(一)水的电离
2、电离平衡常数
??(1)概念:在一定条件下,弱电解质的电离达到平衡时,溶液中电离所产生的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,用K表示(酸用 表示,碱用 表示)。
??(2)表示方法:
??(3)K的意义:K值越大,表示该电解质较易电离,所对应的弱酸弱碱较强。从 或 的大小,可以判断弱酸和弱碱的相对强弱,例如弱酸的相对强弱: > > > > > > >
??(4)影响K值大小的因素:K值不随浓度而变化,但随温度而变化。
??(5)多元弱酸的电离。多元弱酸是分步电离的,且越向后的电离越困难,其电离出来的离子浓度也越小,酸性主要由第一步电离决定。如 的电离:
??第一步电离:
??第二步电离:
??第三步电离:
??显然: 。在磷酸溶液中,由 电离出来的离子有H+、H2PO4 -、HPO4 2-、PO4 3-等离子,其离子浓度的大小关系为: 。
1、弱电解质的电离平衡指在一定条件下(温度、浓度),弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时的状态。弱电解质的电离平衡的特点是:
(1)动态平衡:电离方程式中用“ ”,如:CH3COOH CH3COO-+H+。
??(2)条件改变:平衡被打破。如在CH3COOH的石蕊溶液中(呈红色)加入固体CH3COONH4,即增大了c(CH3COO-),平衡左移,c( H+)变小,使红色变浅。
??(3)弱电解质在离子反应中电离平衡发生移动。将等质量的锌粉分别投入10mL0.1mol/L盐酸和10mL0.1mol/L醋酸中,实验结果:盐酸的反应速率比醋酸快。若锌足量,则产生氢气的体积相等。因为当浓度和体积相同时,盐酸是强酸,c(H+)大,所以反应速率快,但二者可电离出来的H+的物质的量相等,仅仅是后者随着反应的进行,醋酸的电离平衡不断发生移动。
??(4)从导电实验可知,弱电解质少部分电离,大部分以分子形式存在,决定了它在离子方程式书写中保留分子形式。如醋酸和烧碱溶液中和反应的离子方程式应写成:CH3COOH+OH-= CH3COO-+H2O。
??(5)导电性强弱与电解质强弱的关系:电解质的强弱由物质内部结构决定,电解质的强弱在一般情况下影响着溶液导电性的强弱。导电性强弱是由溶液离子浓度大小决定的。如果某强电解质溶液浓度很小,那么它的导电性可以很弱,而某弱电解质虽然电离程度很小,但如果浓度较大时,该溶液的导电能力也可以较强。因此,强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质的导电能力也不一定弱。
|
强电解质 |
弱电解质 |
定义 |
溶于水后几乎完全电离的电解质 |
溶于水后只有部分电离的电解质 |
化合物类型 |
离子化合物及具有强极性键的 共价化合物 |
某些具有弱极性键的共价化合物。 |
电离程度 |
几乎100%完全电离 |
只有部分电离 |
电离过程 |
不可逆过程,无电离平衡 |
可逆过程,存在电离平衡 |
溶液中存在的微粒(水分子不计) |
只有电离出的阴阳离子,不存在 电解质分子 |
既有电离出的阴阳离子,又有电解质分子 |
实例 |
绝大多数的盐(包括难溶性盐) 强酸:H2SO4、HCl、HClO4等 强碱:Ba(HO)2 Ca(HO)2等 |
弱酸:H2CO3 、CH3COOH等。 弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2 Fe(OH)3等。 |
电离方程式 |
KNO3=K++NO3- H2SO4=2 H++SO42- |
NH3·H2ONH4++OH_ H2SH++HS_ HS_H++S2- |
22.(10分)如图Ⅰ,在恒压密闭容器M中加入2 mol A和2 mol B,起始时容器体积为V L,发生如下反应并达到化学平衡状态:2 A(?)+B(?)x C(g);ΔH<0。平衡时A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4,C的物质的量为 y mol。
⑴根据题中数据计算,x =_________、y =_________;
⑵如图Ⅱ,在体积为V L的恒容密闭容器N中加入和M中相等的A和B发生上述反应(其它条件相同),测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图Ⅲ,平衡时容器中C的物质的量为z mol。由于反应物A、B的状态未知,所以z和y的大小也不确定。现根据下表中A、B的状态,请完成z与y的大小关系及M(B)与M(C)的大小关系:
可能的情 形 |
A、B是否为气态 |
z与y的大小关系 |
M(B)与M(C)的大小关系 |
|
A |
B |
|||
① |
是 |
不是 |
|
无法比较 |
② |
是 |
是 |
|
无法比较 |
③ |
不是 |
是 |
z < y |
|
21.(10分)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表,请回答:
实验编号 |
C(HA) (mol·L-1) |
C(NaOH) (mol·L-1) |
混合溶液的pH |
甲 |
0.2 |
0.2 |
pH=a |
乙 |
c |
0.2 |
pH=7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH > 7 |
丁 |
0.1 |
0.1 |
pH=8 |
(1).不考虑其它组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a (混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸_________ ___________________________________。
(2).不考虑其它组的实验结果,单从乙组情况分析,c是否一定等于0.2__ ___(填“是”或“否”)。
(3).丙组实验结果分析,HA是________酸(选填“强”或“弱”)。该混合溶液中c(Na+) 、c(A-) 和c(HA) 的浓度由大到小的顺序是____________ ____________________。
(4).写出丁组实验所得混合溶液中下列算式的精确结果(不能作近似计算): c(Na+)与c(A-)的浓度差为_____ ___mol·L-1
20.(14分)某学生为测定未知浓度的硫酸溶液,实验如下:用1.00mL待测
硫酸配制100mL稀H2SO4溶液;以0.14mol·L-1的NaOH溶液滴定上述
稀H2SO4 25.00mL(酚酞作指示剂),滴定终止时消耗NaOH溶液15.00mL。
(1)该学生用标准0.14mol·L-1 NaOH溶液滴定硫酸的实验操作如下:
A、用酸式滴定管取稀H2SO4 25.00mL,注入锥形瓶中,滴入指示剂。
B、用待测定的溶液润洗酸式滴定管
C、用蒸馏水洗干净滴定管
D、取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管刻度“0”
以上2-3cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下
E、检查滴定管是否漏水
F、另取锥形瓶,再重复操作一次
G、把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度
①滴定操作的正确顺序是(用序号填写);E→C→D→ → → →F;
②在G操作中如何确定终点? 。
(2)碱式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗导致滴定结果
(填“偏小”、“偏大”或“不变”)。
(3)如有1mol/L和0.1mol/L的NaOH溶液,应用0.1mol/L的NaOH溶液,原因是______________ _____ ___。
(4)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入 __(选填“甲”或“乙”)中。
(5)观察碱式滴定管读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则结果会导致测得的稀H2SO4溶液浓度 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)
(6)计算待测硫酸(稀释前的硫酸)的物质的量浓度(保留到小数点后二位) 。
19.(6分)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I:C(s) +O2 (g) == CO2(g) △H1<0 ①
途径II:先制成水煤气:C(s) +H2O(g) == CO(g)+H2(g) △H2>0 ②
再燃烧水煤气:2CO(g)+O2 (g) == 2CO2(g) △H3<0 ③
2H2(g)+O2 (g) == 2H2O(g) △H4<0 ④
请回答下列问题:
(1) 途径I放出的热量 ( 填“大于”“等于”或“小于”) 途径II放出的热量。
(2) △H1、△H2、△H3、△H4的数学关系式是 。
(3)煤炭作为燃料采用途径II的优点有 。
18.(8分)下列反应在210℃达到平衡:
PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) △H >0 K=1 ①
CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) △H <0 K=5×104 ②
COCl2(g)CO(g)+ Cl2(g) △H >0 ③
(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值大小与温度的关系是:温度升高,K值_______ ___________(填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小)。
(2)根据反应①的平衡常数K的表达式,平衡时,下列等式必定成立的是
A.c(PCl5) = c(PCl3)= c(Cl2)=1 B.c(PCl5)= c(PCl3)·c(Cl2)=1 C.c(PCl5)= c(PCl3)·c(Cl2)
反应②和反应③的K值表达式 (填“相同”或“不同”)
(3)降低Cl2浓度,反应③的K值 ____ (填“增大”、“减少”或“不变”)。
17.(4分)在下列事实中,什么因素影响了化学反应速率:
(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸:__________________。
(2)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2很快产生气体:_____________________。
(3)同浓度、同体积的盐酸中分别放入同样大小的锌粒和镁条,产生气体有快有慢:
___________________________________。
(4)夏天的食品易变质,而冬天不易发生该现象:________________________。
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