第八章第一讲弱电解质的电离平衡.pdf
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1、第一讲弱电解质的电离平衡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。弱电解质的电离平衡学生用书 P165知识梳理一、弱电解质的电离平衡1强、弱电解质(1)概念2016,卷丙 13T(A);2015,卷 8T(B)、13T、26T(3);2015,卷 10T(B);2014,卷 27T(1);2014,卷 11T(AB)(2)与物质类别的关系强电解质主要包括强酸、强碱和大多数盐。弱电解质主要包括弱酸、弱碱、少数盐和水。(3)电离方程式的书写弱电解质a多元弱酸分步电离,且第一步电
2、离程度远远大于第二步,如H2CO3电离方程式:H2CO3H HCO3,HCO3H CO23。b多元弱碱电离方程式一步写成,如Fe(OH)3电离方程式:Fe(OH)3Fe33OH。酸式盐a强酸的酸式盐完全电离,如NaHSO4电离方程式:NaHSO4=Na H SO24。b弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离,如NaHCO3电离方程式:NaHCO3=Na HCO3,HCO3H CO23。2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:3电离平衡的特征二、影响电离平衡的外界条件1温度:温度升高
3、,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加入能与电离出的离子反应的物质:电离平衡向右移动,电离程度增大。自我检测1判断正误(正确的打“”,错误的打“”)(1)BaSO4难溶于水,其属于弱电解质。()(2)强电解质的导电能力一定比弱电解质的导电能力强。()(3)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。()(4)由 0.1 mol/L 一元碱 BOH 的 pH10,可知溶液中存在BOH=B OH。()答案:(1)(2)(3)(4)2现有下列物质:硝酸冰
4、醋酸氨水Fe(OH)3NaHCO3(s)Al氯水CaCO3上述物质中属于强电解质的有_,属于弱电解质的有_。答案:3以 0.1 mol/L 的醋酸溶液为例填写下表中各项变化。平衡移动方向加水稀释加冰醋酸升温加 CH3COONa(s)加 NaOH(s)通入 HCl(g)答案:平衡移动方向加水稀释加冰醋酸升温加 CH3COONa(s)加 NaOH(s)通入 HCl(g)(1)向冰醋酸中加水形成溶液一直到溶液被稀释的过程中,各种变化如下:醋酸的电离程度一直增大,电离产生的 H、CH3COO 数目一直增大,但 c(CH3COO)、c(H)先增大后减小,c(OH)先减小后增大,c(CH3COOH)一直减
5、小。(2)稀释氨水时,虽然电离程度增大,n(OH)增大,但由于溶液体积增大的倍数更多,导致c(OH)减小,导电能力下降。n(H)c(H)导电性n(H)正向正向正向逆向正向逆向增大增大增大减小减小增大c(H)减小增大增大减小减小增大导电性减弱增强增强增强增强增强(2015高考全国卷,13,6 分)浓度均为 0.10 molL1、体积均为 V0的 MOH 和 ROH 溶V液,分别加水稀释至体积V,pH 随 lg的变化如图所示。下列叙述错误的是()V0AMOH 的碱性强于 ROH 的碱性BROH 的电离程度:b 点大于 a 点C若两溶液无限稀释,则它们的c(OH)相等c(M)VD当 lg2 时,若两
6、溶液同时升高温度,则增大V0c(R)解析由图像分析浓度为 0.10 molL1的 MOH 溶液,在稀释前 pH 为 13,说明 MOH 完全电离,则 MOH 为强碱,而 ROH 的 pH13,说明 ROH 没有完全电离,ROH 为弱碱。AMOH 的碱性强于 ROH 的碱性,A 正确。VB曲线的横坐标 lg越大,表示加水稀释体积越大,由曲线可以看出 b 点的稀释程度大于V0a 点,弱碱 ROH 存在电离平衡:ROHR OH,溶液越稀,弱电解质电离程度越大,故 ROH的电离程度:b 点大于 a 点,B 正确。C若两溶液无限稀释,则溶液的 pH 接近于 7,故两溶液的 c(OH)相等,C 正确。VD
7、当 lg2 时,溶液 V100V0,溶液稀释 100 倍,由于 MOH 发生完全电离,升高温度,V0c(M)不变;ROH 存在电离平衡:ROHR OH,升高温度促进电离平衡向电离方向移动,c(M)c(R)增大,故减小,D 错误。c(R)答案D试从上题图像的变化分析,等物质的量浓度的 MOH 和 ROH 溶液稀释相同倍数时,哪个 pH变化大?若是等 pH 的两种同元数电解质溶液稀释相同倍数时,强、弱电解质哪个pH 变化大?答案:MOH 溶液 pH 变化大。两种同元数电解质溶液稀释相同倍数时,无论等物质的量浓度稀释还是等 pH 稀释,都是强电解质溶液pH 变化较大,弱电解质溶液pH 变化较小。上述
8、规律也可以反过来用于确定电解质的相对强弱。对弱电解质电离平衡的理解(1)用化学平衡理论分析弱电解质的电离平衡问题时,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,只是一定程度上减弱这种改变。例如:加水稀释CH3COOH 溶液时,尽管 H 的物质的量增多,但由于溶液体积增大的程度更大,故 c(H)仍会减小。(2)对弱电解质加水稀释后电离平衡的移动方c(H)c(CH3COO)向,可利用浓度商进行判断:K,稀释一倍后,Qcc(CH3COOH)11c(CH3COO)c(H)221 K,即 QcK,平衡向电离方向移动。12c(CH3COOH)2弱电
9、解质的电离平衡1(2015高考海南卷)下列曲线中,可以描述乙酸(甲,K1.8105)和一氯乙酸(乙,K1.4103)在水中的电离度与浓度关系的是()解析:选 B。这两种物质都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度:CH3COOHH2CO3HClO(2)CO23ClO HCO3CH3COO(3)ClO CO2H2O=HClOHCO3(4)大于稀释相同倍数,HX 的 pH 变化比 CH3COOH 的 pH 变化大,酸性强,电离平衡常数大(1)根据电离平衡常数知,上述电解质均为弱电解质,常温下0.1 molL1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_(填序号)。
10、Ac(H)Cc(H)c(OH)c(CH3COO)c(H)E.c(CH3COOH)若该溶液升高温度,上述表达式的数据增大的是_。(2)上题中 H2CO3的电离平衡常数 K1、K2差别很大的原因(从电离平衡的角度解释):_。答案:(1)AABCE(2)第一步电离产生的 H 对第二步的电离起抑制作用利用电离平衡常数解题的思维模型Bc(H)/c(CH3COOH)Dc(OH)/c(H)有关电离平衡常数的定性分析1运用电离平衡常数判断下列可以发生的反应是()酸碳酸K25.610次溴酸HBrONa2CO3=NaBrONaHCO3电离平衡常数(25)K14.310711K2.41092HBrONa2CO3=2
11、NaBrOH2OCO2HBrONaHCO3=NaBrOH2OCO2NaBrOCO2H2O=NaHCO3HBrOACBD解析:选 C。根据复分解反应中较强酸制备较弱酸的原理,中 K(次溴酸)2.4109K2(碳酸)5.61011,能发生;中 K(次溴酸)2.4109K1(碳酸)4.3107,能发生;和都不能发生。2(2017杭州七校联考)已知 25,醋酸、次氯酸、碳酸、亚硫酸的电离平衡常数如下表,下列叙述正确的是()酸醋酸次氯酸碳酸K14.3010电离平衡K1.75105常数亚硫酸K2.98108K25.6110117K11.54102K21.02107A.25,等物质的量浓度的CH3COONa
12、、NaClO、Na2CO3和 Na2SO3四种溶液中,碱性最强的是 Na2CO3B将 0.1 molL1的醋酸不断加水稀释,所有离子浓度均减小C少量 SO2通入 Ca(ClO)2溶液中反应的离子方程式为SO2H2OCa22ClO=CaSO32HClOD少量 SO2通入 CH3COONa 溶液中反应的离子方程式为SO2H2O2CH3COO=SO232CH3COOH解析:选 A。根据表中数据可知,酸性:亚硫酸醋酸碳酸亚硫酸氢根离子次氯酸碳酸氢根离子。A 项,相同物质的量浓度的含有弱酸根离子的钠盐溶液,对应酸的酸性越弱,则酸根离子水解程度越大,溶液中氢氧根离子浓度越大,pH 越大,水解程度:CH3C
13、OO2SO23ClO CO3,所以碱性最强的是Na2CO3,正确;B 项,醋酸溶液中加一定量水,醋酸的电离程度增大,但是溶液中氢离子浓度减小,由于 Kw不变,所以氢氧根离子浓度增大,错误;C 项,少量 SO2通入 Ca(ClO)2溶液中,反应生成的次氯酸能够氧化亚硫酸根离子,正确的离子方程式为2Ca22SO22H2O2ClO=2CaSO44H 2Cl,错误;D项,少量 SO2通入 CH3COONa 溶液中,反应生成醋酸和亚硫酸氢根离子,反应的离子方程式为 SO2H2OCH3COO=HSO3CH3COOH,错误。有关电离平衡常数的定量计算3(1)在 25 下,将 a molL1的氨水与 0.01
14、 molL1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中 c(NH4)c(Cl),则溶液显_性(填“酸”“碱”或“中”);用含 a 的代数式表示NH3H2O 的电离常数 K_。(2)已知常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH5.60,c(H2CO3)1.5105 molL1。若忽略水的电离及 H2CO3的第二级电离,则 H2CO3HCO3H 的平衡常数 K1_。(已知 105.602.5106)解析:(1)所发生反应的化学方程式为NH3H2OHCl=NH4ClH2O,由电荷守恒可知:c(NH4)c(H)c(Cl)c(OH),因为c(NH4)c(Cl),所以c(OH)c(H),故溶液c(
15、NH4)c(OH)显中性。K,c(NH4)c(Cl)0.005 molL1,c(OH)c(H)10c(NH3H2O)7 molL1。c(NHaa1H O)molLc(NH)(0.005)molL1。所以 K324220.005107109。aa0.010.0052c(H)c(HCO3)(2.5106)2(2)K14.2107。5c(H2CO3)1.510109答案:(1)中a0.01(2)4.21074(1)已知 25 时弱电解质电离平衡常数:K(CH3COOH)1.8105,K(HSCN)0.13。将20 mL 0.10 molL1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 molL1的HS
16、CN溶液分别与0.10 molL1的 NaHCO3溶液反应,实验测得产生CO2气体体积(V)与时间 t 的关系如图。反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是_;反应结束后所得溶液中 c(SCN)_c(CH3COO)(填“”“”或“K(CH3COOH),溶液中 c(H):HSCNCH3COOH,c(H)大则反应速率快。由图像可推知反应完全后生成的c(NaSCN)c(CH3COONa),又 K(HSCN)K(CH3COOH),故 c(SCN)c(CH3COO)。(2)电离平衡常数等于电离出的离子浓度的幂之积除以电解质的浓度,故 K(HF)c(H)c(F)11041.61034104。4
17、c(HF)4.010答案:(1)因为 K(HSCN)K(CH3COOH),溶液中 c(H):HSCNCH3COOH,c(H)大则反应速率快c(H)c(F)11041.6103(2)41044c(HF)4.010电离平衡常数的“四”应用1判断弱酸(或弱碱)的相对强弱电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强,从而进一步判断反应能否发生,即“以强制弱”能够发生。2判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱电离平衡常数越大,对应的盐水解程度越小,碱性(或酸性)越弱。3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,但电离平衡常数不变,考题中经常利用电离平衡常数来
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- 第八 第一 电解质 电离 平衡
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