苏教版选修4 化学反应原理第一节 弱电解质的电离平衡第2课时课后练习题

第2课时　常见的弱电解质

目标与素养：1.理解水的离子积常数，能够运用水的离子积常数进行有关计算。(宏观辨识与微观探析)2.能够从化学平衡的角度，理解外界条件对弱电解质电离平衡的影响。(变化观念与平衡思想)

一、水的电离

1．水的电离

水是一种极弱的电解质，电离方程式为：2H2OH3O＋＋OH－，简写为H2OH＋＋OH－，水的电离常数K电离＝。

2．水的离子积常数

(1)表达式

K w＝c(H＋)·c(OH－)。

25 ℃时，水中的c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1，Kw＝1×10－14。

(2)影响因素

水的离子积Kw，只受温度的影响，温度升高，Kw增大。

(3)适用范围

Kw不仅适用于纯水，还可适用于稀的电解质溶液。

二、弱酸(或弱碱)的强弱与电离常数的关系

1．弱电解质的电离是一个吸热过程，升高温度会促进电离平衡向电离的方向移动，电离平衡常数增大。

2．常见弱电解质

(1)常见的弱酸：HF、CH3COOH、HClO、HCN、H2CO3、H2SO3等。

(2)常见的弱碱：NH3·H2O等。

(3)常用电离常数表示弱酸、弱碱的相对强弱，电离常数越大，弱酸、弱碱的酸性或碱性越强。

3．多元酸的分步电离

对于二元弱酸来说，第一步电离程度远远大于第二步电离。例如，H2CO3的电离：

第一步：H2CO3H＋＋HCO_，

Ka1＝＝4.3×10－7。

第二步：HCOH＋＋CO_，

Ka2＝＝5.6×10－11。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)水是一种弱电解质，其电离方程式为H2OH＋＋OH－。 (　　)

(2)向水溶液中滴加少量稀盐酸，c(H＋)增大，Kw增大。 (　　)

(3)H2S在水溶液中的电离方程式为H2S2H＋＋S2－。 (　　)

(4)0.1 mol·L－1的醋酸溶液加水稀释时，醋酸的电离程度增大，c(H＋)增大。

  (　　)

答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×

2．下列对于水的电离平衡叙述不正确的是(　　)

A．将水加热，c(H＋)增大

B．恒温下，向水中加入少量固体KOH，Kw不变

C．向水中加入金属钠，c(H＋)减小

D．向水中通入氯化氢气体，平衡正向移动

D　[水的电离吸热，故将水加热，水的电离平衡右移，溶液中的氢离子浓度增大，故A正确；水的离子积Kw只受温度的影响，加入KOH，温度不变，Kw不变，故B正确；向水中加入金属钠，生成氢氧化钠，溶液中的氢氧根浓度增大，则c(H＋)减小，故C正确；向水中通入HCl气体，溶液中c(H＋)增大，则对水的电离有抑制作用，平衡左移，故D错误。]

3．某温度下，纯水中c(H＋)＝2×10－7mol·L－1，则此温度下水的离子积为________。若温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5×10－4mol·L－1，则此时c(OH－)＝________，由水电离产生的c(H＋)为________，此时温度________(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。

解析：水的离子积为c(H＋)·c(OH－)＝4×10－14。c(OH－)＝Kw/c(H＋)＝8×10－11mol·L－1，水电离 的氢离子和氢氧根离子的浓度任何时候都相等。

答案：4×10－14　8×10－11mol·L－1　8×10－11mol·L－1　高于

1.影响水电离的因素

水的电离平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH＞0

2.理解Kw应注意的几个问题

(1)Kw揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。

(2)Kw只与温度有关。因为水的电离是吸热过程，所以温度升高，有利于水的电离，Kw增大，如100 ℃，Kw＝5.5×10－13。但是在室温下，可忽略温度的影响，Kw为1.0×10－14。

(3)Kw不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液，且由水电离的c水(H＋)＝c水(OH－)。此时，水溶液中水的离子积常数不变。

【例】　25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH>0，下列叙述正确的是(　　)

A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)减小

B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变

C．向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H＋)减小

D．将水加热，Kw增大，c(H＋)不变

B　[向水中加入稀氨水，c(OH－)增大，平衡逆向移动，c(H＋)减小，A项不正确；向水中加入少量固体NaHSO4：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，c(H＋)增大，但Kw不变，B项正确；向水中加入少量CH3COOH后，使水的电离平衡逆向移动，c(OH－)减小，c(H＋)增大，C项不正确；将水加热，水的电离平衡正向移动，c(H＋)、c(OH－)均增大，Kw增大，D项不正确。]

25 ℃时，在等体积的①0.5  mol·L－1的H2SO4溶液中　②0.05 mol·L－1Ba(OH)2溶液中　③1 mol·L－1 NaCl溶液中　④纯水中，发生电离的水的物质的量之比是(　　)

A．1∶10∶107∶107　 B．107∶107∶1∶1

C．107∶106∶2∶2 D．107∶106∶(2×107)∶2

A　[25 ℃时，0.5 mol·L－1 H2SO4溶液中c(H＋)＝1 mol·L－1，由水电离出的c水(H＋)＝10－14 mol·L－1,0.05 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，则水电离出的c水(H＋)＝10－13mol·L－1，NaCl和纯水中由水电离出的c水(H＋)均为10－7mol·L－1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H＋)(即发生电离的水的物质的量)之比为10－14∶10－13∶10－7∶10－7＝1∶10∶107∶107。]

1．下列因素能影响水的电离平衡，且能使水的电离平衡向右移动的是(　　)

C　[水的电离是吸热过程，升温，电离平衡向右移动。CH3COOH、OH－均使水的电离平衡向左移动，Cl－对其没有影响。]

2．水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是(　　)

A．4 ℃时，纯水的pH＝7

B．温度升高，纯水中的c(H＋)增大，c(OH－)减小

C．水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子

D．向水中加入酸或碱，都可抑制水的电离，使水的离子积减小

C　[A.25 ℃时，纯水的pH＝7,4 ℃时，纯水的电离程度减小，pH稍大于7，错误；B.温度升高，水的电离平衡向右移动，c(H＋)与c(OH－)均增大，错误；C.水是一种极弱的电解质，电离程度很小，25 ℃时，纯水电离出的H＋浓度只有1.0×10－7mol·L－1，纯水中主要存在形态是水分子，正确；D.水的离子积不受溶液酸碱性的影响，错误。]

3．室温下，把1 mL 0.1 mol·L－1的H2SO4加水稀释成2 L溶液，在此溶液中由水电离产生的H＋，其浓度接近于(　　)

A．1×10－4 mol·L－1 B．1×10－8 mol·L－1

C．1×10－11mol·L－1 D．1×10－10mol·L－1

D　[温度不变时，水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。在酸溶液中氢氧根离子完全由水电离产生，而氢离子则由酸和水共同电离产生。当酸的浓度不是极小的情况下，由酸电离产生的氢离子总是远大于由水电离产生的氢离子(常常忽略水电离的部分)，而水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。所以，酸溶液中由水电离出的氢离子的求算通常采用求算氢氧根离子的方法。稀释后c(H＋)＝(1×10－3L×0.1 mol·L－1×2)/2 L＝1×10－4mol·L－1，c(OH－)＝1×10－14/1×10－4(mol·L－1)＝1×10－10mol·L－1，即由水电离产生的H＋的浓度接近于1×10－10 mol·L－1。]

4．如果25 ℃时，Kw＝1×10－14，t ℃(t>25)时Kw＝1×10－12，这说明(　　)

A．t ℃时水的电离程度较大

B．前者c(H＋)较后者大

C．水的电离过程是一个放热过程

D．Kw和T(温度)无直接关系

A　[t ℃的Kw大于25 ℃的Kw，说明升高温度，水的电离程度增大，Kw增大，即水的电离是一个吸热过程。]

5．现有下列物质①100 ℃纯水；②25 ℃ 0.1 mol·L－1 HCl溶液；③25 ℃ 0.1 mol·L－1 KOH溶液；④25 ℃ 0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液。

这些物质与25 ℃纯水相比，能促进水电离的是______(填序号)，能抑制水的电离的是________，水电离的c(OH－)等于溶液中c(OH－)的是________，水电离的c(H＋)等于溶液中c(H＋)的是________。

解析：水的电离过程吸热，升温，促进水的电离，酸或碱抑制水的电离；强酸溶液中，由于酸电离出的c(H＋)远大于水电离出的c(H＋)，酸电离的c(H＋)可看成溶液中的c(H＋)，强碱溶液中，由于碱电离的c(OH－)远大于水电离的c(OH－)，碱电离的c(OH－)可看成溶液中的c(OH－)。

答案：①　②③④　①②　①③④