2024-2025学年高中化学专题三溶液中的离子反应1-2弱电解质的电离平衡课时作业含解析苏教版选修4

PAGEPAGE7弱电解质的电离平衡时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共50分)1．化合物HIn在水溶液中因存在以下电离平衡而可用作酸碱指示剂：HIn(溶液)H＋(溶液)＋In－(溶液)红色黄色有浓度为0.02mol/L的下列溶液：①盐酸；②石灰水；③NaCl溶液；④NaHSO4溶液；⑤NaHCO3溶液；⑥氨水。其中能使指示剂呈红色的是(C)A．①④⑤ B．②⑤⑥C．①④ D．②③⑥解析：本题使指示剂显红色说明平衡向左移，条件的变更必需使c(HIn)增大。应加入酸或显酸性的物质，故选C。2．下列说法正确的是(D)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＋)肯定比电离常数小的酸中大D．H2CO3的电离常数表达式：K＝eq\f(cH＋·cHCO\o\al(－,3),cH2CO3)解析：K与温度有关，A错；电离度可以表示弱电解质的相对强弱，B错。酸中c(H＋)既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，C错。3．下列关于电离常数(K)的说法正确的是(A)A．电离常数(K)越小，表示弱电解质电离实力越弱B．电离常数(K)与温度无关C．不同浓度的同一弱电解质，其电离常数(K)不同D．多元弱酸各步电离常数的关系为Ka1<Ka2<Ka3解析：电离常数表示电离程度的大小，K值越大，电离程度越大。电离常数是温度的函数，温度不变时电离常数不变。多元弱酸各步电离常数的关系为Ka1>Ka2>Ka3。4．下列说法正确的是(D)A．溶液中有CH3COOH、CH3COO－和H＋即可证明CH3COOH达到电离平衡状态B．溶液中CH3COO－和H＋的物质的量浓度相等可证明CH3COOH达到电离平衡状态C．当NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)和OH－的浓度相等D．H2CO3是分步电离的，电离程度依次减弱解析：该题考查了电离平衡的推断及其特点。溶液中除电解质电离出的离子外，还存在电解质分子，能证明该电解质是弱电解质，但不能说明达到平衡状态，A错误；依据CH3COOHCH3COO－＋H＋知即使CH3COOH未达平衡状态，CH3COO－和H＋的浓度也相等，B错误；NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中各粒子的浓度不变，而不是相等，何况NH3·H2O电离程度是很小的，绝大多数以NH3·H2O的形式存在，C错误；H2CO3是二元弱酸，分步电离且电离程度依次减小，D正确。5．已知H2CO3的电离常数：K1＝4.4×10－7，K2＝4.7×10－11，HClO的电离常数：2.95×10－8。反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO达到平衡后，要使HClO浓度增大可加入(C)A．NaOH固体 B．浓盐酸C．CaCO3固体 D．水解析：要使HClO浓度增大，必需使平衡右移，且加入的物质不与HClO反应，加入NaOH固体时，平衡虽然右移，但HClO也参加反应，导致c(HClO)减小；加入浓盐酸时，平衡左移，c(HClO)减小；加水稀释时，c(HClO)也减小；加入CaCO3固体时，CaCO3只与盐酸反应，使平衡右移，c(HClO)增大，所以选C。6．高氯酸、硫酸、盐酸和硝酸都是强酸，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：酸HClO4H2SO4HClHNO3Ka1.6×10－56.3×10－91.6×10－94.2×10－10从表格中数据推断以下说法中不正确的是(C)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=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)D．水对于这四种酸的强弱没有区分实力，但醋酸可以区分这四种酸的强弱解析：由电离常数可知这四种酸在冰醋酸中均未完全电离，酸性最强的是HClO4，最弱的是HNO3，由此可知C项中的电离方程式应用“”表示。7．下列说法正确的是(D)A．稀释弱电解质溶液时，溶液中全部粒子浓度都肯定会减小B．弱电解质的电离平衡右移，电离常数肯定增大C．向CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)的值先增大再减小D．室温下，向10mLpH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，溶液中eq\f(cCH3COO－,cCH3COOH·cOH－)的值不变解析：稀释弱电解质溶液时，某些粒子浓度不肯定会减小，如稀释弱酸时，c(H＋)会减小，但c(OH－)会增大，A错误；电离平衡常数只受温度影响，若由温度之外的因素变更引起电离平衡移动，则电离平衡常数不变，B错误；eq\f(cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)＝eq\f(cNH\o\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O·cOH－)＝eq\f(KbNH3·H2O,cOH－)，在向CH3COOH溶液中滴加等浓度的氨水的过程中，c(OH－)不断变大，Kb(NH3·H2O)不变，故eq\f(cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)的值变小，C错误；eq\f(cCH3COO－,cCH3COOH·cOH－)＝eq\f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH·cOH－·cH＋)＝eq\f(KaCH3COOH,Kw)，温度不变，则Ka(CH3COOH)、Kw不变，故eq\f(cCH3COO－,cCH3COOH·cOH－)的值不变，D正确。8．下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)：弱酸电离方程式电离平衡常数KaCH3COOHCH3COOHCH3COO－＋H＋1.76×10－5H2CO3H2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)Ka1＝4.31×10－7Ka2＝5.61×10－11H3PO4H3PO4H＋＋H2POeq\o\al(－,4)H2POeq\o\al(－,4)H＋＋HPOeq\o\al(2－,4)HPOeq\o\al(2－,4)H＋＋POeq\o\al(3－,4)Ka1＝7.52×10－3Ka2＝6.23×10－8Ka3＝2.20×10－13下列说法正确的是(D)A．温度上升，Ka值减小B．25℃时，向0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中加入少量冰醋酸，c(H＋)/c(CH3COOH)的值将增大C．等物质的量浓度的各弱酸的水溶液中c(H＋)的大小关系为CH3COOH>H3PO4>H2CO3D．POeq\o\al(3－,4)、HPOeq\o\al(2－,4)和H2POeq\o\al(－,4)在溶液中不能大量共存解析：弱电解质的电离过程是一个吸热过程，温度上升弱电解质的电离程度增大，Ka值增大，A项错误；向CH3COOH溶液中加入冰醋酸，CH3COOH的电离平衡正向移动，溶液中c(CH3COO－)增大，而Ka值不变，c(H＋)/c(CH3COOH)＝Ka/c(CH3COO－)，故c(H＋)/c(CH3COOH)的值减小，B项错误；依据电离平衡常数可知，等物质的量浓度的各弱酸的水溶液中c(H＋)的大小关系为H3PO4>CH3COOH>H2CO3，C项错误；依据磷酸的电离平衡常数可知，H2POeq\o\al(－,4)与POeq\o\al(3－,4)能发生反应：H2POeq\o\al(－,4)＋POeq\o\al(3－,4)=2HPOeq\o\al(2－,4)，故POeq\o\al(3－,4)、HPOeq\o\al(2－,4)和H2POeq\o\al(－,4)在溶液中不能大量共存，D项正确。9．已知25℃时，醋酸中存在下述关系：K＝eq\f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)＝1.75×10－5，其中K是该温度下CH3COOH的电离平衡常数。下列说法正确的是(B)A．向该溶液中加入肯定量的硫酸，K增大B．上升温度，K增大C．向醋酸中加入少量水，K增大D．向醋酸中加入少量氢氧化钠溶液，K增大解析：同一弱电解质的电离平衡常数，只受温度的影响，上升温度，电离平衡常数增大。10．相同体积、相同pH的某一元强酸的溶液①和某一元中强酸的溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t)变更的示意图正确的是(C)解析：强酸完全电离，中强酸部分电离，随着反应的进行，中强酸要接着电离出H＋，所以溶液②产生氢气的体积多，在相同时间内，②的反应速率比①快。二、非选择题(50分)11．(12分)25℃时，部分物质的电离平衡常数如下表所示：化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.8×10－5K1＝4.4×10－7K2＝4.7×10－113.0×10－8请回答下列问题：(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的依次为CH3COOH>H2CO3>HClO。(2)同浓度的CH3COO－、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、ClO－结合H＋的实力由强到弱的依次为COeq\o\al(2－,3)>ClO－>HCOeq\o\al(－,3)>CH3COO－。(3)体积均为10mL、pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL，稀释过程中pH变更如图所示，则HX的电离平衡常数大于(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数，理由是稀释相同倍数，HX溶液的pH变更比CH3COOH溶液的pH变更大，说明HX的酸性较强，电离平衡常数较大。解析：酸的电离平衡常数越大，酸性越强；电离平衡常数越小，其对应酸根离子结合H＋的实力越强。(3)依据图像分析知，起始时两种溶液中的c(H＋)相同，故c(较弱酸)>c(较强酸)，稀释过程中较弱酸的电离程度增大得多，故在整个稀释过程中较弱酸的c(H＋)始终大于较强酸的c(H＋)，稀释相同倍数，HX溶液的pH变更比CH3COOH溶液的pH变更大，说明HX酸性较强，电离平衡常数较大。12．(14分)在肯定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电实力I随加入的水的体积V变更的曲线如图所示。请回答下列问题：(1)“O”点时醋酸不能导电的缘由是“O”点CH3COOH还没有发生电离，所以不能导电。(2)a、b、c三点对应的溶液中，c(H＋)由小到大的依次为c<a<b。(3)a、b、c三点对应的溶液中，CH3COOH的电离程度最大的是c。(4)若使c点对应的溶液中的c(CH3COO－)增大，在下列措施中，可行的是ACEF。A．加热 B．加入NaOH稀溶液C．加入KOH固体 D．加水E．加入CH3COONa固体 F．加入锌粒(5)在稀释过程中，随着醋酸浓度的降低，下列始终保持增大趋势的量是BD。A．c(H＋) B．n(H＋)C．CH3COOH分子数 D．c(H＋)/c(CH3COOH)解析：(1)在冰醋酸中，CH3COOH以分子形式存在，未电离，故“O”点时不导电。(2)导电实力越强，c(H＋)、c(CH3COO－)越大，故a、b、c三点对应的溶液中，c(H＋)由大到小的依次为b>a>c。(3)加水稀释促进CH3COOH的电离，故c点对应的溶液中CH3COOH的电离程度最大。(4)加热可以使CH3COOHCH3COO－＋H＋右移，c(CH3COO－)增大，A正确；加入NaOH稀溶液，虽然可使CH3COOH的电离平衡右移，但c(CH3COO－)由于稀释而减小，B错误；加入KOH固体，OH－与H＋反应使平衡右移，c(CH3COO－)增大，C正确；加水虽使平衡右移，但c(CH3COO－)会减小，D错误；加入CH3COONa固体虽使平衡左移，但c(CH3COO－)增大，E正确；加入锌粒会消耗H＋，使平衡右移，c(CH3COO－)增大，F正确。(5)在稀释过程中，始终保持增大趋势的是n(H＋)和c(H＋)/c(CH3COOH)。13．(12分)已知25℃时弱电解质的电离平衡常数：Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5，Ka(HSCN)＝0.13。(1)将20mL、0.10mol·L－1CH3COOH溶液和20mL、0.10mol·L－1的HSCN溶液分别与0.10mol·L－1的NaHCO3溶液反应，试验测得产生CO2气体体积(V)与时间(t)的关系如图甲。反应起先时，两种溶液产生CO2的速率明显不同的缘由：Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH)，溶液中c(H＋)：HSCN>CH3COOH，c(H＋)大，反应速率快_；反应结束后所得溶液中c(SCN－)>(填“>”“＝”或“<”)c(CH3COO－)。(2)2.0×10－3mol·L－1的氢氟酸水溶液中，调整溶液pH(忽视调整时体积变更)，测得平衡体系中c(F－)、c(HF)与溶液pH的关系如图乙。则25℃时，HF电离平衡常数为Ka(HF)＝eq\f(cH＋·cF－,cHF)＝eq\f(1×10－4×1.6×10－3,4.0×10－4)＝4×10－4(列式求值)。解析：(1)电离平衡常数大的电解质电离出的离子浓度大，反应起先时，两种溶液产生CO2的速率明显不同的缘由是Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH)，溶液中c(H＋)：HSCN>CH3COOH，c(H＋)大，反应速率快。因酸性HSCN>CH3COOH，故CH3COO－水解程度大于SCN－，故反应结束后，所得溶液中c(SCN－)>c(CH3COO－)。(2)电离平衡常数Ka(HF)＝eq\f(cH＋·cF－,cHF)＝eq\f(1×10－4×1.6×10－3,4.0×10－4)＝4×10－4。14．(12分)在肯定温度下，有a.盐酸b．硫酸c．醋酸三种酸：(1)当三者浓度相同时，c(H＋)由大到小的依次是b>a>c。(2)同体积、同浓度的三种酸，中和NaOH的实力由大到小的依次是b>a＝c。(3)若三者c(H＋)相同时，浓度由大到小的依次是c>a>b。(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的依次是c>a＝b。(5)当c(H＋)相同、体积相同时，同时加入形态、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则起先时反应速率的大小关系为a＝b＝c，反应所需时间的长短关系是a＝b>c。(6)将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的依次为c>a＝b。解析：盐酸、硫酸、醋酸三种酸在溶液中的电离状况为：盐酸是一元强酸，在水溶液中完全电离，不存在电离平衡：HCl=H＋＋Cl－；硫酸是二元强酸，在水溶液中也完全电离，不存在电离平衡：H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)；醋酸是一元弱酸，在水溶液中部分电离，存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，溶液中的c(H＋)和c(CH3COO－)较小。(1)设三种酸的物质的量浓度均为x，则盐酸中c(H＋)＝c(HCl)＝x，硫酸中c(H＋)＝2×c(H2SO4)＝2x，醋酸中c(H＋)≪c(CH3COOH)，c(H＋)≪x，故c(H＋)由大到小的依次是b>a>c。(2)由于三种酸溶液的体积相同，浓度相