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第三章 水溶液中的离子平衡第一节 弱电解质的电离知识点一 强弱电解质1. 电解质和非电解质（1）电解质： 在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,叫电解质 。包括酸、碱、盐、活泼金属氧化物和水。（2）非电解质 ： 在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物 。包括大多数有机物、非金属氧化物和氨。注意：电解质、非电解质都是化合物，单质既不是电解质也不是非电解质。如石墨、Cl2、Cu虽然在一定条件下能导电，但因其不是化合物，所以它们既不是电解质也不是非电解质。在水溶液里能够导电或熔融状态下能导电，两个条件只要具备一个的化合物即成为电解质，不比两个条件同时具备。在水溶液里或熔融状态时，化合物本身电离出自由移动的离子而导电的才是电解质。如Na2O在熔融状态下能电离出Na+和O2-，而不是其水溶液电离出Na+和OH-；如NH3、CO2、SO3等的水溶液能导电，但他们是非电解质。离子化合物（强碱、大多数盐、金属氧化物）自身含有离子，在熔融状态或水溶液中能电离成自由移动的离子而导电；固态或无水的液态酸中只有分子，不能导电，只有溶于水才会电离成离子而导电。电解质溶液的导电能力由自由移动的离子的浓度与离子所带的电荷数来决定。电解质自身不一定能导电（在水溶液中或熔融状态下才能导电），导电的物质不一定是电解质；非电解质不导电，但不导电的物质不一定是非电解质。2. 强电解质和弱电解质实验探究电解质强弱：等体积、等浓度的盐酸和醋酸与等量镁条的反应，并测这两种酸的pH。 (1)HCl和CH3COOH都是电解质,在水溶液中都能发生电离;(2)镁无论是与盐酸还是醋酸反应,其实质都是与溶液中的H+反应;(3)由于酸液浓度、温度、体积均相同，且镁条的量也相同，因此，实验中影响反应速率的因素只能是溶液中C(H+)的大小;结论：(1)盐酸和醋酸与活泼金属反应的剧烈程度及PH都有差别，这说明两种溶液中的H+浓度是不同的。（2）相同体积、浓度的盐酸和醋酸中H+浓度不同，这说明HCl和CH3COOH的电离程度不同。1. 盐酸在稀溶液中是全部电离生成H+和Cl-2. 醋酸在稀溶液中只是部分电离生成H+和Ac-项 目1mol/L HCl1mol/L HAc溶液的pH02与足量镁条反应的现象产生气泡的速度比较快慢产生氢气的物质的量的比较多少强电解质 ： 在水溶液里全部电离成离子的电解质 。包括离子化合物及某些强极性键的共价化合物，如强酸、强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物。弱电解质： 在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质 。包括弱极性键的共价化合物。如弱酸、弱碱、少数盐和水。物质单质化合物电解质非电解质： 非金属氧化物，大部分有机物 。如SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2强电解质： 强酸，强碱，大多数盐、活泼金属氧化物 。如HCl、NaOH、NaCl、BaSO4弱电解质： 弱酸，弱碱，极少数盐，水 。如HClO、NH3H2O、Cu(OH)2、H2O混和物纯净物 强酸：六大强酸（硫酸，硝酸，盐酸（氢氯酸），氢碘酸，氢溴酸，高氯酸）强碱：四大强碱是（氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡）弱酸：中学常见弱酸强弱记诵口诀 (从前到后酸性逐渐变弱，只考虑第一级电离的比较） 亚硫磷酸氢氟酸，亚硝甲酸冰醋酸，碳酸氢硫氢氰酸。 即H2SO3H3PO4HFHNO2HCOOHCH3COOHH2CO3H2SHCN弱碱：如NH3H2O、Al(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Zn(OH)2、Cu(OH)2等难溶性的碱3、电解质与非电解质本质区别：电解质离子化合物或共价化合物 非电解质共价化合物 注意：电解质、非电解质都是化合物 SO2、NH3、CO2等属于非电解质 强电解质不等于易溶于水的化合物（如BaSO4不溶于水，但溶于水的BaSO4全部电离，故BaSO4为强电解质）电解质的强弱与导电性、溶解性无关。电解质的强弱与电解质溶液的导电能力没有必然联系，溶液的导电能力主要取决于离子的浓度及所带电荷数。4.电解质的电离情况分类说明NaCl、NaOH等盐、强碱类离子化合物在水溶液里或融融状态下都发生电离，都能导电。Na2O、MgO等活泼金属氧化物类离子化合物在熔融状态下能电离且能导电，或与水反应（如Na2O），或不溶于水，因此不谈它在水溶液中的电离。HCl、H2SO4、CH3COOH等酸类共价化合物在水溶液中能电离，能导电，但在熔融状态（即纯液体）下不电离，不导电，在其纯液体中只有分子，没有离子。要注意：共价化合物在熔融状态下不发生电离。NaHCO3、NH4Cl等热稳定性较差的盐类电解质受热易分解，因此只谈他们在水溶液中的电离。强酸的酸式盐在熔融状态下或水溶液里的电离是不同的。如： （只断裂离子键）（断裂离子键，共价键）5电解质的强弱与溶液导电性强弱的关系 溶液导电性的强弱与溶液中离子浓度及离子电荷密切相关。溶液中离子浓度越大，则导电性越强；反之，则导电性越弱。 相同温度与相同浓度时，强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强。其原因是强电解质溶液中离子浓度比弱电解质溶液中离子浓度大。 导电性强弱离子浓度离子所带电荷溶液浓度电离程度 强电解质溶液的导电性是否一定比弱电解质溶液的导电性强？该问题的答案是不一定。例如，mol 的盐酸比 1 mol 醋酸溶液的导电性要弱。其原因是前者比后者的离子浓度小。又例如，硫酸钡是强电解质，但是硫酸钡溶解度很小，虽然溶解的 BaSO4全部电离，溶液中离子浓度仍然很小，导电性非常弱。 电解质不一定导电(如NaCl晶体、无水醋酸)，导电物质不一定是电解质(如石墨)，非电解质不导电，但不导电的物质不一定是非电解质。强电解质溶液导电性不一定比弱电解质强。饱和强电解质溶液导电性不一定比弱电解质强。6.电离、电解、通电的区别 电离：指电解质在水溶液或熔融状态下电解质离解成自由移动离子的过程，没有发成氧化还原反应。 电解： 指在通电条件下，电解质发生氧化还原反应； 通电：指接通电源，它是电解反应的条件。强电解质弱电解质定义在水溶液中完全电离的电解质在水溶液中部分电离的电解质化学键种类离子键、强极性键极性键化合物类型离子化合物，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电离过程不可逆，不存在电离平衡可逆，存在电离平衡电离程度完全电离部分电离表示方法用“=”表示用“”表示示例Na2SO4=2NaSOCH3COOHCH3COOH溶液中溶质微粒的种类离子，无强电解质分子离子和分子知识点二 弱电解质的电离一、 电离方程式1. 电离：电解质在水溶液或熔融状态下电解质离解成自由移动离子的过程。电离方程式：用化学式和离子符号表示电离过程的式子,称为电离方程式。2. 书写电离方程式：左边写电解质的化学式，右边写离子符号。 强电解质完全电离，用“=”连接，弱电解质用“”连接。 多元弱酸的电离是分步进行的，应当分步书写，而不能“一步到位”，如H2CO3H+HCO3-、HCO3- H+CO32-多元弱碱高中部分按一步电离写出，如Fe(OH)3Fe3+3OH- 弱酸的酸式盐在水溶液中既有完全电离又有部分电离，NaHCO3 =Na+HCO3-、HCO3- H+CO32- 强酸的酸式盐 （只断裂离子键）（断裂离子键，共价键） Al(OH)3 是一种重要的两性氢氧化物，存在酸式电离和碱式电离：H2O + AlO2- + H+Al(OH)3Al3+3OH- 酸式电离 碱式电离 复盐能完全电离：如KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-二、 弱电解质的电离平衡1. 在一定条件(如温度、浓度)下，弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成分子的速率相等，溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态。任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡，达到平衡时，弱电解质具有该条件下的最大电离程度。2. 弱酸（设分子式为HA）c(H)c(A)c(HA)HA初溶于水时最小最小最大达到电离平衡前变大变大变小达到电离平衡时不变不变不变HAH+A+一元弱酸HA电离过程中体系各粒子浓度的变化BOHB+OH-一元弱碱BOH电离过程中体系各粒子浓度的变化c(B)c(OH)c(BOH)等体积等浓度的B、OH溶液相混合时最大最大最小达到电离平衡前变小变小变大达到平衡时不变不变不变3. 弱电解质电力平衡状态的特征（与化学平衡相似）逆：弱电解质的电离过程是可逆的，存在电离平衡。等：弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等。动：弱电解质电离成离子和离子结合成分子的速率相等，不等于零，是动态平衡。定：弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液里离子的浓度、分子的浓度都不再改变。变：外界条件改变时，平衡被破坏，电离平衡发生移动。4. 影响电离平衡的因素：弱电解质的电离平衡符合勒夏特列原理A、温度：电离一般吸热，升温有利于电离。B、浓度：浓度越大，电离程度越小；溶液稀释时，电离平衡向着电离的方向移动。C、同离子效应：在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质，会减弱电离。D、其他外加试剂：加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时，有利于电离。以电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+为例，各种因素对平衡的影响可归纳为下表：平衡移动方向c(H+)n(H+)c(Ac-)c(OH-)c(H+)/ c(HAc)导电能力电离程度加水稀释向右减小增多减小增多增多减弱增大加冰醋酸向右增大增多增多减小减小增强减小升高温度向右增大增多增多增多增多增强增大加NaOH(s)向右减小减少增多增多增多增强增大加H2SO4(浓)向左增大增多减少减少增多增强减小加醋酸铵(s)向左减小减少增多增多减小增强减小加金属Mg向右减小减少增多增多增多增强增大加CaCO3(s)向右减小减少增多增多增多增强增大知识点三 电离平衡常数一、定义：电离常数：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，跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。叫做电离平衡常数，（一般用Ka表示酸，Kb表示碱。 ）二、表示方法：ABA+B- Ki= A+ B-/AB1.一元弱酸和弱碱的电离平衡常数HAH+A+ Ka= BOHB+OH- Kb=2.多元弱酸、多元弱碱的电离常数 多元弱酸（碱）分步电离，酸（碱）性主要由第一步电离决定。每步各有电离常数。如H3PO4的电离：H3PO4 H+ + H2PO4- K1H2PO4- H+ + HPO42- K2HPO42- H+ + PO43- K3注：K1K2K3（八步诀：分步进行，一步定性）多元弱碱的电离可写成一步：如：Cu(OH)2Cu2+2OH-三、电离常数的影响因素：1、电离常数的大小主要由物质的本性决定。同一温度下不同弱电解质的电离常数不同。2、电离常数受温度变化影响，不受浓度变化影响，在室温下一般变化不大。3、同一温度下，不同弱酸，电离常数越大，其电离程度越大，酸性越强。如：H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHclO四、1.衡量弱电解质相对强弱的物理量电离度弱电解质有相对强弱的区别，即电离程度也有大小。表示这种区别的物理量是电离度。当弱电解质达到电离平衡时，溶液里已经电离的电解质分子数占原来总分子数的百分数，称为电离度（符号为 a ）。2 影响电离度的条件 （1）升高温度，电离平衡正向移动，电离度增大。（2）降低溶液浓度，电离平衡正向移动，电离度增大。（3）同离子效应，使电离度减小。例如，在醋酸溶液中加醋酸钠，在氨水中加氯化铵，都使电离平衡逆向移动，电离度减小。3. 经验公式对于一元弱酸，如醋酸 CH3COOH CH3COO + H+ 初（mol/L） C 0 0 变（mol/L） C C C平（mol/L） C-C C C溶液中的氢离子浓度为 C（H+）= C补充：1、同体积、等物质的量浓度的一元强酸盐酸和一元弱酸醋酸 C(H)PH酸性强弱中和碱的量与相同的活泼金属反应的起始速率加少量相应钠盐（s）后的PH产生H2的总量HCl大小强相同快不变相等CH3COOH小大弱慢变大 2、同体积、H的物质的量浓度相等（即PH相同）的一元强酸盐酸和一元醋酸 C(酸)PH酸性强弱中和碱的能力(消耗相同的碱液的多少)与相同的活泼金属反应过程中的平均速率与足量相同的活泼金属反应产生的H2的总量与相同的活泼金属反应过程中的起始速率产生H2的总量HCl小相 同相 同弱（少）小少相同少CH3COOH大强（多）大多多证明弱电解质的方法：要证明弱，即证明它只是部分电离或其溶液中存在电离平衡。以一元弱酸HA为例，证明它是弱电解质的常用方法：角度依据（实验设计或现象）结论（1）酸溶液的PH0.1mol/L的HA溶液PH.1(室温下)将PH=2的HA溶液稀释100倍，稀释后2PH7(室温)（3）溶液的导电性相同浓度的HCl溶液和HA溶液，HCl溶液的导电能力明显更强（4）与金属反应的速率相同浓度的HCl溶液和HA溶液，与相同（形状、颗粒大小）的金属反应，HCl溶液的反应速率快（5）其钠能与弱酸反应生成HACO2通入NaA溶液中有HA生成（6）不与碳酸氢钠溶液反应HA溶液不与NaHCO3溶液反应，看产生气泡的速率5
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