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第1讲弱电解质的电离平衡【2020·备考】最新考纲：1.理解电离、电解质、强电解质和弱电解质的概念。2.理解并能表示弱电解质在水溶液中的电离平衡。新课标要求：认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡，了解电离平衡常数的含义。最新考情：关于弱电解质的电离平衡，一般考查形式如下：一是在选择题中考查电离平衡的图像问题，如2016年T10C；二是在填空题中考查电离平衡常数的应用，如2017年T20(2)。预测2020年高考延续这一命题特点，一是在选择题某一选项中以图像或者文字的形式考查，二是在填空题中结合化学反应原理综合考查。考点一弱电解质的电离[知识梳理]1.强、弱电解质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：H2CO3H＋＋HCO－3__、HCO－3H＋＋CO2－3__。②多元弱碱电离方程式一步写成，如Fe(OH)3电离方程式：Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。(2)酸式盐①强酸的酸式盐在溶液中完全电离，如：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4。②弱酸的酸式盐中酸式酸根在溶液中不能完全电离，如：NaHCO3===Na＋＋HCO－3、HCO－3H＋＋CO2－3。名师助学：①电解质、非电解质均是化合物，盐酸、铜虽能导电，但它们既不是电解质也不是非电解质。②CO2、SO2、SO3、NH3等溶于水也导电，是它们与水反应生成新物质后而导电的，而它们液态时不导电，故属于非电解质。③BaSO4等虽难溶于水，但溶于水的部分却能完全电离，属于强电解质。④强电解质导电能力不一定强，弱电解质导电能力不一定弱。3.弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立在一定条件(如温度、浓度等)下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程就达到平衡。平衡建立过程如图所示：(2)电离平衡的特征(3)外界条件对电离平衡的影响①温度：温度升高，电离平衡向右移动，电离程度增大。②浓度：稀释溶液，电离平衡向右移动，电离程度增大。③同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡向左移动，电离程度减小。④加入能反应的物质：电离平衡向右移动，电离程度增大。名师助学：①弱电解质电离程度很小，且吸热。②稀醋酸加水稀释时，溶液中的各离子浓度并不是都减小，如c(OH－)是增大的。③电离平衡右移，电解质分子的浓度不一定减小，如稀醋酸中加入冰醋酸。④电离平衡右移，电离程度也不一定增大。[题组诊断]弱电解质的电离平衡及其影响因素1.以0.1mol·L－1CH3COOH溶液为例：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加水稀释向右增大减小减弱不变加CH3COONa(s)向左减小减小增强不变加入少量冰醋酸向右增大增大增强不变通HCl(g)向左增大增大增强不变加NaOH(s)向右减小减小增强不变加入镁粉向右减小减小增强不变升高温度向右增大增大增强增大2.H2S水溶液中存在电离平衡H2SH＋＋HS－和HS－H＋＋S2－。若向H2S溶液中()A.加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大B.通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液pH值增大C.滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH值减小D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化)，溶液中所有离子浓度都减小解析加水促进电离，但氢离子浓度减小，A项错误；通入过量SO2气体发生反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，当SO2过量时溶液显酸性，而且酸性比H2S强，pH值减小，B项错误；滴加新制氯水，发生反应Cl2＋H2S===2HCl＋S↓，平衡向左移动，溶液pH值减小，C项正确；加入少量硫酸铜固体，发生反应H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋，H＋浓度增大，D项错误。答案C3.25℃时，把0.2mol·L－1的醋酸加水稀释，则图中的纵轴y表示的是()A.溶液中OH－的物质的量浓度B.溶液的导电能力C.溶液中的c（CH3COO－）c（CH3COOH）D.CH3COOH的电离程度解析25℃时，0.2mol·L－1的醋酸稀释过程中，随着水的加入溶液中OH－的浓度增大(但不会超过10－7mol·L－1)，CH3COOH的电离程度增大，CH3COO－数目增多，CH3COOH数目减少，但溶液中CH3COO－的浓度减小，溶液的导电能力减弱。答案B【方法技巧】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：应该深刻地理解勒夏特列原理——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时，应采用化学平衡常数定量分析。考点二电离度与电离平衡常数[知识梳理]1.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来弱电解质总分子数的百分数。注意：原来弱电解质总分子数指已电离的电解质与未电离的电解质的分子数之和。(2)表达式：a＝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。2.电离平衡常数(1)表达式对一元弱酸HA：HAH＋＋A－Ka＝c（H＋）·c（A－）c（HA）。对一元弱碱BOH：BOHB＋＋OH－Kb＝c（B＋）·c（OH－）c（BOH）。(2)特点及影响因素①特点：多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是Ka1≫Ka2≫Ka3，所以其酸性主要决定于第一步电离。②影响因素(3)意义电离常数反映了弱电解质的电离程度的大小，K值越大，电离程度越大，酸(或碱)性越强。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO。名师助学：①电离平衡常数与化学平衡常数一样，只与温度有关，与其他条件无关。②电离平衡常数除了可以比较弱电解质的电离能力外，还能定量判断电离平衡的移动方向。③在运用电离平衡常数表达式进行计算时，浓度必须是平衡时的浓度。[题组诊断]电离平衡常数的理解和应用1.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＋NaNO2NaCN＋HF===HCN＋NaFNaNO2＋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，所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6×10－4，故B错误。答案B2.硫酸、硝酸、高氯酸在水溶液中都是强酸，下表是某温度下这三种酸在冰醋酸中的电离常数。下列说法正确的是()酸H2SO4HNO3HClO4K16.3×10－94.2×10－101.6×10－5A.在冰醋酸中H2SO4的电离方程式为：H2SO42H＋＋SO2－4B.在冰醋酸中，HNO3的酸性最强C.在冰醋酸中，0.01mol/L的HClO4，其离子总浓度约为4×10－4mol/LD.高氯酸水溶液与氨水反应的离子方程式为H＋＋NH3·H2O===H2O＋NH＋4解析在冰醋酸中，H2SO4分步电离，其第一步电离方程式为H2SO4H＋＋HSO－4，A项错误；根据在冰醋酸中的电离常数，三种酸的酸性强弱顺序为HClO4H2SO4HNO3，B项错误；设在冰醋酸中0.01mol/L的HClO4的H＋物质的量浓度为xmol·L－1，HClO4H＋＋ClO－4c(起始)/mol/L0.0100c(变化)/mol/Lxxxc(平衡)/mol/L0.01－xxx则电离常数K＝x20.01－x≈x20.01＝1.6×10－5，x＝4×10－4mol/L，离子总浓度约为8×10－4mol/L，C项错误；在水溶液中，HClO4是一元强酸，NH3·H2O是一元弱碱，D项正确。答案D3.常温下，将0.1mol·L－1的CH3COOH溶液加水稀释，请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。(1)c（CH3COOH）c（H＋）________；(2)c（CH3COO－）·c（H＋）c（CH3COOH）________；(3)c（CH3COO－）c（CH3COOH）________；(4)c（CH3COO－）c（CH3COOH）·c（OH－）________。解析(1)将①式变为c（CH3COOH）·c（CH3COO－）c（H＋）·c（CH3COO－）＝c（CH3COO－）Ka；(2)此式为Ka；(3)将③式变为c（CH3COO－）·c（H＋）c（CH3COOH）·c（H＋）＝Ka/c(H＋)；(4)将④式变为c（CH3COO－）·c（H＋）c（CH3COOH）·c（OH－）·c（H＋）＝KaKw。答案(1)变小(2)不变(3)变大(4)不变【归纳总结】电离常数的4大应用判断弱酸(或弱碱)的相对强弱电离常数越大，酸性(或碱性)越强。如：常温下，CH3COOH的Ka＝1.8×10－5，H2CO3的Ka1＝4.3×10－7、Ka2＝5.6×10－11。则酸性：CH3COOHH2CO3HCO－3判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱电离常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性(或酸性)越弱。如：利用上面电离常数的数值可知等浓度的CH3COONa、NaHCO3、Na2CO3溶液的pH由大到小的顺序为Na2CO3NaHCO3CH3COONa判断复分解反应能否发生一般符合“强酸制弱酸”规律。如：利用上面中电离常数的数值可知，向Na2CO3溶液中加入足量CH3COOH的离子方程式为CO2－3＋2CH3COOH===2CH3COO－＋H2O＋CO2↑判断微粒浓度比值的变化弱电解质加水稀释时，能促进弱电解质的电离，溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化，但电离常数不变，题目中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如把0.1mol·L－1CH3COOH溶液加水稀释，c（CH3COO－）c（CH3COOH）＝c（CH3COO－）·c（H＋）c（CH3COOH）·c（H＋）＝Kac（H＋）稀释时，c(H＋)减小，Ka值不变，则c（CH3COO－）c（CH3COOH）变大电离平衡常数及电离度的定量计算4.已知室温时，0.1mol·L－1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是()A.该溶液的pH＝4B.升高温度，溶液的pH增大C.此酸的电离平衡常数约为1×10－7D.由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的106倍解析HA电离出的c(H＋)＝0.1mol/L×0.1%＝1×10－4mol/L，则pH＝－lg10－4＝4，故A正确；B.温度升高促进弱酸的电离，H＋浓度变大，则pH变小，故B错误；C.由HAH＋＋A－，Ka＝10－4×10－40.1＝1×10－7，故C正确；D.HA电离出的c(H＋)＝1×10－4mol·L－1，水电离出c(H＋)＝10－10mol·L－1，则由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的106倍，故D正确。答案B5.(1)0.1mol·L－1醋酸溶液中，存在电离平衡CH3COOHH＋＋CH3COO－。经测定溶液中c(CH3COO－)为1.4×10－3mol·L－1，此温度下醋酸的电离常数Ka＝________。(2)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)＝1.5×10－5mol·L－1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO－3＋H＋的电离常数K1＝________(已知：10－5.60＝2.5×10－6)。解析(