第1讲弱电解质的电离平衡

1第1讲弱电解质的电离平衡[考纲要求]1.了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。2.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。3.了解电离平衡常数。考点一弱电解质的电离平衡知识梳理1．弱电解质(1)概念(2)与化合物类型的关系：强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物。弱电解质主要是某些共价化合物。2．弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立：在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质电离的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。(2)电离平衡的特征：(3)外界条件对电离平衡的影响①内因：弱电解质本身的性质。②外因：浓度、温度、加入试剂等。(4)电离过程是可逆过程，可直接用化学平衡移动原理分析电离平衡。以0.1mol·L－1CH3COOH溶液为例：CH3COOHCH3COO－＋H＋(正向吸热)。实例(稀溶液)CH3COOHH＋＋CH3COO－ΔH0改变条件平衡移动方向n(H＋)c(H＋)导电能力Ka加水稀释加入少量冰醋酸加HCl(g)加NaOH(s)加入镁粉升高温度深度思考1．电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小吗？离子的浓度一定增大吗？2．稀释一弱电解质溶液时，所有粒子浓度都会减小吗？3．在下列溶液中①氨水②氯水③NaHSO4溶液④盐酸，所含微粒种类由多到少的顺序是________(填序号)。4．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)强电解质溶液中不存在溶质分子，弱电解质溶液中存在溶质分子()(2)氨气溶于水，当c(OH－)＝c(NH＋4)时，表明NH3·H2O电离处于平衡状态()(3)弱电解质一定是共价化合物()(4)由0.1mol·L－1一元碱BOH的pH＝10，可知溶液中存在BOH===B＋＋OH－()2题组一改变条件，平衡移动，判结果变化1．将浓度为0.1mol·L－1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是()A．c(H＋)B．Ka(HF)C.cF－cH＋D.cH＋cHF2．将100mL1mol·L－1的NaHCO3溶液等分为两份，其中一份加入少许冰醋酸，另外一份加入少许Ba(OH)2固体，忽略溶液体积变化。两份溶液中c(CO2－3)的变化分别是()A．减小、减小B．减小、增大C．增大、增大D．增大、减小题组二平衡移动，结果变化，判采取措施3．稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2ONH＋4＋OH－，若要使平衡向逆反应方向移动，同时使c(OH－)增大，应加入的物质或采取的措施是()①NH4Cl固体②硫酸③NaOH固体④水⑤加热⑥加入少量MgSO4固体A．①②③⑤B．③⑥C．③D．③⑤4．已知0.1mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)的值增大，可以采取的措施是()①加少量烧碱溶液②升高温度③加少量冰醋酸④加水A．①②B．①③C．②④D．③④考点二电离平衡常数知识梳理1．(1)填写下表弱电解质电离方程式电离常数NH3·H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－Kb＝1.7×10－5CH3COOHCH3COOHCH3COO－＋H＋Ka＝1.7×10－5HClOHClOH＋＋ClO－Ka＝4.7×10－8(2)CH3COOH酸性大于HClO酸性(填“大于”、“小于”或“等于”)，判断的依据：相同条件下，电离常数越大，电离程度越大，c(H＋)越大，酸性越强。(3)电离平衡常数的意义：弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。电离平衡常数越大，电离程度越大。多元弱酸的电离以第一步电离为主，各级电离平衡常数的大小差距较大。(4)外因对电离平衡常数的影响：电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与温度有关，与电解质的浓度无关，升高温度，K值增大，原因是电离是吸热过程。2．碳酸是二元弱酸(1)电离方程式是H2CO3H＋＋HCO－3，HCO－3H＋＋CO2－3。(2)电离平衡常数表达式：Ka1＝cH＋·cHCO－3cH2CO3，Ka2＝cH＋·cCO2－3cHCO－3。(3)比较大小：Ka1Ka2。深度思考1．H2CO3的电离平衡常数Ka1＝4.3×10－7，Ka2＝5.6×10－11，它的Ka1、Ka2差别很大的原因(从电离平衡的角度解释)：2．在Na2CO3中加醋酸产生CO2气体，试从电离平衡常数的角度解释原因(已知：K(CH3COOH)＝1.7×10－5；K(H2CO3)＝4.3×10－7。)：_______________________________________。题组一影响电离平衡常数的因素及其应用1．25℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.7×10－5K1＝4.3×10－7K2＝5.6×10－113.0×10－83请回答下列问题：(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为___________________。(2)同浓度的CH3COO－、HCO－3、CO2－3、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为_________。(3)物质的量浓度均为0.1mol·L－1的下列四种物质的溶液：a.Na2CO3，b.NaClO，c.CH3COONa，d.NaHCO3，pH由大到小的顺序是____________(填编号)。(4)常温下0.1mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变小的是________(填字母序号，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若该溶液升高温度，上述5种表达式的数据增大的是_______________。(5)体积为10mLpH＝2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离平衡常数______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数；理由是_______，稀释后，HX溶液中由水电离出来的c(H＋)________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中由水电离出来的c(H＋)，理由是____________________。题组二有关电离平衡常数的定量计算2．碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10－5。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO－3＋H＋的平衡常数K1＝________。(已知：10－5.60＝2.5×10－6)3．在25℃下，将amol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH＋4)＝c(Cl－)，则溶液显__________性(填“酸”、“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝______。考点三强酸与弱酸的比较知识梳理浓度均为0.01mol·L－1的强酸HA与弱酸HBpH均为2的强酸HA与弱酸HBpH或物质的量浓度开始与金属反应的速率体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量体积相同时与过量活泼金属反应产生H2的量c(A－)与c(B－)大小分别加入固体NaA、NaB后pH变化加水稀释10倍后溶液的导电性水的电离程度深度思考按要求画图像，并回答问题。(1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸：①加入足量的Zn，画出H2体积的变化图像单位时间内，________产生的H2多，反应停止时，产生的H2________。②加水稀释，画出pH值的变化图像：加水稀释相同的倍数，________的pH大；加水稀释到相同的pH值，________加入的水多。(2)相同体积、相同pH值的盐酸和醋酸：①加入足量的Zn，画出H2体积的变化图像单位时间内，________产生的H2多，反应停止时，________产生的H2多。4②加水稀释，画出pH值的变化图像：加水稀释相同的倍数，________的pH大；加水稀释到相同的pH，________加入的水多。题组一强酸、弱酸的比较1．在一定温度下，有a.盐酸b．硫酸c．醋酸三种酸：(1)当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是_______________(用字母表示，下同)。(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是______________。(3)若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是________________。(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是_____。(5)当三者c(H＋)相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为________，反应所需时间的长短关系是_____。(6)将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的顺序是______。2．今有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是()序号①②③④pH111133溶液氨水氢氧化钠溶液醋酸盐酸A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大B．②③两溶液等体积混合，所得溶液中c(H＋)＞c(OH－)C．分别加水稀释10倍，四种溶液的pH①＞②＞④＞③D．V1L④与V2L①混合，若混合后溶液pH＝7，则V1＜V2题组二判断弱电解质的方法3．为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验：0.1mol·L－1醋酸溶液、0.1mol·L－1盐酸、pH＝3的盐酸、pH＝3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。(1)甲取出10mL0.1mol·L－1的醋酸溶液，用pH试纸测出其pH＝a，确定醋酸是弱电解质，则a应该满足的关系是________，理由是___________________________。(2)乙分别取pH＝3的醋酸和盐酸各1mL，分别用蒸馏水稀释到100mL，然后用pH试纸分别测定两溶液的pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是____________________________。(3)丙分别取pH＝3的盐酸和醋酸各10mL，然后加入质量相同的锌粒，醋酸放出H2的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？____________________________________。(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞试验，也论证了醋酸是弱酸的事实，该同学的试验操作和现象是________________________________。1．判断弱电解质的三个思维角度角度一：弱电解质的定义，即弱电解质不能完全电离，如测0.1mol·L－1的CH3COOH溶液的pH1。角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动，如pH＝1的CH3COOH加水稀释10倍后，1pH2。角度三：弱电解质形成的盐类能水解，如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个现象：(1)配制某浓度的醋酸钠溶液，向其中加入几滴酚酞试液。现象：溶液变为浅红色。(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上，测其pH。现象：pH7。2．搭建思维平台我们在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的试题时，不妨用假设法给自己搭建一个平台，用这个平台进行分析。如题2中的C选项，分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么①②溶液的pH均为10，然后再根据平衡移动进行分析；再如D选项，假设均是强酸强碱，则V1＝V2，然后再根据弱碱的电离平衡及浓度进行分析。探究高考明确考向1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”5(1)25℃时，用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH＝7，V醋酸＜VNaOH()(2)稀醋酸加水稀释，醋酸的电离程度增大，溶液的pH减小()(3)中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等()(4)CH3