高中化学知识点规律大全电离平衡.pdf

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1、高中化学学问点规律大全 电离平衡 1电离平衡 强电解质和弱电解质 强电解质 弱电解质 概 念 在水溶液里全部电离为离子的电解质 在水溶液里仅部分电离为离子的电解质 化合物类型 含有离子键的离子化合物和某些具有极性键的共价化合物 某些具有极性键的共价化合物 所含物质 强酸、强碱、盐等 水、弱酸、弱碱 电离状况 完全电离，不存在电离平衡(电离不行逆)不完全电离(部分电离)，存在电离平衡 联 系 都属于电解质 说明 离子化合物在熔融或溶于水时离子键被破坏，电离产生了自由挪动的离子而导电；共价化合物只有在溶于水时才能导电因此，可通过使一个化合物处于熔融状态时能否导电的试验来断定该化合物是共价化合物还是

2、离子化合物 弱电解质的电离平衡 (1)电离平衡的概念：在肯定条件(如温度、压强)下，当电解质分子电离成离子的速率及离子重新结合成分子的速率相等时，电离过程就到达了平衡状态，这叫做电离平衡(2)弱电解质的电离平衡的特点：电离平衡遵循勒夏特列原理，可依据此原理分析电离平衡的挪动状况 电离平衡是动态平衡电离方程式中用可逆符号“表示例如：CH3COOHCH3COO+H NH3H2ONH4+OH 将弱电解质溶液加水稀释时，电离平衡向弱电解质电离的方向挪动此时，溶液中的离子数目增多，但电解质的分子数削减，离子浓度减小，溶液的导电性降低 由于电离过程是吸热过程，因此，上升温度，可使电离平衡向弱电解质电离的方

3、向挪动此时，溶液中离子的数目增多，离子浓度增大，溶液的导电性增加 在弱电解质溶液中，参与及弱电解质电离出一样的离子的强电解质时，使弱电解质的电离平衡向逆反响方向挪动例如，在 0.1molL1”滴有氨水的溶液(显浅红色)中，存在电离平衡NH3H2ONH4+OH当向其中参与少量以下物质时：a NH4Cl 固体由于增大了 c(NH4)，使 NH3H2O 的电离平衡逆向挪动，c(OH)减小，溶液红色变浅 bNaOH 固体NaOH 溶于水时电离产生的 OH抑制了 NH3H2O 的电离，从而使平衡逆向挪动 电离平衡常数 在肯定温度下，当弱电解质的电离到达平衡状态时，溶液中电离产生的各种离子浓度的乘积及溶液

4、中未电离的弱电解质分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数弱酸的电离常数用 Ka表示，弱碱的电离常数用 Kb表示(1)电离平衡常数的表达式 一元弱酸、一元弱碱的电离常数表达式：例如，肯定温度下 CH3COOH 的电离常数为：CH3COOHCH3COO+H)()()(33COOHCHcCOOCHcHcKa 肯定温度下 NH3H2O 的电离常数为：NH3H2ONH4+OH)()()(234OHNHcOHcNHcKb 多元弱酸的电离特点及电离常数表达式：a分步电离是几元酸就分几步电离每步电离只能产生一个 H，每一步电离都有其相应的电离常数 b电离程度渐渐减小，且 K1?K2?

5、K3，故多元弱酸溶液中平衡时的 H主要来源于第一步所以，在比较多元弱酸的酸性强弱时，只需比较其 K1 即可例如 25时，H3PO4的电离；H3PO4 H2PO4+H 343421105.7)()()(POHcHcPOHcK H2PO4 HPO42+H 842242102.6)()()(POHcHcHPOcK HPO42 PO43+H 13243431061.2)()()(HPOcHcPOcK 留意 a电离常数表达式中各组分的浓度均为平衡浓度 b多元弱酸溶液中的 c(H)是各步电离产生的 c(H)的总和，在每步的电离常数表达式中的 c(H)是指溶液中 H的总浓度而不是该步电离产生的 c(H)(2

6、)电离常数的特征同一弱电解质的稀溶液的电离常数的大小及溶液的浓度无关，只随温度的改变而改变温度不变，K 值不变；温度不同，K 值也不同但由于电离常数随温度的改变不大，在室温时，可不考虑温度对电离常数的影响(3)电离常数的意义：说明弱电解质电离的难易程度K 值越大，离子浓度越大，该电解质越易电离；反之，电解质越难电离 比较弱酸或弱碱相对强弱例如在 25时，HNO2的 K4.6104，CH3COOH 的 K1.8105，因此 HNO2的酸性比 CH3COOH 的酸性强 2水的电离和溶液的 pH 水的电离(1)水的电离方程式 水是一种极弱的电解质，它能像酸一样电离出极少量的 H，又能像碱一样电离出少

7、量的OH(这叫做水的自偶电离)水的电离方程式可表示为：H2O+H2O H3O+OH 简写为：H2O H+OH(2)水的离子积 KW 肯定温度下，水的电离常数为：)()()(2OHcOHcHcK 即 c(H)c(OH)Kc(H2O)设水的密度为 1 gcm3，那么 1 L H2O1 000 mL H2O1 000 gH2055.6 mol，即 H2O 的起始浓度为 55.6 molL1由于水是极弱的电解质，它电离时消耗的水及电离前相比，可忽视不计 例如，25时，1 LH2O 中已电离的 H2O 为 107mol，所以 c(H2O)55.6 mol L1，即 K c(H2O)为一常数，这个新的常数

8、叫做水的离子积常数，简称水的离子积，表示为：c(H)c(OH)KW 说明 肯定温度下，由于 KW为一常数，故通常不写单位，如 25时 KW11014 KW只及温度有关，及溶液的酸碱性无关温度不变，KW不变；温度改变，KW也发生改变 由于水的电离过程是吸热过程，因此温度上升时，纯水中的 c(H)、c(OH)同时增大，KW也随着增大例如：25时，c(H)(OH)1107 molL1，KW11014 100时，c(H)(OH)1106 molL1，KW11012 但由于 c(H)及 c(OH)始终保持相等，故仍显中性 在任何以水为溶剂的溶液中都存在 H和 OH，它们既互相依存，又互相制约当溶液中的c

9、(H)增大时，c(OH)将减小；反之，当溶液中的 c(OH)增大时，c(H)那么必定减小但无论在中性、酸性还是碱性溶液中，在肯定温度下，c(H)及 c(OH)的乘积(即 KW)仍是不变的，也就是说，KW不仅适用于纯水，也适用于任何酸、碱、盐的稀溶液只要温度一样，不管是在纯水中，还是在酸、碱、盐的水溶液中，KW都是一样的 肯定温度下，不管是纯水中，还是酸、碱、盐水溶液中，由 H2O 电离产生的 c(H)及 c(OH)总是相等的如 25时，0.1 molL1盐酸中，c水(H)c(OH)1.01011411013 molL1 溶液的 pH(1)溶液的 pH 的概念：在 c(H)1 molL1的水溶液

10、中，采纳 c(H)的负对数来表示溶液酸碱性的强弱(2)数学表达式：pH1gc(H)假设 c(H)10n molL1，那么 pHn 假设 c(H)m10n molL1，那么 pHnlgm(3)溶液酸碱性的强弱及 pH 的关系 常温(25)时：pH7，溶液呈中性，c(H)c(OH)1107 molL1 Ph7，溶液呈酸性，pH 小(大)c(H)大(小)溶液的酸性强(弱)PH7，溶液呈碱性，pH 大(小)c(OH)大(小)溶液的碱性强(弱)pH 范围为 014 之间pH0 的溶液中并非无 H，而是 c(H)1molL1；pH14 的溶液中并非没有 OH，而是 c(OH)1 molL1pH 减小(增大

11、)n 倍，那么 c(H)增大为原来的 10n倍(减小为原来的 110n 倍)，相应的 c(OH)减小为原来 110n 倍(增大为原来的 10n倍)当溶液中的 c(H)1molL1时，pH0；c(OH)1molL1时，pH14因此，当溶液中的 c(H)或 c(OH)大于 molL1时，一般不用 pH 来表示溶液的酸碱性，而是干脆用 c(H)或 c(OH)来表示所以，pH 只适用于 c(H)或 c(OH)1 molL1的稀溶液 也可以用 pOH 来表示溶液的酸碱性pOH 是 OH离子浓度的负对数，即 pOH一 lgc(OH)因为 25时，c(H)c(OH)11014，所以：pH+pOH 14 溶液

12、中 pH 的计算(1)根本关系式：pH1gc(H)c(H)10pH molL1 任何水溶液中，由水电离产生 的 c(H)及 c(OH)总是相等的，即：c水(H)c水(OH)常温(25)时，c(H)c(OH)11014 n 元强酸溶液中 c(H)nc酸；n 元强碱溶液中 c(OH)nc碱(2)强酸及弱酸、强碱及弱碱溶液加水稀释后 pH 的计算 强酸及弱酸分别加水稀释一样倍数时，由于弱酸中原来未电离的弱酸分子进一步电离出离子，故弱酸的 pH 改变小设稀释 10n倍，那么：强酸：pH稀 pH原+n 弱酸：pH稀 pH原+n 当加水稀释至由溶质酸电离产生的 c酸(H)106 mol L1时，那么必需考

13、虑水的电离 如pH5 的盐酸稀释 1 000 倍时，pH稀6.98，而不是等于 8因此，酸溶液无论如何稀释，溶液的 pH 都不会大于 7 强碱及弱碱分别加水稀释一样倍数时，弱碱的 pH 改变小设均稀释 10n倍，那么：强碱：pH稀 pH原 n 弱碱：pH稀 pH原 n 当加水稀释至由溶质碱电离产生的 c(OH)106 mol L1时，那么必需考虑水的电离 如pH9 的 NaOH 溶液稀释 1 000 倍时，pH稀7，而不是等于 6因此，碱溶液无论如何稀释，溶液的 pH 都不会小于 7(3)两强酸或两强碱溶液混合后 pH 的计算 两强酸溶液混合先求出：212211VVVHcVHcHc）（）（）（

14、酸 再求；pH混1gc混(H)注：V1、V2的单位可为 L 或 mL，但必需一样 两强碱溶液混合求算两强碱溶液混合后溶液的 pH 时，不能干脆依据题中给出的碱的 pH求算混合液的 pH，而必需先分别求出两强碱溶液中的 c(OH)，再依下式求算 c混(OH)：212211VVVOHcVOHcOHc）（）（）（混 然后求出 c混(H)、pH混 例如：将 pH8 的 Ba(OH)2溶液及 pH10 的 NaOH 溶液等体积混合后，溶液中的 c(H)应为 21010 molL1，而不是(1010+108)2 molL1(4)强酸及强碱溶液混合后 pH 的计算 解题步骤：分别求出酸中的 n(H)、碱中的

15、 n(OH)依 H+OHH2O 比较出 n(H)及 n(OH)的大小 n(H)n(OH)时，恰好中和，混合液显中性；pH7反之，假设混合液的 pH7，那么必有 n(H)n(OH)n(H)n(OH)时，酸过量，那么：碱酸余碱酸酸）（）（）（）（VVHnVVOHnHnHc 再求出 pH混(求得的 pH混必小于 7)注：假设 pH 混7，那么必需利用上式进展相关计算 n(H)n(OH)时，碱过量那么：碱酸余碱酸酸）（）（）（）（VVOHnVVHnOHnOHc 然后求出 c混(H)、pH混 注：假设 pH混7，那么必需利用上式进展相关计算(5)强酸及强碱混合反响后溶液呈中性时，强酸的 pH酸、强碱的

16、pH碱及强酸溶液体积 V酸、强碱溶液体积 V碱之间的关系：当溶液呈中性时：n(H)n(OH)即：c(H)V酸c(OH)V碱 25时，有 c酸(H)V酸11014c 碱(H)V碱，整理得：c酸(H)c 碱(H)11014 V碱V酸，两边取负对数得：1g c酸(H)+lg c碱(OH)lg(11014)+lg(V碱V酸)故 pH 酸+pH 碱 14+lg(V酸V碱)假设 pH酸+pH碱14，那么 V酸V碱11，即强酸及强碱等体积混合 假设 pH酸+pH碱14，那么：V酸V碱14)(10碱酸pHpH1 假设 pH酸+pH碱14，那么：V酸V碱1)(1410碱酸pHpH 3盐类的水解 (1)盐类水解的

17、概念：在溶液中盐电离出来的离子跟水电离产生出来的 H或 OH结合生成弱电解质的反响，叫做盐类的水解 说明 盐类的水解反响及中和反响互为可逆过程：盐+水酸+碱 热量(2)盐类水解的本质：盐溶于水时电离产生的弱碱阳离子(如 NH4、A13、Fe3等)或者弱酸阴离子(如 CH3COO、CO32、S2等)及水电离产生的 OH或 H结合生成了难电离的弱碱、弱酸(弱电解质)，使水的电离平衡发生挪动，从而引起水电离产生的 c(H)及 c(OH)的大小发生改变 (3)各种类型的盐的水解状况比较：盐的类型 强酸强碱盐 强酸弱碱盐 弱酸强碱盐 弱酸弱碱盐 水解状况 不水解 水解 水解 水解 参及水解的离子 弱碱阳

18、离子 弱酸阴离子 弱酸阴离子和弱碱阳离子 溶液的酸碱性 正盐显中性；酸式盐因电离产生 H 而显酸性 酸性 弱碱阳离子及H2O 电离产生的 OH-结合而使得 c(H)c(OH)碱性 弱酸阴离子及H2O 电离产生的 OH-结合而使得 c(H)c(OH)依组成盐对应的酸、碱的电离常数尺的相对大小而定 K酸K碱：溶液呈酸性 K酸K碱：溶液呈碱性 实例 正 盐：KCl、Na2SO4、NaNO3、KNO3等 酸式盐：NaHSO4等 CuCl2、NH4C1、FeCl3、A12(SO4)3 CH3COONa、NaClO、NaF、K2S、K2CO3 CH3COONH4、NH4F、(NH4)2CO3 说明 盐类的水解程度很小，水解后生成的难溶物的微粒数、易挥发性物质的微粒数都很少，没有沉淀、气体产生，因此不能用“、“符号表示发生水解的盐都是使水的电离平衡正向挪动而促进水的电离(而酸或碱那么总是抑制水的电离)推断某盐是否水解的简易口诀：不溶不水解，无弱不水解，谁弱谁水解，都弱都水解 推断盐溶液酸碱性的简易口诀：谁强显谁性，都强显中性，都弱详细定(比较等温时 K酸及 K碱的大小)