Question

一定温度下，有a.盐酸、b.硫酸、c.醋酸三种酸：

    ①当其物质的量浓度相同时，c（H⁺）由大到小的顺序是______________________。

    ②等体积、等物质的量浓度的三种酸溶液，中和NaOH的能力由大到小的顺序是_______。

    ③当c（H⁺）相同时，物质的量浓度由大到小的顺序为_______________________。

    ④当c（H⁺）相同、体积相同时，分别加入足量锌，相同状况下产生的气体体积由大到小的顺序为________________。

    ⑤当c（H⁺）相同、体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的氢气（相同状况）则开始时反应速率的大小关系是___________，反应所需时间的长短关系是_______________。

    ⑥将c（H⁺）相同的三种酸溶液均加水稀释至体积为原来的10倍后，c（H⁺）由大到小的顺序为____________________。

Answer 1

①b＞a＞c  ②b＞a=c  ③c＞a＞b  ④c＞a=b  ⑤a=b=c；a=b＞c  ⑥a=b＜c

解析:

盐酸、硫酸、醋酸三种溶液中有下列异同点：

CH₃COOH是一元弱酸，在水溶液中的电离为不完全电离，存在电离平衡：

CH₃COOHCH₃COO^-+H⁺

      K（CH₃COOH）在25 ℃时仅为1.8×10^-5，CH₃COOH在溶液中只有极少数电离为CH₃COO^-和H⁺；当其他条件一定，c（H⁺）减小时，电离平衡会向着生成CH₃COO^-和H⁺的方向移动。

    HCl也是一元酸，但它是强酸，在水溶液中的电离为完全电离，无电离平衡。HCl的电离方程式为：HCl====H⁺+Cl^-

    H₂SO₄是强酸，但它是二元强酸，在水溶液中的电离也为完全电离，无电离平衡。H₂SO₄的电离方程式为：H₂SO₄====2H⁺+

    ①设三种酸的物质的量浓度均为x。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。

    ②“中和NaOH的能力”，含义是被一定物质的量的酸中和的NaOH的物质的量。被中和的NaOH的物质的量大（或小），则酸中和NaOH的能力就大（或小）。由于三种酸溶液同体积、同物质的量浓度，所以三种酸等物质的量。由

H₂SO₄+2NaOH====Na₂SO₄+2H₂O

1 mol     2 mol

HCl+NaOH====NaCl+H₂O

1 mol  1 mol

CH₃COOH+NaOH====CH₃COONa+H₂O

1 mol      1 mol

    可知，H₂SO₄中和NaOH的能力最大，HCl与CH₃COOH中和NaOH的能力相同且较小。

    ③由“①”的解析可知，c（H⁺）相同时，c（CH₃COOH）最大，c（HCl）次之， c（H₂SO₄）最小。

    ④锌足量，生成氢气的体积大小，决定于可被还原的H⁺的总物质的量（包括已电离出的和尚未电离出的）。三种酸溶液自由移动的c（H⁺）相同、体积相同，则自由移动的n（H⁺）相同。HCl、H₂SO₄均为强酸，在溶液中完全电离，两酸溶液中可被还原的H⁺全为自由移动状态而无后备者。CH₃COOH为弱酸，在溶液中存在电离平衡：CH₃COOHCH₃COO^-+H⁺，还有较多的CH₃COOH尚未电离，当c（H⁺）减小后，CH₃COOH的电离平衡就向生成H⁺的方向移动。在醋酸溶液中可被还原的H⁺，除已电离为自由移动状态、与其他酸中物质的量相同者以外，还有许多后备者。

    ⑤反应开始时，反应物的一方——H⁺的浓度相同，反应物的另一方——Zn的形状、密度、质量也相同，由影响化学反应速率的因素及影响规律可知，开始时各反应的反应速率相同。

由于HCl、H₂SO₄的电离都是完全电离，CH₃COOH的电离是处于动态平衡状态，反应开始后盐酸、硫酸中H⁺数目有减无增，CH₃COOH的电离平衡向生成H⁺的方向移动，使H⁺数目有减也有增，故反应开始后盐酸、硫酸中的反应速率下降程度相同且下降得较快，醋酸中的反应速率下降得较慢。即盐酸与硫酸中反应速率相同且比醋酸中的反应速率低。生成同体积的氢气时，盐酸、硫酸中的反应所需时间相同且较长，醋酸中的反应所需要的时间较短。

    ⑥由于HCl、H₂SO₄的电离都是完全电离，酸中可电离的氢都已完全电离出来，加水稀释后H⁺数目不变；CH₃COOH的电离为不完全电离，酸中可电离的氢还有一大部分没有电离出来。加水稀释后CH₃COOH的电离平衡向生成H⁺的方向移动，使H⁺数目增大。所以，加水稀释至体积为原来的10倍以后，盐酸、硫酸中c（H⁺）相同且下降程度较大，醋酸中c（H⁺）下降程度较小。