电离平衡常数(简版1).pdf

电离平衡常数(简版 1)一表达式 1.对于一元弱酸 HA：HAHA，平衡常数KcHcAcHA。2.对于一元弱碱 BOH：BOHBOH，平衡常数KcBcOHcBOH。3.碳酸是二元弱酸(1)电离方程式是 (2)电离平衡常数表达式：Ka1 Ka2 二特点 1.电离平衡常数与温度有关，与浓度、PH 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。3.多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1K2K3，故其酸性取决于第一步电离。三例题 1图()和图()分别为二元酸 H2A 和乙二胺(H2NCH2CH2NH2)溶液中各微粒的百分含量(即物质的量百分数)随溶液 pH 的变化曲线(25)。下列说法是否正确()B乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的Kb2107.15 解析：乙二胺的两步电离为：H2NCH2CH2NH2H2OH3NCH2CH2NH2OH；H3NCH2CH2NH2 H2OH3NCH2CH2NH32 OH，所 以Kb2c（H3NCH2CH2NH32）c（OH）c（H3NCH2CH2NH2），由图()得到，当 pH6.85 时，c(H3NCH2CH2NH2)c(H3NCH2CH2NH32)，所以Kb2c(OH)10(146.85)107.15，选项 B 正确。2 常温时，改变饱和氯水的 pH，得到部分含氯微粒的物质的量分数与 pH 的关系如图所示。下列叙述不正确的是 D该温度下，HClOHClO的电离常数Ka10-7.54 3.常温下，用 0.1000molL1 NaOH 溶液滴定 20.00mL 0.1000 molL1某酸（HA）溶液，溶液中 HA、A的物质的量分数(X)随 pH 的变化如图所示。已知(X)-c(X)c(HA)+c(A)下列说法正确的是 A.Ka(HA)的数量级为 105 解析：A.曲线的交点处，c(HA)=c(A-)，此时pH=4.7，则 -4.7-5+-ac Hc AKHAc HA=1010因此 Ka(HA)的数量级为 10-5，A 项正确；【点睛】利用曲线的交点计算 Ka(HA)，是该题的巧妙之处，因为该点 c(HA)=c(A-)，因此Ka(HA)=c(H+)，同学们在做水溶液中离子平衡的图像题的时候，多关注特殊的点，诸如曲线的交点、起点、恰好反应点、中性点等。4.CH3COOH 为常见的弱酸，在工业生产和生活中有广泛应用。常温下，用 0.1000 molL1 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 某未知浓度的 CH3COOH 溶液，滴定曲线如图所示。其中A点所示溶液中c(CH3COO)2c(CH3COOH)，C点所示溶液中存在：c(CH3COO)c(CH3COOH)c(Na)。则 CH3COOH 的电离平衡常数Ka_，CH3COOH 的实际浓度为_。解析：.结合已知条件c(CH3COO)2c(CH3COOH)可知，电离常数KacCH3COOcHcCH3COOH2cCH3COOHcHcCH3COOH2c(H)2105；根据物料守恒，原溶液中的醋酸的物质的量即为滴定过程中溶液中 CH3COO和 CH3COOH 的物质的量之和，由等式c(CH3COOH)c(CH3COO)c(Na)可知，C点 CH3COO和 CH3COOH 的物质的量之和等于 Na的物质的量，故原醋酸中 CH3COOH 的浓度为 0.1000 molL120.12103 L(20103)L0.1006 molL1。5(2017江苏高考)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。(2)H3AsO3和 H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与 pH 的关系分别如图 1 和图 2 所示。H3AsO4第一步电离方程式 H3AsO4H2AsO4H的电离常数为Ka1，则 pKa1_(pKa1lg Ka1)。解析：(2)由图 2 可知，当 H3AsO4和 H2AsO4的分布分数即浓度相等时，其 pH2.2。H3AsO4第一步电离方程式 H3AsO4H2AsO4H的电离常数Ka1cH2AsO4cHcH3AsO4c(H)102.2，则 pKa1lg Ka1lg 102.22.2。6(2018 天津河西质量调查)室温下，用相同浓度的 NaOH 溶液，分别滴定浓度均为 0.1 mol L1的等体积的三种酸(HA、HB 和 HD)溶液，滴定的曲线如图所示：请按要求回答下列问题：(1)三种酸的电离常数分别为KHA、KHB、KHD，其中最大的是_。解析：(1)根据图像可知，在未滴加 NaOH 溶液时，0.1 molL1的三种酸(HA、HB 和HD)溶液的 pH 均大于 1，说明三种酸均为弱酸，且 HA 的 pH 最小、酸性最强，HD 的 pH最大、酸性最弱，因酸性越强，电离常数越大，故KHAKHBKHD。7(2018石家庄测评).某温度下几种常见酸的电离平衡常数如表所示。(3)若把 CH3COOH、HClO、H2CO3、HCO3、H3PO4、H2PO4、HPO24都看作酸，则它们中酸性最强的是_(填化学式，下同)，最弱的是_。(4)向 NaClO 溶液中通入少量的二氧化碳，发生反应的离子方程式为_；25 时 0.12 molL1 NaClO 溶液的 pH_(已知：lg 20.3，lg 50.7)。(5)该温度下，0.10 molL1 CH3COOH 溶液中的c(H)为_molL1(结果保留两位有效数字)。解析：(3)H3PO4 HPO24(4)CO2ClOH2O=HClOHCO3 10.3 (5)1.3103 8 实验室可用 NaOH 溶液吸收 NO2，反应为 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O。含 0.2 mol NaOH 的水溶液与 0.2 mol NO2恰好完全反应得 1 L 溶液 A，溶液 B 为 0.1 molL1的 CH3COONa溶液，则两溶液中c(NO3)、c(NO2)和c(CH3COO)由大到小的顺序为(已知 HNO2的电离常数Ka7.1104 molL1，CH3COOH 的电离常数Ka1.7105 molL1)()Ac(CH3COO)c(NO3)c(NO2)Bc(NO2)c(NO3)c(CH3COO)Cc(NO3)c(CH3COO)c(NO2)Dc(NO3)c(NO2)c(CH3COO)解析：溶液 A 中c(NaNO3)c(NaNO2)0.1 mol L1，溶液 B 中c(CH3COONa)0.1 mol L1，NO3不水解，NO3浓度最大，由Ka(HNO2)Ka(CH3COOH)可知，酸性：HNO2CH3COOH，水解程度：CH3COONO2，故离子浓度大小顺序为c(NO3)c(NO2)c(CH3COO)，D正确。9(新题预测)硼酸(H3BO3)溶液中存在如下反应：H3BO3(aq)H2O(l)B(OH)4(aq)H(aq)。下列说法正确的是(D)化学式 电离常数(298 K)硼酸 K5.71010 碳酸 K14.4107 K24.71011 醋酸 K1.75105 A将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中一定能观察到有气泡产生 B将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中一定能观察到有气泡产生 C等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较，pH：前者后者 D等物质的量浓度的碳酸溶液和醋酸溶液比较，pH：前者后者 解析：由电离常数可知酸性：CH3COOHH2CO3H3BO3HCO3。A 项中应生成 HCO3；B 项中 CH3COOH 少量，也只生成 HCO3；C 项中碳酸溶液 pH 小；D 项中 CH3COOH 比H2CO3易电离，故醋酸溶液 pH 小。1025 时，向 0.2 molL1的氨水中加水稀释，则图中的y轴可以表示(B)电离程度 c(NH3H2O)c(NH4)c(H)溶液的导电能力 pH NH3H2O 的电离常数Kb c(H)c(OH)A B C D 解析：加水稀释，NH3 H2O 的电离程度增大，错误；加水稀释虽然促进了 NH3 H2O的电离，但由于溶液体积增大得更多，故c(NH3H2O)、c(NH4)、c(OH)均减小，c(H)增大，、正确，错误；溶液中离子浓度减小，导电性减弱，正确；c(OH)减小，pH减小，正确；NH3H2O 的电离常数KbcNH4cOHcNH3H2O只与温度有关，温度不变，Kb不变，错误；c(H)c(OH)Kw，只受温度影响，温度不变，c(H)c(OH)保持不变，错误；综上分析，B 项正确。11(2018山东沂水二模)高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数，从表格中数据判断以下说法中不正确的是(C)酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3 Ka 3.0108 6.3109 1.6109 4.21010 A在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离 B在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸 C在冰醋酸中硫酸的电离方程式为 H2SO4=2HSO24 D水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱 解析：根据电离常数知，在冰醋酸中这几种酸都不完全电离，A 正确；在冰醋酸中，高氯酸的电离常数最大，所以高氯酸的酸性最强，B 正确；在冰醋酸中硫酸存在电离平衡，所以其电离方程式为 H2SO4HHSO4，C 不正确；这四种酸在水中都完全电离，在冰醋酸中电离程度不同，所以水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱，D 正确。12(2018武汉市高三调研)浓度均为 0.1 mol/L、体积均为V0的 HX、HY 溶液，分别加水稀释至体积V，pH 随 lg VV0的变化关系如图所示。下列叙述正确的是(B)C相同温度下，电离常数K(HX)：ab 解析：C 项，温度相同，则电离常数相同，错误 13(2018日照模拟)常温下，向 10 mL b molL1 的 CH3COOH 溶液中滴加等体积的0.01 molL1的 NaOH 溶液，充分反应后，溶液中c(CH3COO)c(Na)，下列说法不正确的是(D)CCH3COOH 的电离常数Ka109b0.01 解析：pH7，c(H)107 molL1，KacCH3COOcHcCH3COOH0.0051070.5b0.005109b0.01 molL1，C 正确 14(2017江苏14)(双选)常温下，Ka(HCOOH)1.77104，Ka(CH3COOH)1.75105，Kb(NH3H2O)1.76105，下列说法正确的是(AD)A浓度均为 0.1 molL1的 HCOONa 和 NH4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和：前者大于后者 B 用相同浓度的 NaOH 溶液分别滴定等体积 pH 均为 3 的 HCOOH 和 CH3COOH 溶液至终点，消耗 NaOH 溶液的体积相等 C0.2 molL1 HCOOH 与 0.1 molL1 NaOH 等体积混合后的溶液中：c(HCOO)c(OH)c(HCOOH)c(H)D0.2 molL1 CH3COONa 与 0.1 molL1盐酸等体积混合后的溶液中(pHc(Cl)c(CH3COOH)c(H)解析：本题考查弱电解质的电离平衡知识。HCOONa 溶液中存在c(Na)c(H)c(HCOO)c(OH)，NH4Cl 溶液中存在c(NH4)c(H)c(Cl)c(OH)，两溶液中有c(Na)c(Cl)，只要比较 HCOONa 溶液中c(H)与 NH4Cl 溶液中c(OH)的大小即可，由电离常数可知，NH4的水解程度比HCOO的大，则NH4Cl溶液中c(H)较HCOONa溶液中c(OH)大，即 NH4Cl 溶液中c(OH)较 HCOONa 溶液中c(H)小，所以c(Na)c(H)c(Cl)c(OH)c(NH4)c(H)，A 项正确；CH3COOH 的电离平衡常数比 HCOOH 的小，即CH3COOH 的酸性弱，则相同 pH 的 CH3COOH 溶液的浓度大于 HCOOH 的，和 NaOH 反应时，CH3COOH 溶液消耗 NaOH 溶液的体积较大，B 项错误；反应后得到c(HCOOH)与c(HCOONa)相等的混合溶液，溶液呈酸性，由电荷守恒得：c(HCOO)c(OH)c(Na)c(H)，由物料守恒得：2c(Na)c(HCOOH)c(HCOO)，则c(HCOO)c(Na)c(HCOOH)，所以c(HCOO)c(OH)c(HCOOH)c(H)，C 项错误；反应后得到c(CH3COONa)c(CH3COOH)c(NaCl)的混合溶液，由物料守恒得：c(CH3COO)c(CH3COOH)2c(Cl)，pHc(Cl)c(CH3COOH)，电离和水解均很微弱，故c(H)小于c(CH3COOH)，D 项正确。15常温下，向 10 mL b molL1的 CH3COOH 溶液中滴加等体积的 0.01 molL1的 NaOH溶液，充分反应后溶液中c(Na)c(CH3COO)，下列说法不正确的是(D)CCH3COOH 的电离常数Ka109b0.01 molL1 解析：反应后溶液呈中性，c(H)107 mol L1，c(CH3COO)c(Na)120.01 mol L10.005 molL1，c(CH3COOH)12(b0.01)molL1，所以 CH3COOH 的电离常数Ka109b0.01 molL1，故 C 正确；16(2018沈阳二模)常温下，向 20 mL 某浓度的硫酸溶液中滴入 0.1 molL1氨水，溶液中水电离的氢离子浓度随加入氨水的体积变化如图。下列分析正确的是(D)CNH3H2O 的电离常数K104 解析：根据题意，无法判断 NH3H2O 的电离常数的大小，C 错误 17.在一定温度下，向冰醋酸中加水稀释，溶液导电能力变化情况如图所示，回答下列问题。(5)若实验测得c点处溶液中c(CH3COOH)0.1 molL1，c(CH3COO)0.001 molL1，则该条件下 CH3COOH 的电离常数Ka_。解析：(5)由 CH3COOH 的电离方程式知c(H)c(CH3COO)0.001 molL1，结合Ka表达式可求出Ka1105。18(3)体积均为 100 mL pH2 的 CH3COOH 与一元酸 HX，加水稀释过程中 pH 与溶液体积的关系如图所示，则 HX 的电离平衡常数_(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数，理由是 _ _。解析：(3)稀释相同倍数时，HX 的 pH 变化比 CH3COOH 大，故酸性：HXCH3COOH，即K(HX)K(CH3COOH)。