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主題20:弱電解質的電離
李仕才
B卷 最新模擬滾動訓練
1.有一種軍用煙幕彈中裝有ZnO、Al粉和C2Cl6,其發(fā)煙過程中的化學反應如下:①3ZnO+2AlAl2O3+3Zn;②3Zn+C2Cl63ZnCl2+2C。下列有關敘述不正確的是( )。
A.反應①是鋁熱反應 B.反應②是置換反應
C.C2Cl6屬于鹵代烴 D.氧化性:Zn
Zn>C,且Al、Zn均為金屬,不具有氧化性,D項錯誤。
【答案】D
2.設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )。
A.標準狀況下,4.48 L CO2和足量的過氧化鈉反應,轉移的電子數(shù)為0.4NA
B.在200 mL 0.1 molL-1 HCl溶液中加入2.3 g Na,最多產(chǎn)生H2的分子數(shù)為0.01NA
C.4.6 g Na在氧氣中完全反應生成Na2O和Na2O2,轉移的電子數(shù)為0.2NA
D.25 ℃時,1 L pH=14的Ba(OH)2溶液中,Ba2+的數(shù)目為NA
【解析】標準狀況下,4.48 L CO2的物質的量是0.2 mol,根據(jù)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,Na2O2中部分O元素由-1價變?yōu)?價,生成1 mol O2轉移2 mol電子,消耗2 mol CO2,所以0.2 mol CO2和足量的過氧化鈉反應,轉移的電子數(shù)為0.2NA,A項錯誤;Na與HCl和H2O都能反應,且1 mol Na能生成0.5 mol H2,2.3 g Na的物質的量是0.1 mol,所以能生成0.05 mol H2,分子數(shù)為0.05NA,B項錯誤;無論生成Na2O還是Na2O2,Na的化合價都是由0價變?yōu)?1價,1 mol Na反應轉移1 mol電子,4.6 g Na的物質的量是0.2 mol,所以轉移0.2 mol電子,即轉移電子數(shù)為0.2NA,C項錯誤;pH=14的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=1 molL-1,所以c(Ba2+)=0.5 molL-1,1 L該溶液中含0.5 mol Ba2+,數(shù)目為0.5NA,D項錯誤。
【答案】C
3.常溫下,向10 mL 0.1 molL-1的HR溶液中逐漸滴入0.1 molL-1的NH3H2O 溶液,所得溶液pH及導電性變化如圖。下列分析不正確的是( )。
A.a~b點溶液的導電能力增強,說明HR為弱酸
B.b點溶液中存在:c(NH3H2O)=c(R-)+c(H+)-c(OH-)
C.c點溶液中存在:c(N)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
D.常溫下,HR和NH3H2O的電離平衡常數(shù)相等
【解析】a~b點溶液的導電能力增強,說明反應后溶液中離子濃度增大,證明HR在溶液中部分電離,為弱酸,A項正確;根據(jù)圖像可知,b點溶液pH=7,此時HR與一水合氨的物質的量相等,說明此時二者恰好完全反應生成NH4R,銨根離子與R-的水解程度相等,溶液呈中性,根據(jù)物料守恒,c(NH3H2O)+c(N)=c(R-)+c(HR),B項錯誤;根據(jù)圖像可知,c點時溶液的pH>7,混合液呈堿性,則c(N)>c(R-)>c(OH-)>c(H+),C項正確,根據(jù)B項分析可知,常溫下,HR和NH3H2O的電離平衡常數(shù)相等,D項正確。
【答案】B
4.室溫時,將0.10 molL-1的NaOH溶液滴入20.00 mL未知濃度的某一元酸HA溶液中,溶液pH隨加入的NaOH溶液體積的變化曲線如圖所示。當V(NaOH)=20 mL時,二者恰好完全反應。則下列有關說法不正確的是( )。
A.該一元酸HA溶液的濃度為0.10 molL-1
B.a、b、c三點的水溶液導電性依次增強
C.室溫時,HA的電離常數(shù)Ka≈l10-5
D.a點和c點所示溶液中H2O的電離程度相同
【解析】根據(jù)信息,當V(NaOH)=20 mL時,二者恰好完全反應,NaOH+HANaA+H2O,因此c(HA)=0.10 molL-1,故A項正確;導電性與溶液中離子濃度以及所帶電荷數(shù)有關,離子濃度越大,所帶電荷數(shù)越多,導電能力越強,根據(jù)起點HA溶液的pH=2,說明HA為弱酸,a點溶質為NaA和HA,NaA的物質的量較多,b點時溶質為NaA和HA,NaA較多,c點時溶質為NaA和NaOH,都是強電解質,因此導電能力為c>b>a,故B項正確;HAH++A-,電離產(chǎn)生的c(H+)=c(A-)=10-2 molL-1,弱電解質的電離程度微弱,即c(HA)約為0.1 molL-1,電離常數(shù)Ka=c(H+)c(A-)c(HA)≈10-210-20.1=10-3,故C項錯誤;a點對應溶液的pH=3,即溶液中c(H+)=10-3 molL-1,c點對應溶液的pH=11,溶液中c(OH-)=10-3 molL-1,兩點水的電離程度相同,故D項正確。
【答案】C
5.W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,W的原子核外只有6個電子,X+和Y3+的電子層結構相同,Z-的電子數(shù)比Y3+多8個。下列敘述正確的是( )。
A.W在自然界只存在一種核素
B.離子半徑大小:X+>Y3+>Z-
C.Y與Z形成的化合物的水溶液呈弱酸性
D.X的最高價氧化物對應的水化物為弱堿
【解析】W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,W的原子核外只有6個電子,則W為C元素;X+和Y3+的電子層結構相同,則X為Na元素,Y為Al元素;Z-的電子數(shù)比Y3+多8個,則Z為Cl元素。C在自然界有多種核素,如12C、14C等,故A項錯誤;Na+和Al3+的電子層結構相同,核電荷數(shù)越大離子半徑越小,Cl-比Na+和Al3+多一個電子層,離子半徑最大,則離子半徑大小為Al3+7時,溶液中一定存在:c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C.a點和c點所示溶液中水電離出的c(OH-)分別為10-9 molL-1和10-5 molL-1
D.a~b段所示溶液中相關離子濃度關系可能為c(N)>c(Cl-)>c(NH3H2O)
【解析】若b點消耗氨水的體積為20 mL,則溶質為NH4Cl,溶液顯酸性,A項錯誤; pH>7說明溶液顯堿性,溶質為NH4Cl和NH3H2O,離子濃度大小關系還可能是c(N)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),B項錯誤; a點溶液顯堿性,水電離出的c(H+)=10-9 molL-1,c點溶液顯酸性,溶質可能為NH4Cl和HCl,水電離出的c(OH-)=10-9 molL-1,C項錯誤; a~b段溶液顯堿性,離子濃度大小關系可能為c(N)>c(Cl-)>c(NH3H2O),D項正確。
【答案】D
7.常溫下,向20 mL 0.01 molL-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 molL-1 的NaOH溶液,溶液中水電離出的c(H+)隨加入NaOH溶液的體積變化如圖所示。下列說法正確的是( )。
A.從a→c,加入的NaOH溶液對醋酸的電離既有促進作用也有抑制作用
B.b、d兩點溶液的pH相同
C.e點所示溶液中,c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)=0.01 molL-1
D.從b→d的過程中,既存在pH=7的點也存在水電離的c(H+)=10-7的點
【解析】醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+,加NaOH溶液消耗氫離子,使醋酸的電離平衡正向移動,所以從a→c,醋酸的電離始終受到促進,A項錯誤;b點醋酸過量,其電離使溶液顯酸性,d點NaOH過量,pH大于7,B項錯誤;e點所示溶液中,NaOH的物質的量是醋酸物質的量的2倍,反應后醋酸鈉和NaOH 的物質的量相等,根據(jù)物料守恒可知,c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)=0.01 molL-1,C項錯誤;c點,醋酸與氫氧化鈉恰好反應生成醋酸鈉,溶液顯堿性,氫氧化鈉溶液的體積小于20 mL時的某一個值恰好使溶液顯中性,所以從b→c的過程中,既存在pH=7的點,也存在溶液中水電離出的c(H+)=10-7的點,D項正確。
【答案】D
8.常溫下,有pH=2的醋酸溶液甲和pH=2的鹽酸乙,請根據(jù)下列操作回答問題:
(1)取10 mL的甲溶液,加入等體積的水,醋酸的電離平衡 (填“向左”“向右”或“不”) 移動;另取10 mL的甲溶液,加入少量無水醋酸鈉固體(假設加入固體前后,溶液體積保持不變),待固體溶解后,溶液中c(H+)c(CH3COOH)的值將 (填“增大”“減小”或“無法確定”)。
(2)相同條件下,取等體積的甲、乙溶液,各稀釋100倍。稀釋后的溶液的pH大小關系為pH(甲) (填“大于”“小于”或“等于”,下同) pH(乙)。
(3)分別取25 mL的甲、乙溶液,用等濃度的NaOH稀溶液中和至pH=7,則消耗的NaOH溶液的體積大小關系為V(甲) V(乙)。
(4)取25 mL的甲溶液,加入等體積、pH=12的NaOH溶液,反應后溶液中c(Na+)、c(CH3COO-)的大小關系為c(Na+) c(CH3COO-)。
【解析】(1)對醋酸進行稀釋,會促進其電離;而加CH3COONa固體,由于c(CH3COO-)增大,會使平衡CH3COOHCH3COO-+H+左移,所以c(H+)c(CH3COOH)的值將減小。
(2)pH相等的強酸和弱酸稀釋相同的倍數(shù)時,弱酸的pH變化小于強酸,所以pH(甲)小于pH(乙)。
(3)分別用等濃度的NaOH溶液中和至pH=7時,消耗NaOH溶液的體積應是醋酸的多。
(4)醋酸溶液中加入等體積的NaOH溶液,正好把醋酸中已經(jīng)電離的H+完全中和,但甲中還有大量未電離的CH3COOH會繼續(xù)電離,因此c(Na+)小于c(CH3COO-)。
【答案】(1)向右 減小
(2)小于
(3)大于
(4)小于
9.25 ℃時,部分物質的電離平衡常數(shù)如表所示:
化學式
CH3COOH
H2CO3
HClO
電離平
衡常數(shù)
1.710-5
K1=4.310-7
K2=5.610-11
3.010-8
請回答下列問題:
(1)等物質的量濃度的CH3COOH、H2CO3、HClO溶液中,c(H+)的大小順序為 。
(2)等物質的量濃度的CH3COO-、HCO3-、C、ClO-中,結合H+的能力最強的是 。
(3)物質的量濃度均為0.1 molL-1的下列四種物質:
a.Na2CO3;b.NaClO;c.CH3COONa;d.NaHCO3。pH由大到小的順序是 (填字母)。
(4)常溫下,0.1 molL-1的CH3COOH溶液在加水稀釋過程中,下列表達式的數(shù)據(jù)一定變小的是 (填字母,下同)。
A.c(H+) B.c(H+)c(CH3COOH)
C.c(H+)c(OH-) D.c(OH-)c(H+)
E.c(CH3COO-)c(H+)c(CH3COOH)
若該溶液溫度升高,上述5個表達式的數(shù)據(jù)增大的是 。
(5)體積均為10 mL pH=2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1000 mL,稀釋過程中pH變化如下:
則HX的電離平衡常數(shù) (填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的電離平衡常數(shù),理由是 。稀釋后,HX溶液中由水電離出來的c(H+) (填“大于”“等于”或“小于”)醋酸溶液中由水電離出來的c(H+),理由是 。
【解析】(1)電離平衡常數(shù)越大,酸性越強,等濃度的酸溶液中c(H+)越大。
(2)電離平衡常數(shù)越小,其對應酸根離子結合H+的能力越強,所以結合H+的能力最強的是C。
(3)電離平衡常數(shù)越小,酸性越弱,其對應的酸根離子水解程度越大,溶液的堿性越強。
(4)醋酸是弱電解質,稀釋后電離程度增大,但CH3COOH、CH3COO-、H+的濃度都減小,c(OH-)增大,且CH3COOH的濃度減小得最多。升高溫度時,促進電離,Kw、Ka均增大,c(H+)增大,c(H+)c(CH3COOH)增大,c(OH-)c(H+)減小。
【答案】(1)CH3COOH>H2CO3>HClO
(2)C
(3)a>b>d>c
(4)A ABCE
(5)大于 稀釋相同倍數(shù),HX的pH變化比CH3COOH的大,酸性強,電離平衡常數(shù)大 大于 稀釋后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),所以其對水電離的抑制程度也較弱
10.氮的化合物應用廣泛,但氮氧化物是主要的空氣污染物,應降低其排放量。
(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素[CO(NH2)2]。
已知:①2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) ΔH=-159.5 kJmol-1;
②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+116.5 kJmol-1;
③H2O(l)H2O(g) ΔH=+44.0 kJmol-1。
用CO2和NH3合成尿素(副產(chǎn)物是液態(tài)水)的熱化學方程式為 。
(2)工業(yè)上常用如下反應消除氮氧化物的污染:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH在溫度為T1和T2時,分別將0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入體積為1 L的密閉容器中,n(CH4)隨反應時間的變化如圖所示:
①據(jù)圖判斷該反應的ΔH (填“>”“<”“=”)0,理由是 。
②溫度為T1時,0~10 min內,NO2的平均反應速率v(NO2)= 。
③該反應達到平衡后,為提高反應速率的同時提高NO2的轉化率,可采取的措施有 (填字母)。
A.改用高效催化劑 B.升高溫度
C.縮小容器的體積 D.增大CH4的濃度
(3)利用原電池反應可實現(xiàn)NO2的無害化,總反應為6NO2+8NH37N2+12H2O,電解質溶液為NaOH溶液。工作一段時間后,該電池正極附近溶液的pH (填“增大” “減小”或“不變”),負極的電極反應式為 。
(4)氮的一種氫化物為HN3,其水溶液酸性強弱與醋酸相似;常溫下,將a molL-1的HN3與b molL-1的Ba(OH)2溶液等體積混合,充分反應后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3-),則該混合物溶液呈 (填“酸”“堿”或“中”)性,溶液中c(HN3)= molL-1。
【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,將①+②-③得CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=(-159.5 kJmol-1)+(+116.5 kJmol-1)-(+44.0 kJmol-1)=-87.0 kJmol-1。
(2) ①根據(jù)圖像,T2時反應先達到平衡,說明T2>T1,溫度越高,平衡時甲烷的物質的量越大,說明平衡逆向進行,因此正反應為放熱反應,ΔH<0。
②溫度為T1,10 min時,n(CH4)=0.30 mol,根據(jù)化學方程式,反應的n(NO2)=2(0.40 mol-0.30 mol)=0.20 mol,NO2的平均反應速率v(NO2)==0.02 molL-1min-1。
③改用高效催化劑,不會影響平衡的移動,不會提高NO2的轉化率,A項錯誤;升高溫度,反應速率加快,平衡逆向移動,NO2的轉化率減小,B項錯誤;縮小容器的體積,物質的濃度增大,反應速率加快,平衡逆向移動,NO2的轉化率減小,C項錯誤;增大CH4的濃度,反應速率加快,平衡正向移動,NO2的轉化率增大,D項正確。
(3)利用原電池反應可實現(xiàn)NO2的無害化,其總反應方程式為6NO2+8NH37N2+12H2O,電解質溶液為NaOH溶液。工作時,正極上二氧化氮得到電子生成氮氣,電極反應式為2NO2+8e-+4H2ON2+8OH-,正極附近溶液的pH增大;負極上氨氣失去電子生成氮氣,電極反應式為2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O。
(4)混合后溶液中c(Ba2+)=0.5b molL-1,根據(jù)電荷守恒可得2c(Ba2+)+c(H+)=c(N3-)+c(OH-),溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3-),則c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1,溶液呈中性;溶液中c(N3-)=b molL-1,由元素守恒可知,溶液中c(HN3)=(0.5a-b) molL-1。
【答案】(1)CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=-87.0 kJmol-1
(2)①< T1
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