2021版高考化学一轮复习第十一章平衡二水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离平衡课件新人教版

第一节弱电解质的电离平衡[最新考纲]1．了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。2．理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。3．理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数进行相关计算。考点一弱电解质的电离/基础·自主落实1．强、弱电解质深化提能素养再进阶2．电离方程式的书写(1)弱电解质①多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远大于第二步，如H2CO3的电离方程式：、。②多元弱碱电离方程式一步写成，如Fe(OH)3的电离方程式：。HCO－3H＋＋CO2－3H2CO3H＋＋HCO－3Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－(2)酸式盐在水溶液中，强酸的酸式盐完全电离，弱酸的酸式盐中酸式酸根离子不完全电离。如NaHSO4：；NaHCO3：、；在熔融状态时。NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4NaHCO3===Na＋＋HCO－3HCO－3H＋＋CO2－3NaHSO4===Na＋＋HSO－43．弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立(2)电离平衡的特征(3)外界条件对电离平衡的影响以弱电解质HB的电离为例：HBH＋＋B－。①温度：弱电解质电离吸热，升高温度，电离平衡向右移动，HB的电离程度，c(H＋)、c(B－)均增大。②浓度：稀释溶液，电离平衡向右移动，电离程度，n(H＋)、n(B－)增大，但c(H＋)、c(B－)均减小。③相同离子：在弱电解质的溶液中，加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，如NaB、HCl，电离平衡向左移动，电离程度。增大增大减小④加入能与电离出的离子反应的物质，如加入NaOH，电离平衡向右移动，电离程度。增大4．电解质溶液的导电能力与溶液中离子的关系电解质溶液导电能力取决于自由移动离子的浓度和离子所带电荷数，自由移动离子的浓度越大、离子所带电荷数越多，导电能力越强。将冰醋酸、浓醋酸和稀醋酸分别加水稀释，其导电能力随加水量的变化曲线如图：[基础排查]1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)HCl为强电解质，故盐酸中不存在电离平衡()(2)在氨水中，当c(NH＋4)＝c(OH－)时，表示氨水已达到电离平衡()(3)电离平衡右移，弱电解质的电离程度一定增大()(4)向0.1mol·L－1HF溶液中加水稀释或加入少量NaF晶体时都会引起溶液中c(H＋)减小()(5)稀醋酸加水稀释时，溶液中所有离子的浓度均减小()(6)CaCO3难溶于水，其属于弱电解质()(7)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强()×√×××××2．分别画出冰醋酸和0.1mol·L－1的醋酸加水稀释时导电能力的变化图。提示：素养·应用达成用变化观念认知外界条件对电离平衡的影响[典例](2019·全国卷Ⅲ)设NA为阿伏加德罗常数的值。关于常温下pH＝2的H3PO4溶液，下列说法正确的是()A．每升溶液中的H＋数目为0.02NAB．c(H＋)＝c(H2PO－4)＋2c(HPO2－4)＋3c(PO3－4)＋c(OH－)C．加水稀释使电离度增大，溶液pH减小D．加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强[解析]磷酸是中强酸，存在电离平衡。A错：常温下pH＝2的H3PO4溶液中，c(H＋)＝0.01mol·L－1，每升溶液中的H＋数目为0.01NA。B对：由电荷守恒知，c(H＋)＝c(H2PO－4)＋2c(HPO2－4)＋3c(PO3－4)＋c(OH－)。C错：加水稀释使电离平衡右移，电离度增大，但是溶液中的离子浓度减小，溶液中的H＋浓度减小，故溶液pH增大。D错：加入NaH2PO4固体，抑制了磷酸的第一步电离，溶液酸性减弱。[答案]B[归纳拓展]从“定性”和“定量”两个角度理解电离平衡(1)从定性角度分析电离平衡应该理解勒夏特列原理——平衡向“减弱”这种改变的方向移动，移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。(2)从定量角度分析电离平衡当改变影响电离平衡的条件后分析两种微粒浓度之比的变化时，若通过平衡移动的方向不能作出判断，应采用电离常数定量分析。[对点训练]1．（微观探析能力）某浓度的氨水中存在平衡：NH3·H2ONH＋4＋OH－，如想增大NH＋4的浓度，而不增大OH－的浓度，应采取的措施是()①适当升高温度②加入NH4Cl固体③通入NH3④加入少量盐酸A．①②B．②③C．②④D．①④解析：升温平衡向右移动，c(NH＋4)、c(OH－)都增大；加入NH4Cl固体，相当于增大c(NH＋4)，平衡向左移动，c(OH－)减小，但c(NH＋4)仍较原来增大，因平衡移动只能减小其增大的程度，而不能完全抵消它增大的部分；通入NH3平衡向右移动，c(NH＋4)、c(OH－)都增大；加入少量盐酸，H＋与OH－反应使c(OH－)下降，平衡向右移动，使c(NH＋4)增大。答案：C2．下列关于电解质溶液的说法正确的是()A．(2016·四川高考)0.1L0.5mol·L－1CH3COOH溶液中含有的H＋数为0.05NAB．(2016·江苏高考)室温下，稀释0.1mol·L－1CH3COOH溶液，溶液的导电能力增强C．(2016·全国卷Ⅲ)向0.1mol·L－1CH3COOH溶液中加入少量水，溶液中cH＋cCH3COOH减小D．(2018·北京高考)常温时，0.1mol·L－1氨水的pH＝11.1：NH3·H2ONH＋4＋OH－解析：A项，CH3COOH为弱电解质，在水溶液中部分电离，0.1L0.5mol·L－1CH3COOH溶液中含有的H＋数小于0.05NA，错误；B项，CH3COOH溶液中存在平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，加水稀释，平衡右移，产生的离子数增加，但溶液的体积增大，溶液中c(CH3COO－)、c(H＋)减小，导电能力减弱，错误；C项，加水稀释时，平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋右移，c(CH3COOH)减小，cH＋cCH3COOH＝cH＋·cCH3COO－cCH3COOH·cCH3COO－＝KacCH3COO－，因Ka不变，c(CH3COO－)减小，故比值变大，错误；D项，常温时，0.1mol·L－1氨水的pH＝11.1，说明NH3·H2O是弱电解质，电离方程式应用可逆号表示，正确。答案：D3．(2020·吉安联考)某温度下，在饱和氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－。(1)若增大压强，则溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)若通入NH3，则平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。(3)若加水，则平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动，溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)若加入氢氧化钠固体，则溶液中的c(NH＋4)________(填“增大”“减小”或“不变”)，溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)若增大压强，气体的溶解度增大，氨水中电离平衡：NH3·H2ONH＋4＋OH－向右移动，则pH增大。(2)向饱和氨水中通入NH3，NH3不再溶解，所以电离平衡不移动。(3)加水，氨水中电离平衡：NH3·H2ONH＋4＋OH－向右移动，但是溶液的体积增大的程度比OH－的物质的量增大的程度大，所以OH－浓度减小，则pH减小。(4)加入氢氧化钠，则氨水中电离平衡：NH3·H2ONH＋4＋OH－向左移动，溶液中的c(NH＋4)减小，c(OH－)增大，pH增大。答案：(1)增大(2)不(3)向右减小(4)减小增大考点二电离度与电离常数/基础·自主落实1．电离平衡常数(1)概念：在一定条件下，弱电解质在达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，用K(弱酸用Ka，弱碱用Kb)表示。深化提能素养再进阶(2)表达式一元弱酸HA一元弱碱BOH电离方程式HAH＋＋A－BOHB＋＋OH－电离常数表达式Ka＝cH＋·cA－cHAKb＝cB＋·cOH－cBOH(3)意义相同条件下，K值越大，表示该弱电解质电离，所对应的酸性或碱性相对。越易越强(4)特点①电离常数只与有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是的，故温度升高，K。②多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K1≫K2……，所以其酸性主要取决于第一步电离。温度吸热增大(5)电离度(α)、电离常数(Ka、Kb)与c(H＋)、c(OH－)的关系设一定温度下，浓度为cmol·L－1醋酸的电离度为α。CH3COOHCH3COO－＋H＋起始/(mol·L－1)c00变化/(mol·L－1)cαcαcα平衡/(mol·L－1)c－cα≈ccαcαKa＝cα·cαc＝cα2，α＝Kac，c(H＋)＝c·α＝c·Ka同理：对于一元弱碱(如NH3·H2O)Kb＝cα2，c(OH－)＝cα＝c·Kb。2．电离度(1)概念：一定条件下，当弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液中已经电离的电解质分子数占原弱电解质总分子数的百分数。(2)表达式：α＝已电离的弱电解质的浓度弱电解质的初始浓度×100%。(3)意义：衡量弱电解质的电离程度，在相同条件下(浓度、温度相同)，不同弱电解质的电离度越大，弱电解质的电离程度越大。(4)影响因素温度升高温度，电离平衡向右移动，电离度_____；降低温度，电离平衡向左移动，电离度_____浓度当弱电解质溶液浓度增大时，电离度_____；当弱电解质溶液浓度减小时，电离度______增大减小减小增大[基础排查]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)H2CO3的电离常数表达式：Ka＝c2H＋·cCO2－3cH2CO3()(2)弱电解质的电离平衡右移，电离常数一定增大()(3)电离常数大的酸溶液中的c(H＋)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H＋)大()(4)对于0.1mol·L－1的氨水，加水稀释后，溶液中c(NH＋4)、c(OH－)变小()(5)某一弱电解质，电离度越大，电离常数就越大()(6)向CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，cNH＋4cNH3·H2O先增大再减小()×××√××2．下列关于电离常数的说法正确的是()A．电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大B．CH3COOH的电离常数表达式为Ka＝cCH3COOHcH＋·cCH3COO－C．电离常数只受温度影响，与浓度无关D．CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，电离常数减小解析：电离常数是温度函数只与温度有关，故A、D错误，C正确；电离常数是弱电解质达到电离平衡时，电离产生的离子浓度的乘积与未电离的电解质分子的浓度的比，因此CH3COOH的电离常数表达式为Ka＝cH＋·cCH3COO－cCH3COOH，B错误。答案：C3．已知下面三个数据：7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数(25℃)，若已知下列反应可以发生：NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2、NaCN＋HF===HCN＋NaF、NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。由此可判断下列叙述中不正确的是()A．K(HF)＝7.2×10－4B．K(HNO2)＝4.9×10－10C．根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF＞HNO2＞HCND．K(HCN)＜K(HNO2)＜K(HF)解析：相同温度下，酸的电离常数越大，该酸的酸性越强，结合强酸制取弱酸分析可知，亚硝酸的酸性大于氢氰酸而小于氢氟酸，所以亚硝酸的电离常数为4.6×10－4，故B错误。答案：B素养·应用达成用类比迁移思想突破电离平衡常数的应用[典例]常温下，将等浓度的NaOH溶液分别滴加到等pH、等体积的HA、HB两种弱酸溶液中，溶液的pH与粒子浓度比值的对数关系如图所示。下列叙述错误的是()A．a点时，溶液中由水电离的c(OH－)约为1×10－10mol·L－1B．电离平衡常数：Ka(HA)Ka(HB)C．b点时，c(B－)＝c(HB)c(Na＋)c(H＋)c