH3COOH>HCOOH
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,产生氢气的体积:HCOOH>CH3COOH
C.HCOOH与NaOH发生反应的离子方程式为:H++OH-=H2O
D.将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,其电离常数保持不变
【答案】D
【解析】A.由电离常数可知,则等浓度的甲酸电离程度大于乙酸溶液,溶液中氢离子浓度等于乙酸溶液,故A错误;
B.由分析可知,甲酸与乙酸的浓度相同、体积相同则物质的量相同,氢原子个数相同,与过量的镁反应,酸完全反应,则根据原子守恒,产生的氢气的量相同,故B错误;
C.甲酸溶液与氢氧化钠溶液反应生成甲酸钠和水,反应的离子方程式为,故C错误;
D.电离常数为温度函数,温度不变,电离常数不变,则乙酸溶液稀释过程中,甲酸的电离常数保持不变,故D正确;
故选D。
5.(2023春·上海长宁·高二华东政法大学附属中学校考期中)下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】相同浓度的弱酸溶液中,酸的电离平衡常数越大,酸的电离程度越大,则酸的电离度越大,乙酸(甲)电离平衡常数小于一氯乙酸(乙),则相同浓度时甲的电离度小于乙;同一种酸,酸的浓度越大其电离程度越小,即电离度越小,则这两种酸的电离度随着浓度的增大而减小,符合条件的只有B,故答案为B。
【关键能力提升练】
6.(2023春·上海浦东新·高二华师大二附中校考期中)某温度下,HCN和HF的电离常数分别为和。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线Ⅰ代表HF溶液 B.a点溶液中,
C.从c点到d点,溶液中减小(其中HA、分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中相同
【答案】C
【分析】酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,根据电离平衡常数知,酸性:HF>HCN,加水稀释相同倍数时,酸性越强,溶液的pH变化越大,曲线Ⅰ代表HCN 溶液,曲线Ⅱ代表HF溶液。
【解析】A.根据分析可知,曲线Ⅱ代表HF溶液,A错误;
B.a点两溶液的pH相同,则氢离子浓度和氢氧根浓度相同,根据电荷守恒,,,B错误;
C.,则,从c点到d点,温度不变,Ka不变,而c(H+)逐渐减小,因此逐渐减小,C正确 ;
D.体积和pH均相同的HF和HCN溶液,c(HCN)>c(HF),分别滴加同浓度的NaOH溶液至恰好中和,HCN消耗的氢氧化钠溶液体积多HF消耗的NaOH少,溶液中不相同,D错误;
故选C。
7.(2023秋·云南大理·高二统考期末)设为阿伏加德罗常数值。关于常温下的溶液,下列说法正确的是
A.溶液中的数目为
B.加水稀释使电离度增大,溶液减小
C.
D.加入固体,溶液酸性减弱
【答案】D
【解析】A.溶液的pH=3,c(H+)=0.001ml/L,溶液体积未知,无法计算氢离子数目,A错误;
B.弱电解质越稀越电离,则加水稀释使电离度增大,但氢离子浓度减小,溶液pH升高,B错误;
C.根据电荷守恒,,C错误;
D.加入固体,浓度增大,抑制碳酸的电离,溶液酸性减弱,D正确;
故选D。
8.(2023春·江苏连云港·高二统考期中)已知常温下,HCOOH 的酸性强于 CH3COOH。现将 pH=3,体积均为 V0的两种酸溶液分别加水稀释至体积 V,pH 随的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线 I 表示 CH3COOH 溶液的变化曲线
B.溶液中水的电离程度: b>c>d
C.HCOOH 与 NaOH 反应的离子方程式为:
D.a 点两种酸溶液分别与 NaOH 恰好完全中和后,CH3COOH 对应的溶液中 n( )大
【答案】D
【分析】相同pH的酸,酸性强的HCOOH浓度小于CH3COOH。那么再加水稀释的过程中,浓度较大的CH3COOH电离平衡正向产生的H+更多,所以Ⅱ为CH3COOH,Ⅰ为HCOOH。
【解析】A.由上分析,I为HCOOH,A项错误;
B.酸电离的H+浓度越小对水电离的抑制作用就越弱,如图溶液中H+:b>c>d,所以水的电离程度b
D.CH3COOH酸性弱,相同pH的酸,CH3COOH的浓度大消耗NaOH多,所以n( Na+ )大,D项正确;
故选D。
9.(2023春·江西·高二铅山县第一中学校联考阶段练习)有关下列图像的说法正确的是
A.图甲实线、虚线分别表示某可逆反应未使用催化剂和使用催化剂的正、逆反应速率随时间的变化
B.图乙表示常温下稀释pH均为11的MOH溶液和NOH溶液时pH的变化,由图可知溶液的碱性:
C.图丙表示等量在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应:,相同时间后测得含量的曲线,则该反应的
D.图丁表示冰醋酸的导电能力随着加水体积变化的关系,若用湿润的pH试纸测量a点溶液的pH,则测量结果偏大
【答案】C
【解析】A.使用催化剂,同时同倍数改变正逆反应速率,图乙中的虚线不能表示使用催化剂的速率变化,A错误;
B.图乙表示常温下稀释pH均为11的MOH溶液和NOH溶液时pH的变化,由图像可知,稀释相同倍数,MOH溶液中的氢离子浓度小,氢氧根离子浓度大,则说明加水稀释更促进MOH的电离,间接说明MOH的碱性更弱,即碱性:MOH<NOH,B错误;
C.图丙表示等量NO2在容积相同不同温度下分别发生反应,相同时间后测得NO2含量的曲线,由图可知,开始一段时间NO2的含量随温度升高而减小,这是因为温度升高反应速率加快,反应正向进行的程度逐渐增大,当NO2的含量达到最小值曲线的最低点时,该反应达到平衡状态,继续升高温度NO2的含量又逐渐增大,平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,该反应逆反应是吸热反应,则正方向为放热反应,所以该反应的H<0,C正确;
D.图丁可知,a点用少量水稀释后导电能力增强,所以稀释促进醋酸电离,离子浓度增大,若用湿润的pH试纸测量a点溶液的pH值,相当于溶液加水稀释,测量结果偏小,D错误;
答案选C。
10.(2023秋·河南驻马店·高二统考期末)在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示。下列说法错误的是
A.加水前导电能力约为零的原因是冰醋酸中几乎没有自由移动的离子
B.a、b、c三点对应的溶液中,CH3COOH电离程度最大的是c
C.a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由小到大的顺序是c<a<b
D.在b点加入浓硫酸,可使溶液中c(CH3COO-)增大、c(H+)增大
【答案】D
【解析】A.加水前导电能力约为零,是因为冰醋酸没有电离,没有自由移动的离子,A正确;
B.醋酸越稀越电离,所以a、b、c三点对应的溶液中,CH3COOH电离程度由小到大的顺序是正a<b<c,CH3COOH电离程度最大的是c,B正确;
C.溶液的导电能力越强,离子浓度越大,a、b、c三点中,导电能力最强的是b点,所以a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由小到大的顺序是c<a<b ,C正确;
D.在b点加入浓硫酸,可使溶液中c(H+)增大,电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+逆向移动,导致溶液中c(CH3COO-)减小,D错误;
故答案为:D。
11.(2023春·江苏苏州·高二江苏省木渎高级中学校考期中)下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是
A.常温下,测得0.1ml⋅L醋酸溶液的pH约为3
B.常温下,测得0.1ml⋅L醋酸钠溶液的pH约为8
C.常温下,的醋酸溶液和的溶液等体积混合,溶液呈酸性
D.相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应,产生的起始速率相等
【答案】D
【解析】A.常温下,测得0.1 ml/L醋酸溶液的pH=3,c(H+)=10-4ml/L<0.1 ml/L,因此可证明醋酸在水溶液中不完全电离,醋酸是弱酸,存在电离平衡,故A不符合题意;
B.常温下,测得0.1ml⋅L醋酸钠溶液的pH约为8,溶液呈碱性,说明醋酸钠是强碱弱酸盐,醋酸是弱酸,故B不符合题意;
C.常温下,的醋酸溶液和的溶液等体积混合,说明的醋酸溶液浓度大于的溶液的浓度,说明醋酸是弱酸,故C不符合题意;
D.醋酸溶液和盐酸pH相同,则溶液中c(H+)相同,因此分别与同样颗粒大小的锌反应时,产生H2的起始速率相等,这不能证明醋酸是弱电解质,故D符合题意;
故选D。
12.(2023春·安徽芜湖·高二芜湖一中校考期中)常温时,磷酸型体分布优势区域图如下固所示(虚线处表示两种型体浓度相等)。下列有关说法错误的是
A.溶液中存在:
B.用强碱只中和中的“第一个”,可选用甲基橙作指示剂
C.常温时,溶液中,水解常数数量级为
D.的溶液加水稀释,稀释过程中比值增大
【答案】D
【解析】A.根据质子守恒,可得,A项正确;
B.中和掉中的“第一个”,得到溶液,为,与甲基橙的变色点4.4相近,误差不大,故可用甲基橙作指示剂,B项正确;
C.由图可知,故常温时的水解常数为,数量级为,C项正确;
D.磷酸的二级电离平衡常数为,温度不变Ka2为一个常数,加水稀释则降低,比值也减小,D项错误。
答案选D。
13.(2023春·四川绵阳·高二四川省绵阳南山中学校考阶段练习)为了维持正常的生理活动,人体各种体液的pH都要保持在一定的范围。血液的正常pH范围是7.35~7.45.当血浆pH低于7.2会引起酸中毒,高于7.5会引起碱中毒。血浆“”缓冲体系对稳定体系酸碱度有重要作用。该缓冲体系存在如下平衡:,下列说法不正确的是
A.缓冲体系加入少量强碱时,上述平衡逆向移动
B.当大量酸进入到缓冲体系时,体系中将变小
C.该体系中一定存在
D.某温度下的,当血液中时,人体可能已经发生酸中毒
【答案】B
【解析】A.当少量碱进入到人体血液时,发生反应,平衡逆向移动,A正确;
B.当大量酸进入到人体血液时平衡正向进行,c( HCO)减小, ,比值增大,B错误;
C.碳酸氢根离子会电离出少量的碳酸根离子,C正确;
D.当血液中时,,c(H+)=1.010-7ml/L,此时pH=7,不在正常范围内,人体可能已经发生酸中毒,D正确;
故选B。
14.(2023春·辽宁·高二校联考阶段练习)室温下,部分酸的电离平衡常数如下表:
下列离子方程式正确的是
A.草酸滴入足量溶液中:
B.少量通入溶液中:
C.少量甲酸滴入溶液中:
D.草酸与甲酸钠溶液混合:
【答案】C
【解析】A.由表格数据可知, 酸性>,而HClO具有强氧化性,不能生成,A错误;
B.由表格数据可知,酸性<,则少量通入溶液中:,B错误;
C.由表格数据可知,酸性>,则少量甲酸滴入溶液中:,C正确;
D.由表格数据可知,酸性>>,则草酸与甲酸钠溶液混合:,D错误;
故选C。
15.(2023秋·河南平顶山·高二统考期末)酸碱质子理论认为,在反应过程中凡能给出质子的分子或离子都是酸,凡能接受质子的分子或离子都是碱。例如,,。已知几种酸在醋酸中的电离常数如表所示:
请回答下列问题:
(1)上表中四种酸在醋酸中的酸性最弱的是___________(填化学式)。
(2)在液态中表现___________性(填“酸”“碱”或“中”)。
(3)乙醇能发生自偶电离:,根据酸碱质子理论,乙醇既具有碱性又具有酸性。液氨也能发生自偶电离,其发生自偶电离的电离方程式为___________。
(4)常温下,在醋酸溶液中加水,下列物理量一定增大的是___________(填字母)。
A.B.
C.D.
(5)常温下,向溶液中滴加等体积的溶液至溶液恰好呈中性。常温下,的电离常数为___________(用含、的代数式表示。
【答案】(1)
(2)碱
(3)
(4)CD
(5)
【解析】(1)根据电离常数知,高氯酸的酸性最强,硝酸的酸性最弱。
(2)根据在反应过程中凡能给出质子的分子或离子都是酸,凡能接受质子的分子或离子都是碱,醋酸结合硫酸电离出的氢离子,表现碱性。
(3)液氨电离出和铵根离子,电离方程式为。
(4)电离常数与温度有关,A项错误;加入水,氢离子、醋酸根离子浓度都减小,氢氧根离子浓度增大,比值减小,B项错误;,加水稀释,醋酸根离子浓度减小,比值增大,C项正确;加水稀释,氢氧根离子浓度增大,醋酸根离子浓度减小,比值增大,D项正确。故选CD。
(5)中性溶液中含、,其中,,,,故。
【学科素养拔高练】
16.(2023春·江苏苏州·高二校考阶段练习)按要求完成下列空白处
(1)已知25℃时弱电解质的电离平衡常数:,。使的溶液和的溶液分别与的溶液反应,实验测得产生的气体体积(V)与时间(t)的关系如图所示。
①反应开始时,两种溶液产生的速率明显不同的原因是___________;
②用蒸馏水稀释0.10 ml/L的醋酸溶液,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是___________(填序号)。
a. b. c. d.
(2)现有的氢氟酸溶液,调节溶液pH(忽略调节时体积变化),实验测得25℃时平衡体系中、与溶液pH的关系如图所示(已知时溶液中的浓度为):25℃时,的电离平衡常数___________。
【答案】(1) ,溶液中:,越大反应速率越快 b
(2)4.010-4
【解析】(1)①弱电解质的电离平衡常数越大,同浓度的溶液中电离出的离子浓度越大, ,溶液中,越大反应速率越快,所以反应开始时,两种溶液产生的速率明显不同;
②用蒸馏水稀释0.10 ml/L的醋酸溶液,平衡正向移动,但、和浓度均减小。温度不变,、KW不变。
a.,则其数值随水量的增加而减小,a不选;
b.,则其数值随水量的增加而增大,b选;
c. ,浓度减小,不变,则其数值减小,c不选;
d. ,浓度减小,KW不变,则其数值减小,d不选;
故选b。
(2)时,,,,由电离平衡常数的定义可知。
酸
1.0 ml·L-1盐酸
1.0 ml·L-1醋酸
pH大小
小
大
导电能力
强
弱
与镁反应
现象
剧烈反应,产生气体
缓慢反应,产生气体
结论
Mg与盐酸反应速率大,表明盐酸中c(H+)较大,说明在水中盐酸的电离程度大于醋酸的电离程度
实验结论
盐酸比醋酸电离程度大
条件改变
平衡移动
电离程度
n(H+)
c(H+)
导电能力
加水
正向
增大
增大
减小
减弱
升温
正向
增大
增大
增大
增强
加醋酸钠(s)
逆向
减小
减小
减小
增强
通HCl(g)
逆向
减小
增大
增大
增强
加NaOH(s)
正向
增大
减小
减小
增强
酸
(甲酸)
(草酸)
电离平衡常数
酸
HCl
5.8
8.2
8.8
9.4
高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 弱电解质的电离平衡习题: 这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 弱电解质的电离平衡习题,共24页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 电离平衡课后作业题: 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 电离平衡课后作业题,共30页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
化学选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第二节 水的电离和溶液的pH优秀随堂练习题: 这是一份化学选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第二节 水的电离和溶液的pH优秀随堂练习题,文件包含32水的电离和溶液的PH分层解读2022-2023学年高二化学考点分层解读与综合训练人教版2019选择性必修1解析版docx、32水的电离和溶液的PH分层解读2022-2023学年高二化学考点分层解读与综合训练人教版2019选择性必修1原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共18页, 欢迎下载使用。