2022年高三化学一轮复习 弱电解质的电离平衡学案

2022年高三化学一轮复习 弱电解质的电离平衡学案【复习目标】1了解强电解质、弱电解质在水溶液中电离程度的差异，熟练判断常见的强电解质和弱电解质。正确书写常见弱电解质的电离方程式。2了解电离平衡的概念，能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡。掌握电离平衡常数和电离度的简单计算。【知识建构】一、弱电解质1强、弱电解质比较强电解质弱电解质定义在水溶液中或熔融状态下 的电解质在水溶液中或熔融状态下 的电解质化学键种类_、强极性键_键化合物类型离子化合物、强极性共价化合物某些具有弱极性键的共价化合物电离过程不可逆，不存在_可逆，建立_电离程度_电离_电离表示方法用等号表示“ ”用可逆号表示“ ”示例Na2SO4 2Na+ +SO42CH3COOH CH3COO+H+溶液中溶质微粒的种类水合离子，_强电解质的分子_和_代表物强酸、强碱、绝大多数盐、离子型金属氧化物弱酸： 等弱碱： 等个别盐： 水2电解质的强弱是由物质的内部结构决定的，与外界因素 关。 与溶解性 关。 如BaSO4虽难溶于水，但溶于水部分却能 电离，是强电解质。醋酸能与水互溶，但溶于水的 电离，是弱电解质。 与溶液的导电性 必然联系。溶液的导电性与溶液中的离子浓度、离子所带电荷 关，强电解质的导电能力 强。 与化学键 必然联系。一般来说，强电解质由离子键或强极性键构成，但含强极性键的化合物 是强电解质，如HF就是弱电解质。 金属导体导电是 过程，而电解质溶液导电在两电极处一定有离子放电，即发生电解，故一定是 变化。（以上填“有、无，一定、不一定，完全、不完全，物理、化学”等）3特别要注意多元弱酸的电离是 进行的，第一步电离程度 第二步。4写出下列物质在水溶液中的电离方程式CH3COOH HFH2SO3 NH3H2OKAl(SO4)2 NaHCO3在水溶液中 在熔融状态下NaHSO4在水溶液中 在熔融状态下二、电离平衡1电离平衡的定义及特征定义：在一定条件(如温度、浓度)下，当电解质分子_成离子的速率和离子 成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡的状态。 特征： 画出往冰醋酸中加水达到电离平衡的Ct图象。2影响电离平衡的因素 温度：升高温度，平衡向 方向移动，这是因为 。 浓度：浓度越小，溶液中离子互相碰撞结合成电解质分子的机率越 ，因此降低弱电解质浓度，能 弱电解质的电离，即稀释弱电解质时，其电离程度 。 同离子效应：在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质，其电离程度 。如条件改变时，对0.1 molL1的CH3COOH电离平衡及溶液性质的影响如下：平衡移动方向C(H+)H+数目导电能力加水稀释升高温度加NaOH(s)CH3COONH4(s)3弱电解质的稀释规律 从纯净的弱电解质开始加水稀释，电离平衡 移动，离子数目 ，离子浓度 ，导电能力 。加水稀释至稀溶液后再加水稀释，电离平衡 移动，离子数目 ，电离程度 ，但离子浓度 ，导电能力 。 注意以下几个问题： 电离平衡向右移动，电离程度不一定增大，如向氨水中通入NH3。 电离平衡向右移动，离子浓度不一定增大。4弱电解质溶液中的粒子浓度关系 如在0.1 molL1氢硫酸溶液中，根据H2S的分步电离，得各离子浓度大小关系c (H+)c(HS)c(S2)；根据阴、阳离子电荷守恒关系，得 ；根据物料守衡关系，得 。要点精析：一、电离平衡常数1定义：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幂之积，跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K来表示(一般酸的电离常数用Ka表示，碱的电离常数用Kb表示)。2电离常数的意义：电离常数数值的大小，可以估算弱电解质电离的趋势。Ka值越大，电离程度 ，酸性 。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱： H2SO3H3PO4CH3COOHH2CO3HClO3电离常数随温度的变化而变化，而与弱电解质的浓度 关。二、电离度a 电离度是指在一定条件下， 在溶液中达到 时，溶液中已电离的弱电解质浓度跟弱电解质的初始浓度的比。以HF为例：C（F）C（H+） C（HF）初始C（HF）初始 a= 100% 或a= 100%1电离度可反映弱电解质的相对强弱。2弱电解质的电离是 热的，一般温度越高，其电离度越 。3一般而言，弱电解质溶液的浓度越大，电离度越 ；弱电解质溶液的浓度越小，电离度越 ；三、验证强酸、弱酸的实验设计思想：以证明某酸（HA）为弱酸为例实验方法结论测0.01molL1 HA的pH测NaA溶液的pH相同条件下，测相同浓度的HA和HCl（强酸）溶液的导电性测定同pH的HA与HCl稀释相同倍数（100倍）前后的pH变化测定等体积、等pH的HA、盐酸分别与足量锌反应产生H2的快慢及H2的量测定等体积、等pH的HA和盐酸中和碱的量【典型例析】类型一 外界条件对弱电解质电离平衡的影响【例1】 已知0.1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO +H+，要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)值增大，可以采取的措施是A加少量烧碱溶液 B升高温度 C加少量冰醋酸D加水类型二 强弱电解质的性质比较【例2】 在一定温度下，有a. 盐酸，b. 硫酸，c.醋酸三种酸：当三种酸物质的量浓度相同时，c(H+)由大到小的顺序是 。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 。当三者c(H+)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是 。当三者c(H+)相同、体积相同时，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 。当c(H+)相同、体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌粒，若产生相同体积的氢气（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 。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 。反思归纳：1相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸（如盐酸）和一元弱酸（如醋酸）的比较见下表：比较项目酸c(H+)pH中和碱的能力与活泼金属产生H2的量开始与金属反应的速率一元强酸大小一元弱酸2pH相同、体积相同时比较项目酸c(H+)c(酸)中和碱的能力与活泼金属产生H2的量开始与金属反应的速率一元强酸小小小一元弱酸弱电解质的电离平衡 参考答案一1强、弱电解质比较强电解质弱电解质定义完全电离部分电离化学键种类离子键弱极性键电离过程电离平衡电离平衡电离程度完全部分溶液中溶质微粒的种类没有水合离子弱电解质分子代表物弱酸：H2SH2CO3H3PO4HFCH3COOHH2SO3HCN 弱碱：NH3H2O 个别盐：HgCl2水2无关 无关完全不能完全 无有不一定 没有不一定 物理化学。3分步远大于。4 CH3COOH：CH3COOH CH3COO+H+HF：HF H+ + FH2SO3：H2SO3 H+ +HSO3 HSO3 H+ + SO32NH3H2O：NH3H2O NH4+ +OHKAl(SO4)2：KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ +2SO42NaHCO3：NaHCO3 = Na+ +HCO3 HCO3 H+ +CO32NaHCO3 = Na+ + HCO3NaHSO4：NaHSO4= Na+ + H+ +SO42 NaHSO4= Na+ + HSO4二1电离，结合。2正向，电离过程是吸热过程。小，促进，增大。 变小 平衡移动方向C(H+)H+数目导电能力加水稀释右移减小增大减小升高温度右移增大增大增大加NaOH(s)右移减小减小增大CH3COONH4(s)左移减小减小增大3正向，增多，增大，增强；正向，增多，增大，减小，降低。4 c(H+)=2c(S2)+c(HS)+c(OH)， c(H2S) + c(S2) +c (HS)=0.1molL1。要点精析：一2越大，越强。3无关。二弱电解质，电离平衡。2吸，大。3小，大。 三验证强酸弱酸的实验设计思想：以证明某酸（HA）为弱酸为例结论pH=2，HA为强酸；pH2，HA为弱酸pH=7，HA为强酸；pH7，HA为弱酸导电性弱的为弱酸pH变化小的为弱酸反应过程中产生H2较快且最终产生H2量较多的为弱酸耗碱量相同，HA为强酸；若HA耗碱最大，则HA为弱酸热点示例：例1BD 例2bac ba=c cab ca=b a=b=c a=bc ca=b反思归纳1相同物质的量浓度相同体积的一元强酸（如盐酸）现一元弱酸（如醋酸）的比较见下表：比较项目酸c(H+)pH中和碱的能力与活泼金属产生H2的量开始与金属反应的速率一元强酸大小相同相同大一元弱酸小大小2pH相同体积相同时比较项目酸c(H+)c(酸)中和碱的能力与活泼金属产生H2的量开始与金属反应的速率一元强酸相同小小小开始相同，后来弱酸大一元弱酸大大大【仿真练习】1对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是2下列事实一定能证明HNO2是弱电解质的是常温下NaNO2溶液的pH大于7用HNO2溶液做导电实验，灯泡很暗HNO2和NaCl不能发生反应常温下0.1 molL1 HNO2溶液的pH2.1常温下pH3的 HNO2溶液和pH11的NaOH溶液等体积混合，pH小于7常温下pH2的 HNO2溶液稀释至100倍，pH约为3.1A BC D全部3在常温下，pH9的NaOH溶液和CH3COONa两种溶液中，假设由水电离产生的OH离子浓度分别为a和b，则a与b的关系为Aab Ba104bCb104a Dab4在醋酸中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，要使电离平衡右移且c(CH3COO)增大，应采取的措施是A加入盐酸 B加入NaOH(s)C加蒸馏水 D升高温度5 25 时，某溶液中由水电离产生的c(H)和c(OH)的乘积为11020，下列说法正确的是A该溶液的pH一定是10 B该溶液不可能pH4C该溶液的pH不可能是7 D不会有这样的溶液6对室温下100 mL pH2的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是A加水稀释至溶液体积为200 mL，醋酸溶液的pH变为4B温度都升高20 后，两溶液的pH不再相等C加水稀释至溶液体积为200 mL后，两种溶液中c(OH)都减小D加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气体积可用右图表示7常温下向10 mL 0.1 molL1氨水中缓缓加蒸馏水稀释到1 L后，下列变化中正确的是电离程度增大；c(H)增大；导电性增强；不变；OH数目增大，H数目减小；pH增大；c(H)与c(OH)的乘积减小A BC除外都正确 D8水的电离平衡曲线如图所示，下列说法不正确的是 A图中五点KW间的关系：BCADEB若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量的酸C若处在B点时，将pH2的硫酸与pH10的KOH等体积混合后，溶液显中性D若从A点到C点，可采用：温度不变在水中加入适量的NH4Cl固体9有浓度为0.1 molL1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液，试回答：(1)三种溶液中c(H) 依次为a molL1，b molL1，c molL1，其大小顺序为_。(2)等体积的以上三种酸分别与过量的NaOH 溶液反应，生成的盐的物质的量依次为n1 mol，n2 mol，n3 mol，它们的大小关系为_。(3)中和一定量NaOH溶液生成正盐时，需上述三种酸的体积依次是V1 L、V2 L、V3 L，其大小关系为_。(4)与锌反应开始时产生氢(气)的速率分别为v1、v2、v3，其大小关系为_。10 A、B、C、D、E五种溶液分别是NaOH、NH3H2O、CH3COOH、HCl、NH4HSO4中的一种。常温下进行下列实验：将1 L pH3的A溶液分别与0.001 molL1 x L B溶液、0.001 molL1 y L D溶液充分反应至中性，x、y大小关系为：yx；浓度均为0.1 molL1A和E溶液，pH：AE；浓度均为0.1 molL1C与D溶液等体积混合，溶液呈酸性。回答下列问题：(1)D是_溶液，判断理由是_。(2)用水稀释0.1 molL1B时，溶液中随着水量的增加而减小的是_(填写序号)。c(H)和c(OH)的乘积OH的物质的量(3)OH浓度相同的等体积的两份溶液A和E，分别与锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌粉，且放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是_(填写序号)。 反应所需要的时间EA开始反应时的速率AE参加反应的锌粉物质的量AE反应过程的平均速率EAA溶液里有锌粉剩余E溶液里有锌粉剩余(4)将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液，升高温度(溶质不会分解)溶液pH随温度变化如图中的_曲线(填写序号) 。【仿真练习】参考答案1、解析：选C影响水的电离的因素有温度、酸、碱、盐等，加热促进电离；加酸、加碱抑制水的电离；加能水解的盐促进水的电离；A项，电子式表示HCl，酸抑制水的电离，错误；B项，离子符号表示三价铁离子，水溶液中能水解，促进水的电离，错误；C项，离子结构示意图表示氯离子，对水的电离无影响，正确；D项，结构式表示醋酸根离子，水溶液中能水解，促进水的电离，错误。2、解析：选C常温下NaNO2溶液的pH大于7表明是强碱弱酸盐，正确；用HNO2溶液做导电实验，灯泡很暗，也可能是溶液的浓度太小，不能说明亚硝酸是弱电解质，错误；HNO2和NaCl不能发生反应，硝酸与氯化钠也不反应，但硝酸是强酸，错误；常温下0.1 molL1 HNO2溶液的pH2.1，若是强酸，其pH应该等于1，因此，表明亚硝酸是弱酸，正确；常温下pH3的 HNO2溶液和pH11的NaOH溶液等体积混合，pH小于7，若亚硝酸是强酸，pH7，因此是弱酸，正确。3、解析：选B氢氧化钠是强碱，抑制水的电离，则由水电离产生的OH离子浓度为109 mol/L；醋酸钠是强碱弱酸盐，水解促进水的电离，则由水电离产生的OH离子浓度为105 mol/L，所以a与b的关系是a104b，答案选B。4、解析：选BD根据题意要使电离平衡右移且c(CH3COO)增大，需加入的试剂能消耗H，或升高温度。所以B、D正确。A项，会抑制电离；C项，加入蒸馏水会稀释溶液，c(CH3COO)将减小。5、解析：选C25时，某溶液中由水电离产生的c(H)和c(OH)的乘积为1102011014，说明该溶液中的溶质抑制了水的电离。由于酸或碱都能抑制水的电离，所以该溶液可能呈酸性也可能碱性，因此溶液的pH可能等于4，也可能等于10，但不可能等于7，C项正确。6、解析：选BA选项中醋酸是弱酸，存在电离平衡，加水稀释至200 mL时，pHac(2)n1n2n3(3)V1V32V2(4)v2v1v3解析：(1)氯化氢和硫酸是强电解质，盐酸是一元酸，硫酸是二元酸，醋酸是弱电解质且是一元酸，所以盐酸中氢离子浓度与酸的浓度相等，硫酸中氢离子浓度是硫酸浓度的2倍，醋酸中氢离子浓度小于醋酸的浓度，所以氢离子浓度其大小顺序为bac；(2)根据阴离子守恒知，盐的物质的量与酸的物质的量相等，所以生成的盐的物质的量大小关系为n1n2n3；(3)中和一定量NaOH溶液生成正盐时，酸的浓度相等，如果是一元酸，所用酸的体积相等，如果是二元酸，酸的体积是一元酸的一半，所以三种酸的体积大小关系是V12V2V3；(4)与锌反应时产生氢(气)的速率与氢离子浓度成正比，氢离子浓度越大，反应速率越大，三种酸中硫酸中氢离子浓度为0.2 mol/L，盐酸中氢离子浓度为0.1 mol/L，醋酸中氢离子浓度小于0.1 mol/L，所以反应速率大小关系为v2v1v3。10、解析：中和酸性物质A只有NaOH、NH3H2O，一定物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性，D的用量少，说明D碱性比B的碱性强，B是NH3H2O，D是NaOH。浓度相同的C与NaOH溶液等体积混合，溶液呈酸性，说明C是NH4HSO4。浓度相同A和E溶液，pH：AE，说明A是HCl，E是CH3COOH。(2)NH3H2O在水溶液中存在电离平衡NH3H2ONHOH，加水稀释弱电解的电离平衡向正向进行，故正确。(3)有上知，A为盐酸，E为醋酸，OH浓度相同的等体积的两份溶液A和E，说明A和E的pH相同，二者c(H)相同，故开始时的反应速率相同，随反应的进行c(H)减小，而醋酸中c(H)减小的慢。pH相同的醋酸和盐酸，醋酸的物质的量多，故盐酸完全反应，A中锌粉有剩余；由于产生的氢气一样多，故参加反应的锌粉相同。(4)等体积、等物质的量浓度B和C混合后的溶液为(NH4)2SO4溶液其水解显酸性，升温水解平衡正向移动，c(H)增大，pH减小，故选。答案：(1)NaOH中和酸性物质A只有NaOH、NH3H2O，一定物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性，D的用量少，说明D碱性比B的碱性强，所以D是NaOH(2)(3)(4)第7讲 弱电解质的电离平衡答案【仿真练习】参考答案1、解析：选C影响水的电离的因素有温度、酸、碱、盐等，加热促进电离；加酸、加碱抑制水的电离；加能水解的盐促进水的电离；A项，电子式表示HCl，酸抑制水的电离，错误；B项，离子符号表示三价铁离子，水溶液中能水解，促进水的电离，错误；C项，离子结构示意图表示氯离子，对水的电离无影响，正确；D项，结构式表示醋酸根离子，水溶液中能水解，促进水的电离，错误。2、解析：选C常温下NaNO2溶液的pH大于7表明是强碱弱酸盐，正确；用HNO2溶液做导电实验，灯泡很暗，也可能是溶液的浓度太小，不能说明亚硝酸是弱电解质，错误；HNO2和NaCl不能发生反应，硝酸与氯化钠也不反应，但硝酸是强酸，错误；常温下0.1 molL1 HNO2溶液的pH2.1，若是强酸，其pH应该等于1，因此，表明亚硝酸是弱酸，正确；常温下pH3的 HNO2溶液和pH11的NaOH溶液等体积混合，pH小于7，若亚硝酸是强酸，pH7，因此是弱酸，正确。3、解析：选B氢氧化钠是强碱，抑制水的电离，则由水电离产生的OH离子浓度为109 mol/L；醋酸钠是强碱弱酸盐，水解促进水的电离，则由水电离产生的OH离子浓度为105 mol/L，所以a与b的关系是a104b，答案选B。4、解析：选BD根据题意要使电离平衡右移且c(CH3COO)增大，需加入的试剂能消耗H，或升高温度。所以B、D正确。A项，会抑制电离；C项，加入蒸馏水会稀释溶液，c(CH3COO)将减小。5、解析：选C25时，某溶液中由水电离产生的c(H)和c(OH)的乘积为1102011014，说明该溶液中的溶质抑制了水的电离。由于酸或碱都能抑制水的电离，所以该溶液可能呈酸性也可能碱性，因此溶液的pH可能等于4，也可能等于10，但不可能等于7，C项正确。6、解析：选BA选项中醋酸是弱酸，存在电离平衡，加水稀释至200 mL时，pHac(2)n1n2n3(3)V1V32V2(4)v2v1v3解析：(1)氯化氢和硫酸是强电解质，盐酸是一元酸，硫酸是二元酸，醋酸是弱电解质且是一元酸，所以盐酸中氢离子浓度与酸的浓度相等，硫酸中氢离子浓度是硫酸浓度的2倍，醋酸中氢离子浓度小于醋酸的浓度，所以氢离子浓度其大小顺序为bac；(2)根据阴离子守恒知，盐的物质的量与酸的物质的量相等，所以生成的盐的物质的量大小关系为n1n2n3；(3)中和一定量NaOH溶液生成正盐时，酸的浓度相等，如果是一元酸，所用酸的体积相等，如果是二元酸，酸的体积是一元酸的一半，所以三种酸的体积大小关系是V12V2V3；(4)与锌反应时产生氢(气)的速率与氢离子浓度成正比，氢离子浓度越大，反应速率越大，三种酸中硫酸中氢离子浓度为0.2 mol/L，盐酸中氢离子浓度为0.1 mol/L，醋酸中氢离子浓度小于0.1 mol/L，所以反应速率大小关系为v2v1v3。10、解析：中和酸性物质A只有NaOH、NH3H2O，一定物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性，D的用量少，说明D碱性比B的碱性强，B是NH3H2O，D是NaOH。浓度相同的C与NaOH溶液等体积混合，溶液呈酸性，说明C是NH4HSO4。浓度相同A和E溶液，pH：AE，说明A是HCl，E是CH3COOH。(2)NH3H2O在水溶液中存在电离平衡NH3H2ONHOH，加水稀释弱电解的电离平衡向正向进行，故正确。(3)有上知，A为盐酸，E为醋酸，OH浓度相同的等体积的两份溶液A和E，说明A和E的pH相同，二者c(H)相同，故开始时的反应速率相同，随反应的进行c(H)减小，而醋酸中c(H)减小的慢。pH相同的醋酸和盐酸，醋酸的物质的量多，故盐酸完全反应，A中锌粉有剩余；由于产生的氢气一样多，故参加反应的锌粉相同。(4)等体积、等物质的量浓度B和C混合后的溶液为(NH4)2SO4溶液其水解显酸性，升温水解平衡正向移动，c(H)增大，pH减小，故选。答案：(1)NaOH中和酸性物质A只有NaOH、NH3H2O，一定物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性，D的用量少，说明D碱性比B的碱性强，所以D是NaOH(2)(3)(4)