第三章物质在水溶液中的行为第1节 水溶液第2课
一、选择题
1.室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是( )
A. pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合 B. pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合 C. pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合 D. pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合
2.常温下某溶液中由水电离产生的[H]=1×10mol·L,则下列叙述正确的是( )
A. 一定是碱溶液 B. 一定是酸溶液
C. 由水电离出的[OH]=1×10mol·L D. pH值可能为9也可能为5 3.纯水在20℃和80℃时的pH( )
A. 前者大 B. 后者大 C. 相等 D. 无法确定
4.将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合,溶液的pH最接近于 ( )
A.8.3 B.8.7 C.9 D.9.7 5.下列溶液一定呈中性的是
A.pH=7的溶液 B.c(H)=c(OH)=10mol/L的溶液 C.使石蕊试液呈紫色的溶液 D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液 6.已知温度T时水的离子积常数为KW.该温度下,将浓度为a mol/L的一元酸HA与b mol/L的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( )
A.a = b
B.混合溶液的pH = 7 C.混合溶液中,c(H) =mol/L
D.混合溶液中,c(H) + c(B) = c(OH) + c(A)
7.在25℃时,100mL 0.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/L的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值为( )
A.6 B.5 C.12 D.13
8.已知温度T时水的离子积常数为KW。该温度下,将浓度为a mol/L的一元酸HA与b mol/L
+
+
-
-
+
+
--6
-
-9
-1
+
-5
-1
的一元碱BOH等体积混合,可判定混合溶液呈中性的依据是( )
A.a = b B.pH = 7
C.c(H) = mol/L D.c(H) + c(B) = c(OH) + c(A) 9.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.在纯水中加入少量硫酸铵,可促进水的电离,使水的离子积增大
10.常温时,将a1mL,b1mol/L的CH3COOH溶液加入到a2mL,b2mol/L的NaOH溶液中,下列结论中不正确的是( )
A. 如果a1b1=a2b2,则混合溶液的pH>7
B. 如果混合液的pH=7,则混合溶液中c(CH3COO)=c(Na) C. 如果a1=a2,b1=b2,则混合液液中c(CH3COO)=c(Na) D. 如果a1=a2,且混合溶液的pH<7,则b1>b2 11.下列关于溶液酸碱性的说法正确的是( )
A.pH=7的溶液呈中性 B.中性溶液中一定有c(H)=10mol/L C.c(H)=c(OH)的溶液呈中性 D.在100℃时,纯水的pH<7,因此呈酸性
12.现有温度相同、pH=a和pH=b的两种NaOH溶液,已知b=a+2,将两种溶液等体积混合后,所得溶液的pH接近于( )
A.a-lg2 B.b-lg2 C.a+lg2 D.b+lg2
13.室温下,将0.1mol/L的氢氧化钠与0.06mol/L硫酸溶液等体积混合,该混合溶液的pH为( )
A.1.7 B.2.0 C.12.0 D.12.4 14.将pH试纸用蒸馏水润湿后,去测定某溶液的pH,该溶液的pH将会( )
A.偏高 B.偏低 C.不变 D.上述三种情况均有可能 二、非选择题
15. 现有pH=2的醋酸甲和pH=2的盐酸乙:
(1)取10 mL的甲溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________(填“向左”、“向右”
+
-+
-7
-+
-+
+
-
+
+
-
-
-
或“不”)移动,若加入少量无水醋酸钠固体,待固体溶解后,溶液中c(H)/c(CH3COOH)的值将________(填“增大”、“减小”或“无法确定”);
(2)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,各稀释100倍。稀释后的溶液,其pH大小关系为pH(甲)______pH(乙)(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)。若将甲、乙两溶液等体积混合,溶液的pH=________;
(3)各取25 mL的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH=7,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)________V(乙) ;
(4)取25 mL的甲溶液,加入等体积pH=12的NaOH溶液,反应后溶液中c(Na)、c(CH3COO
-
+
+
)的大小关系为c(Na)______c(CH3COO)。
+-
16. (1)常温下,将1mLPH=1的H2SO4溶液加水稀释至100mL,稀释后的溶液中C(H)/C(OH)=____;
(2)某温度时,测得0. 01 mol·L的NaOH溶液的pH为11,则在该温度下水的离子积常数KW=_____;
在此温度下,将PH=12的NaOH溶液Va L与PH=2的硫酸Vb L 混合也为中性,则则Va∶Vb=_________;
(3)常温下,设pH=5的H2SO4的溶液中由水电离出的H浓度为c1;pH=5的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H浓度为c2,则c1:c2=________
(4)常温下,pH=13的Ba(OH)2溶液aL与pH=3的H2SO4溶液bL混合(混合后溶液体积变化忽略不计)。所得混合溶液pH=12,则a∶b=______________。
17. H2SO4是工业上常用的酸,NH4Al(SO4)2是一种食品加工业中常用的食品添加剂,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题: (1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其原理是_____________(用离子方程式说明); (2)20℃时,均为0.1mol L的几种电解质溶液的pH 随温度变化的曲线如图1 所示;
其中符合0.1mol·L NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是_______(填罗马数
-1
-1
+
+
-1
+
-
字)。
② 20℃ 时,0.1mol·LNH4Al(SO4)2溶液中,2c(SO4)-c(NH4)-3c(Al)=____mol·L(填具体数字计算式,不必化简);
(3)室温时,向100mL0.1mol·LNH4HSO4溶液中滴加0.1mol LNaOH溶液,溶液pH 与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示。试分析图中a、b、c、d 四个点,水的电离程度最大的是
-1
-1
-1
2-+
3+
-1
__________点,在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是___________________; (4)t℃ 时,pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,则该温度下水的离子积常数Kw=________________。
18. 已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示.
(1)95℃时水的电离平衡曲线应为______(填“A”或“B”),理由是______;
(2)曲线A所对应的温度下,pH=2的HCl溶液和pH=12的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用α1、α2表示,则α1______α2(填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”,下同),若将二者等体积混合,则混合溶液的pH______7;
(3)在曲线B所对应的温度下,将0.02mol?L的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合,所得混合液的pH=______。
参考答案
1.【答案】C
【解析】A.一水合氨为弱电解质,溶液中只能部分电离出氢氧根离子,pH=3的盐酸中氯化氢浓度为0.001mol/L,而pH=11的氨水中一水合氨浓度远远大于0.01mol/L,两溶液等体积混合后氨水过量,溶液显示碱性,溶液的pH一定大于7,错误;B.盐酸是强酸,氢氧化钡是强碱,完全电离,所以pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合,二者恰好完全反应产生水,所以溶液的pH=7,错误;C.pH=3的醋酸中,醋酸为弱电解质,醋酸的物质的量浓度大于0.001mol/L,pH=11的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的浓度为0.001mol/L,两溶液等体积混合后醋酸过量,溶液显示酸性,溶液的pH一定小于7,正确;D.一水合氨为弱电解质,溶液中只能部分电离出氢氧根离子,pH=3的硫酸中硫酸浓度为0.001mol/L,而pH=11的氨水中一水合氨浓度远远大于0.01mol/L,两溶液等体积混合后氨水过量,溶液显示碱性,溶液的pH一定大于7,错误。 2.【答案】D
【解析】常温下某溶液中由水电离产生的[H]=1×10mol·L,水的电离平衡得到促进,应该是加入了含有弱离子的盐溶液,可以是强酸弱碱盐,也可以是强碱弱酸盐,故pH值可能为9也可能为5。 3.【答案】A
【解析】试题分析:温度越高,水的电离程度越大,c(H)增大,pH减小。选A。 4.【答案】D
+
+
-5
-1
﹣1
【解析】pH=8的NaOH溶液中c(OH)=1×10mol/L,pH=10的NaOH溶液中c(OH)=1×10mol/L,混合后c(OH)=(1×10mol/L+1×10mol/L)÷2≈1/2×10mol/L,则溶液中的c(H)=2×10mol/L,所以pH=10-lg2=9.7,选D。 5.【答案】B
【解析】A.pH=7的溶液不一定呈中性,如100℃时,水的离子积常数是10,pH=6时溶液呈中性,当pH=7时溶液呈碱性,故A错误;B.c(H)=c(OH)=10mol/L溶液,溶液的pH=6,溶液一定呈中性,故B正确;C.使石蕊试液呈紫色的溶液,常温下溶液显酸性或中性或碱性,故C错误;D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液,若是强酸强碱反应,溶液呈中性,若是强酸弱碱反应,溶液呈酸性,若是弱酸强碱反应溶液呈碱性,故D错误;故选B。 6.【答案】C
【解析】溶液中c(H)=c(OH)时,溶液一定呈中性,则A、没有说明两种酸的强弱,A错误;B、溶液的温度不知道,不能根据pH=7判断溶液的酸碱性,B错误;C、Kw=c(H)×c(OH),当c(H)=,则c(H)=c(OH),即溶液显中性,C正确;D、在酸性、碱性、中性溶液中均存在电荷守恒,c(H)+c(B)=c(OH)+c(A),D错误,答案选C。 7.【答案】D
【解析】25℃时,100mL 0.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/L的氢氧化钠溶液混合后碱过量,反应后溶液中氢氧根浓度==0.1mol/LL,则根据水的离子积常数可知氢原子浓度是10
13
-
+
+
---+
+
-+
+
-+
--6
-12
+
-10
-4
--6
-4
-4
--6-
mol/L,乙醇溶液的pH值为13,答案选D。
明确反应后氢氧化钠过量首先计算氢氧根浓度是解答的关键,注意掌握pH计算的一般
思维模型:
8.【答案】C
【解析】A.因酸碱的强弱未知,a=b,只能说明酸碱恰好完全反应,但如为强酸弱碱盐或强碱弱酸盐,则溶液不呈中性,A错误;B.因温度未知,则pH=7不一定为中性,B错误;C.混合溶液中,c(H)=mol/L,根据c(H)×c(OH)=KW,可知溶液中c(H)=c(OH)=mol/L,溶液呈中性,C正确;D.任何溶液都存在电荷守恒,即c(H)+c(B)=c(OH)+c(A),不能确定溶液的酸碱性,D错误;答案选C。
注意溶液酸碱性的判断依据,溶液的酸碱性是由溶液中c(H)与c(OH)的相对大小决定的:c(H)>c(OH),溶液呈酸性;c(H)=c(OH),溶液呈中性;c(H)<c(OH),溶液呈碱性。注意pH判断时的使用条件。
+
-
+
-
+
-
+
-
-+
+
-+
+
-+
-
9.【答案】C
【解析】A、25℃时,纯水的pH=7,4℃时,纯水的电离程度减小,pH稍大于7,A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,B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1.0×10mol?L ̄,纯水中主要存在形态是水分子,C正确;D、水的离子积不受溶液酸碱性的影响,D错误。答案选C。
注意(1)KW只受温度影响,改变其他条件水的电离程度会发生变化,但只要温度不变,则KW不变。(2)水的离子积是水电离平衡时的性质,不仅适用于纯水,也适用于酸性或碱性的稀溶液。不管哪种溶液均有c(H)H2O=c(OH)H2O。即任何稀水溶液中都存在这一关系。因此,在酸溶液中酸本身电离出来的H会抑制水的电离,c(H)酸·c(OH)H2O=KW;而在碱溶液中,碱本身电离出来的OH也会抑制水的电离,c(OH)碱·c(H)H2O=KW。(3)外界条件改变,水的电离平衡发生移动,但任何时候由水电离出的H和OH总是相等的。如Na2CO3溶液中OH全部由水电离产生,而水电离产生的H除一部分存在于溶液中,其他则存在于HCO和H2CO3中。故有c(OH)=c(H)+c(HCO3)+2c(H2CO3)。(4)水的离子积常数表示在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H和OH共存,只是相对含量不同而已。并且在稀酸或稀碱溶液中,当温度为25 ℃时,KW=c(H)·c(OH)=1×1010.【答案】C
【解析】A.如果a1b1=a2b2,两溶液恰好反应生成醋酸钠,由于醋酸根离子的水解,溶液显示碱性,则混合溶液的pH>7,故A正确;B.如果混合液的pH=7,则c(OH)=c(H),根据电荷守恒c(OH) + c(CH3COO) = c(H)+c(Na)可得:c(CH3COO)=c(Na),故B正确;C.a1=a2,b1=b2,则a1b1=a2b2,醋酸与氢氧化钠恰好反应生成醋酸钠,溶液显示碱性,则c(OH)>c(H),根据电荷守恒c(OH)+c(CH3COO)=c(H)+c(Na)可得:c(CH3COO)<c(Na),故C错误;D.当a1=a2,如果b1=b2,反应后生成醋酸钠,溶液显示碱性,混合溶液的pH<7时,溶液显示酸性,所以需要酸剩余,满足b1>b2,故D正确;故选C。
本题考查了酸碱混合的定性判断、离子浓度定性比较,注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系,明确判断溶液中离子浓度大小的方法,能够根据电荷守恒、物料守恒、盐的水解原理等知识判断离子浓度大小。 11.【答案】C
【解析】溶液到底是酸性还是碱性取决于c(H)和c(OH)的相对大小,若c(H)>c(OH)的溶液呈酸性,若c(H)=c(OH)的溶液呈中性,若c(H)<c(OH)的溶液呈碱性。A.常温下中性溶液的pH=7,但因温度不一定是常温,则pH=7的溶液不一定呈中性,故A错误;B.中性
+
-+
-+
-+
---+
+
-+
-+
--+
+
-+
-+
+
-
-14
+
-
-
+
-
-
+
+
-
-
-
+
+
+
-
+
-
+
-7
1
+
﹣
mol·L为同一常数。
2-2
溶液中不一定有c(H)=10mol/L,故B错误;C.c(H)=c(OH)的溶液呈中性,故C正确;D.在100℃时,纯水的pH<7,但c(H)=c(OH),仍然为中性,故D错误。故选C。 12.【答案】B
【解析】设两溶液体积的体积都为VL,pH=a的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度为:c(OH)=10c(OH)=10为:10
a-14--pH-14
+
-
+-7+-
mol/L=10mol/L=10
a-14
mol/L,pH=b的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度为:mol/L=10
(a+2)-14
pH-14b-14
mol/L=10
a-14
a-12
mol/L,混合液中氢氧根离子的物质的量
a-12
mol/L×VL+10
-
a-12
mol/L×VL(10+10
a-12
)Vmol≈10Vmol,混合液中氢氧根离子浓
-a-2
度为:c(OH)==mol/L≈mol/L,混合液中氢离子浓度为:c(H)=mol/L=2×10液的pH=-lgc(H)=-lg2×10
+
-a-2
+
mol/L,混合
=a+2-lg2=b-lg2,故选B。
本题考查了溶液pH的计算,题目难度中等,明确混合碱溶液中氢离子浓度的计算为解答关键,注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系,试题培养了学生灵活应用基础知识的能力溶液pH的计算。强酸和强碱混和,先确定过量离子的浓度:若酸过量:c(H)=(c(H)V
---+
+
+
酸
-c(OH)V碱)/(V酸+V碱);若碱过量:c(OH)=(c(OH)V碱-c(H)V酸)/(V碱+V酸);当酸过量时,必须以剩余的氢离子浓度来计算溶液的pH值;当碱过量时,必须以剩余的氢氧根离子浓度来计算溶液的pOH值,再求pH值。 13.【答案】B
【解析】室温下,将0.1mol/L的氢氧化钠与0.06mol/L硫酸溶液等体积混合硫酸过量,溶液中氢离子浓度为,所以该混合溶液的pH为2,答案选B。
注意掌握pH计算的一般思维模型:
14.【答案】D
【解析】将pH试纸用蒸馏水润湿后,去测定某溶液的pH,该溶液的pH可能不变,例如测量氯化钠溶液;也可能减小,例如测量氢氧化钠溶液,也可能增大,例如测量盐酸,答案选D。
15.【答案】(1)向右、减小、(2)小于、2(3)大于 小于
【解析】试题分析:(1)加水稀释促进CH3COOH电离,其电离平衡向右移动;加入少量无水醋酸钠固体,待固体溶解后,溶液中c(CH3COO)增大,使醋酸的电离平衡向左移动,溶液中c(H)减小,c(CH3COOH)增大,故c(H)/c(CH3COOH)的值将减小;(2)醋酸为弱酸,盐酸为强酸,由于两者pH相同,则醋酸浓度大于盐酸的浓度,各稀释100倍后,盐酸的pH=4;而醋酸由于被稀释,其电离平衡正向移动,是pH<4,故pH(甲)小于pH(乙);若将甲、乙两
+
+
-
溶液等体积混合,由于开始两种溶液的pH均等于2,则混合溶液的pH=2;(3)各取25 mL的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH=7,则消耗的NaOH溶液的体积与酸的物质的量成比例。由于pH相同的醋酸和盐酸,n(CH3COOH)>n(HCl),因此消耗NaOH的体积V(甲)>V(乙);(4)pH=2的醋酸浓度大于pH=12的NaOH溶液的浓度,因此两种溶液等体积混合,醋酸过量,有剩余,且混合溶液呈酸性,c(H)>c(OH),结合电荷守恒可知,c(Na
+
+
-
) < c(CH3COO)。
8
-13
-
16.【答案】 10 1×10 1:10 10 11:90
-4
【解析】(1)常温下,将1mLpH=1的H2SO4溶液中氢离子浓度是0.1mol/L,加水稀释至100mL氢离子浓度变为0.001mol/L,因此氢氧根浓度是10c(H)/c(OH)=0.001/10
+
--11
8
-11
mol/L,则稀释后的溶液中
-1
=10;(2)某温度时,测得0.01 mol·L的NaOH溶液的pH为mol/L,而氢氧根浓度是0.01mol/L,则在该温度下水的离子积常;在此温度下,将pH=12的NaOH溶液Va L与pH=2的硫酸Vb L
11,即氢离子浓度是10数KW=0
-11
-11
×0.01=1×10
-13
混合也为中性,氢氧化钠溶液中氢氧根浓度是0.1mol/L,硫酸溶液中氢离子浓度是0.01mol/L,则0.1×Va=0.01×Vb,所以Va∶Vb=1:10;(3)硫酸抑制水的电离,则常温下,pH=5的H2SO4的溶液中由水电离出的H浓度为10mol/L;铝离子水解,促进水的电离,则pH=5的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H浓度为10mol/L,则c1:c2=10:10=10;(4)常温下,pH=13的Ba(OH)2溶液aL与pH=3的H2SO4溶液bL混合(混合后溶液体积变化忽略不计),所得混合溶液pH=12,则,解得a∶b=11:90。
掌握pH计算的一般思维模型是解答的关键,即。
【解析】(1)Al水解生成的Al(OH)3胶体,具有吸附性,离子方程式:Al+3H2OAl(OH)3胶体+3H,故答案为:Al+3H2OAl(OH)3胶体+3H;
(2)①NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大,pH减小,符合的曲线为Ⅰ,故答案为:Ⅰ;
(3)a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点恰好消耗完H,溶液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液均含有NH3?H2O,(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3?H2O抑制水的电离,水的电离程度最大的是a点;b点溶液呈中性,即溶液含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3?H2O三种成分,a点时c(Na)=c(SO4),b点时c(Na)>c(SO4),根据N元素与S元素的关系,可以得出c(SO4)>c(NH4),故c(Na)>c(SO4)>c(NH4)>c(OH)=c(H),故答案为:a;c(Na)>c(SO4)>c(NH4)>c(OH)=c(H);
(4)设该温度下设该温度下水的离子积常数Kw=10,pH=2的H2SO4溶液中氢离子的浓度为
-a
2-+
-+
2-+
+
2-+
-+
+
+
2-+
2-+
+
3+
+
3+
3+
+
-5
-9
-5
-4
+
-9
10mol/L,pH=11的NaOH溶液中氢离子浓度为10mol/L,则氢氧根离子浓度为: mol/L=10
(11-a)
-2-11
mol/L,等体积的氢氧化钠、稀硫酸恰好反应,则氢离子与氢氧根离子浓度相
(11-a)
等,即10mol/L=10
-2
mol/L,解得a=13,水的离子积常数Kw=10,故答案为:10。
-13-13
本题考查盐类的水解和离子浓度大小的比较,酸碱混合后溶液定性判断及溶液pH的简单计算。(2)②为易错点,注意利用守恒思想解题。
18. 【答案】B水电离需要吸热,温度越高KW越大等于>或=10
【解析】试题分析:本题考查水的电离、溶液的酸碱性等,题目难度中等。利用水电离的影响因素、pH计算相关知识进行作答。
(1)曲线A条件下Kw=c(H)c(OH)=10×10=10,曲线B条件下c(H)=c(OH)=10mol/L,Kw=c(H)c(OH)=10 ;水的电离时吸热过程,加热促进电离,Kw增大,95℃时水的电离平衡曲线应为B。
(2)酸溶液中分析水的电离,计算溶液中氢氧根浓度;碱溶液中分析水的电离,计算溶液中氢离子浓度。曲线A所对应的温度下,pH=2的HCl溶液中氢氧根浓度为10-12mol/L;pH=12的某BOH溶液中氢离子浓度为10-12mol/L。若水的电离程度分别用α1、α2表示,则α
1
+
--12
+
--7
-7
-14
+
--6
等于α2;若将二者等体积混合,若BOH为强碱,二者恰好完全反应,生成的NaB为强酸强碱盐,溶液呈中性,则混合溶液的pH=7;若BOH为弱碱,则碱远过量,溶液呈碱性,pH>7。 (3)95℃时,0.02mol?L的Ba(OH)0.02mol?L的NaHSO42溶液中氢氧根浓度为0.04mol/L,溶液溶液中氢离子浓度为0.02mol?L
﹣1
﹣1
﹣1
﹣1
﹣1
,二者等体积混合,混合液中氢氧根浓度为
-12
-10
(0.04-0.02)mol?L÷2=0.01 mol?L,95℃时,Kw= 10,溶液中氢离子浓度为10 mol?L
﹣1
,所得混合液的pH=-lgc(H)=10。
易错分析:解答第(2)小题要注意酸溶液中分析水的电离,计算溶液中氢氧根浓度;
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碱溶液中分析水的电离,计算溶液中氢离子浓度进行分析;(3)小题pH计算要注意温度不同,Kw的取值不同。