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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
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