新编高中化学鲁科版选修4教学案：第3章 第2节 第1课时　弱电解质的电离平衡 Word版含解析

新编化学精品资料第2节弱电解质的电离盐类的水解第1课时弱电解质的电离平衡 课标要求1应用化学平衡理论描述弱电解质在水溶液中的电离平衡。2知道电离平衡常数与弱酸、弱碱的酸碱性强弱之间的关系。1弱电解质在水溶液中的电离是吸热过程，存在电离平衡，其电离平衡常数只与电解质本身的性质(内因)和温度(外因)有关。2弱电解质在水溶液中的电离平衡遵循勒夏特列原理，其平衡受外界条件如温度、浓度等影响。3根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质的相对强弱。1概念在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比。电离平衡常数简称电离常数。2影响因素电离常数服从化学平衡常数的一般规律，它只与温度有关，由于电离过程是吸热过程，升温，K值增大。3应用电离常数表征了弱电解质的电离能力，根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱，K越大，表示弱电解质的电离程度越大，弱酸的酸性或弱碱的碱性相对越强。4表达式(1)弱酸在水中的电离常数通常用Ka表示。例如CH3COOHHCH3COO，Ka。多元弱酸的电离是分步进行的，每一步电离都有各自的电离常数，如H2CO3电离：H2CO3HCOHKa1HCOCOHKa2且Ka1Ka2。(2)弱碱在水中的电离常数通常用Kb表示，例如NH3H2ONHOH，Kb。特别提醒(1)计算多元弱酸溶液的H或比较弱酸酸性相对强弱时，通常只考虑第一步电离。(2)利用电离常数可近似计算出弱酸、弱碱溶液中H或OH(忽略水的电离)。H或OH1下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是()A电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱B电离平衡常数(K)与温度无关C不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同D多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1K2K3解析：选AK的大小直接反映了该电解质的电离能力，A选项正确。B、C选项考查影响K的因素，K的大小只与温度有关，因为弱电解质电离都吸热，温度升高K增大，除温度外，K与其他因素无关，B、C选项错。对于多元弱电解质，K1K2K3，D选项错。2在25 时，0.1 molL1的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液，它们的电离常数分别为4.6104、1.8104、6.21010、K14.3107和K25.61011，其中氢离子浓度最小的是()AHNO2BHCOOHCHCN DH2CO3解析：选C由电离常数的大小可知，酸性由强到弱的顺序是：HNO2HCOOHH2CO3HCN，故H最小的是HCN。1内因弱电解质本身的性质，如相同条件下CH3COOH电离程度大于H2CO3。2外因(1)温度：升高温度，电离平衡向右移动，平衡常数增大；降低温度，电离平衡向左移动，平衡常数减小。(2)浓度：改变平衡体系中某一离子的浓度，平衡向能够减弱这种改变的方向移动，平衡常数不变。浓度越大，电离程度越小。在稀释溶液时，电离平衡向右移动。(3)相同离子：在弱电解质溶液中加入与弱电解质有相同离子的强电解质时，电离平衡向左移动。(4)反应离子：加入能与电解质电离出的离子反应的离子时，电离平衡向右移动。(5)实例(以CH3COOHCH3COOHH0为例)影响因素平衡移动方向n(H)HCH3COOKapH导电能力升温(不考虑挥发)右增大增大增大增大减小增强加冰醋酸右增大增大增大不变减小增强加入CH3COONa固体左减小减小增大不变增大增强其他通入HCl气体左增大增大减小不变减小增强物质NaOH固体右减小减小增大不变增大增强加水稀释右增大减小减小不变增大减弱10.1 molL1CH3COOH溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时，都会引起()A溶液的pH增大BCH3COOH电离程度变大C溶液的导电能力减弱D溶液中OH减小解析：选ACH3COOH溶液中存在平衡CH3COOHCH3COOH。当加入水时，溶液中CH3COOH、CH3COO、H的浓度都减小，OH变大。因为溶液变稀，所以CH3COOH电离程度变大。当加入CH3COONa晶体时，发生CH3COONa=CH3COONa，使得溶液中CH3COO变大，平衡CH3COOHCH3COOH左移，CH3COOH电离程度变小，H减小。2可促进HClO的电离，并使pH增大的是()加入HCl加入NaClO加入NaOH加入ZnABC D解析：选C向HClOHClO平衡体系中加HCl，H增大，使pH减小；加NaClO，ClO增大，使平衡右移；加NaOH，消耗H，使平衡正移，pH增大；加Zn，Zn与H反应生成H2，平衡右移，pH增大。1相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较HpH中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率由H2O电离出的H一元强酸大小相同相同大小一元弱酸小大小大2.相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较Hc(酸)中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率由H2O电离出的H一元强酸相同小小小相同相同一元弱酸大大大 3.以醋酸和盐酸为例比较其性质等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸(b)等pH的盐酸(a)与醋酸(b)pH或物质的量浓度pH：ab物质的量浓度：abab水的电离程度aCH3COOClCH3COO中和等体积的两种酸溶液所消耗的NaOH溶液的量 a消耗b消耗a消耗bab(开始后ba)等体积溶液与过量活泼金属如Mg反应产生H2的量abab1室温下对pH相同、体积相同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加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的H都变小B使温度都升高20 ，两溶液的H都不变C加水稀释2倍后，两溶液的H都变大D加足量的锌粉反应后，两溶液产生的氢气一样多解析：选ACH3COOH溶液中存在CH3COOHCH3COOH的电离平衡，当加入醋酸钠晶体后，上述电离平衡向左移动，CH3COOH溶液中H变小；向盐酸中加入醋酸钠晶体后，会发生反应CH3COOHCH3COOH，使盐酸中H变小；温度升高，使CH3COOHCH3COOH的电离平衡向右移动，H变大；加水稀释时，两溶液的H都变小；H相同、体积相同的醋酸溶液和盐酸，其溶质的物质的量并不相等，所以，与足量的锌粉反应，醋酸产生的氢气多。2pH2的两种一元酸x和y，体积均为100 mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加0.1 molL1NaOH溶液至pH7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则()Ax为弱酸，VxVyCy为弱酸，VxVy解析：选C由图像可知x稀释10倍，pH变化1个单位(从pH2变化为pH3)，故x为强酸，而y稀释10倍，pH变化小于1个单位，故y为弱酸；pH均为2的x、y，前者的浓度为0.01 molL1，而后者大于0.01 molL1，故中和至中性时，后者消耗碱液的体积大，所以C正确。三级训练节节过关1下列关于弱电解质的电离平衡常数的叙述中，正确的是()A因为电离过程是吸热过程，所以温度越高，同一弱电解质的电离平衡常数越小B弱电解质的电离平衡常数是用各微粒的平衡浓度表示的，所以弱电解质的电离平衡常数只与浓度有关C对于不同的弱酸，电离平衡常数越大，酸性一定越强，可以通过电离平衡常数的大小判断弱酸的相对强弱D弱电解质的电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度大小的一种方法解析：选D温度越高，电离平衡常数越大，A错误。对同一弱电解质，电离平衡常数只是温度的函数，与浓度的大小无关，B错误。在相同温度下，才可以通过电离平衡常数的大小判断弱酸的相对强弱，C错误。电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度大小的一种方法，D正确。2在CH3COOH溶液中存在如下平衡：CH3COOHHCH3COO。加入少量下列固体物质，能使平衡逆向移动的是()ANaClBCH3COONaCNa2CO3 DNaOH解析：选B加入Na2CO3、NaOH能与H反应，使平衡正向移动；加入CH3COONa，c(CH3COO)增大，平衡逆向移动。3在含少量酚酞的0.1 molL1氨水中加入少量NH4Cl晶体，则溶液颜色()A变蓝色 B变深C变浅 D不变解析：选C加入NH4Cl晶体，NH增大，抑制了NH3H2O的电离，碱性变弱，颜色变浅。4下列叙述不正确的是()ApH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后，前者的pH大于后者BpH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别中和0.1 molL1的NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积相等C等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应，开始时前者产生H2的速率大于后者，最终产生H2的量相等D等浓度、等体积的盐酸和醋酸分别中和0.1 molL1的NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积相等解析：选BpH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后，由于醋酸是弱酸，稀释过程中电离程度变大，稀释后醋酸的酸性强，pH小，A正确；pH相等、体积相等的盐酸和醋酸，由于醋酸是弱酸，浓度比盐酸大，在和盐酸体积相同时，消耗NaOH溶液体积大，B不正确；等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应，由于醋酸是弱酸，开始时H小，开始时醋酸产生H2的速率小，但是由于二者浓度相等，所以最终产生H2的量相等，C正确；浓度相等、体积相等，则物质的量就相等，二者消耗的同浓度的NaOH溶液体积相等，D正确。5已知HClO是比H2CO3还弱的酸，氯水中存在下列平衡：Cl2H2OHClHClO；HClOHClO，达到平衡后：(1)要使HClO的浓度增大，可加入下列物质中的(填代号)_。ASO2BNa2CO3CHCl DNaOH(2)由此说明在实验室里可用排饱和食盐水法收集Cl2的理由是_。解析：A、D都能直接和HClO反应使其浓度降低，C项中HCl浓度增大，使平衡逆向移动，HClO浓度降低；B项中Na2CO3只与HCl反应，不与HClO反应，使平衡向右移动，HClO浓度增大。饱和食盐水中的Cl较大，使上述平衡向左移动，降低Cl2在饱和食盐水中的溶解度。答案：(1)B(2)氯水中存在下列平衡：Cl2H2OHClHClO，在饱和食盐水中Cl较大，平衡向左移动，使Cl2的溶解度降低1在下列的各种叙述中，正确的是()A任何酸都有电离平衡常数B任何条件下，酸的电离平衡常数都不变C多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为Ka1Ka2Ka3DKW并不是水的电离平衡常数解析：选D只有弱酸存在电离平衡，有电离平衡常数；电离平衡常数受温度的影响，升高温度，电离平衡常数增大；多元弱酸分步电离，以第一步电离为主，Ka1Ka2Ka3；KWHOHKaH2O。2碳酸中存在电离平衡，下列有关H2CO3的电离平衡常数的表达式中正确的是()AK BKCK1 DK2解析：选CH2CO3分两步电离：H2CO3HHCO(主)，HCOHCO(次)，因此对应两个电离常数K1、K23用蒸馏水逐渐稀释0.1 molL1的氨水，若维持温度不变，则在稀释过程中逐渐增大的是()ANH的物质的量浓度BNH3H2O的物质的量浓度COH的物质的量浓度DNH和OH的物质的量解析：选D稀释氨水时，NH3H2O的电离平衡正向移动，所以NH和OH的物质的量均增大，但是溶液的体积变化更大，NH、NH3H2O、OH的物质的量浓度均减小。4将浓度为0.1 molL1的HF溶液不断加水稀释，下列各量始终保持增大的是()AHBKa(HF)C. D.解析：选DA项，在0.1 molL1HF溶液中存在电离平衡：HFHF，加水稀释，平衡向右移动，但最终H减小；B项，电离常数与浓度无关，其数值在稀释过程中不变；C项，根据电荷守恒，HFOH，则1，随着稀释，H减小，OH增大，故不断减小；D项，稀释过程中，F逐渐减小，故始终保持增大。5某浓度的氨水中存在下列平衡：NH3H2ONHOH，如想增大NH的浓度，而不增大OH的浓度，应采取的措施是()适当升高温度加入NH4Cl固体通入NH3 加入少量盐酸A BC D解析：选C升温平衡向右移动，NH、OH都增大；加入NH4Cl固体，相当于增大NH，平衡向左移动，OH减小；通入NH3平衡向右移动，NH、OH都增大；加入少量盐酸，H与OH反应使OH下降，平衡向右移动，使NH增大。6在100 mL 0.1 molL1的醋酸溶液中，欲使醋酸的电离程度增大，H浓度减小，可采用的方法是()A加热B加入100 mL 0.1 molL1的醋酸溶液C加入少量的0.5 molL1的硫酸D加入少量的1 molL1的NaOH溶液解析：选DA项加热促进电离，H浓度增大。B项，H浓度不变。C项，加H2SO4抑制电离，但H浓度增大。D项，加入NaOH，OH与H反应，平衡向右移动，H浓度减小。7用水稀释0.1 molL1氨水时，溶液中随水量的增加而减小的是()AOH/NH3H2OBNH3H2O/OHCH和OH的乘积Dn(OH)解析：选B加水促进NH3H2O的电离，使n(NH3H2O)减小，n(OH)增大，因此NH3H2O/OHn(NH3H2O)/n(OH)减小。8某温度下，相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是()A为盐酸稀释时的pH变化曲线Bb点溶液的导电性比c点溶液的导电性强Ca点KW的数值比c点KW的数值大Db点酸的总浓度大于a点酸的总浓度解析：选B应为醋酸稀释时的pH变化曲线；溶液导电性取决于离子浓度，b点的H浓度大，导电性强；KW的大小只取决于温度；相同pH的盐酸和醋酸，醋酸浓度远大于盐酸的浓度，稀释到相同体积时，醋酸()浓度大于盐酸()浓度。9一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如右图所示。请回答：(冰醋酸为纯醋酸)(1)“O”点为什么不导电_；(2)a、b、c三点H由大到小的顺序是_；(3)a、b、c三点中醋酸的电离程度最大的是_点；(4)若使c点溶液中的CH3COO提高，在如下措施中可选择_(填标号)。A加热B加很稀的NaOH溶液C加固体KOHD加水E加固体CH3COONaF加Zn粉(5)在稀释过程中，随着醋酸浓度的降低，下列始终保持增大趋势的是_。AH BH个数CCH3COOH分子数 D.解析：冰醋酸为共价化合物，在纯液态时不电离，因此“O”点不导电；随着水的加入，醋酸开始电离，Ob段醋酸溶液中离子浓度增大，导电能力增强，随着水量的增加，离子浓度降低，导电能力减弱；降低H使平衡向右移动，或加入CH3COO均可使CH3COO浓度增大。(5)在稀释过程中，始终保持增大趋势的是H个数和。答案：(1)冰醋酸不电离，无自由移动的离子(2)bac(3)c(4)ACEF(5)BD10下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 )。酸电离方程式CH3COOHCH3COOHCH3COOH1.75105H2CO3H2CO3HHCOHCOHCOK14.4107K24.71011H2SH2SHHSHSHS2K19.1108K21.11012H3PO4H3PO4HH2POH2POHHPOHPOHPOK17.1103K26.3108K34.21013回答下列问题：(1)当温度升高时，K值_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)在温度相同时，各弱酸的K值不同，那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系？_。(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS、H3PO4、H2PO、HPO都看作是酸，其中酸性最强的是_，最弱的是_。(4)多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数。对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律，此规律是_，产生此规律的原因是_。(5)用食醋浸泡有水垢的水壶，可以清除其中的水垢，通过该事实_(填“能”或“不能”)比较醋酸与碳酸的酸性强弱，请设计一个简单的实验验证醋酸与碳酸的酸性强弱。方案：_。解析：(1)弱电解质的电离过程是吸热过程，升高温度能促进电离，故升高温度，K值增大。(2)K值越大，说明电离出的离子浓度越大，该酸易电离，酸性越强。(3)因为K值越大，酸性越强，在这几种酸中，H3PO4的K值最大，HPO的K值最小，故酸性最强的是H3PO4，酸性最弱的是HPO。(4)由表中的数据可以看出，常数之间是105倍的关系，即K1K2K311051010，酸的每级电离都能产生H，故上一级电离产生的H对下一级电离有抑制作用，使得上一级的电离常数远大于下一级的电离常数。(5)醋酸的酸性大于碳酸，可用CH3COOH与CaCO3(水垢的主要成分)或NaHCO3反应产生CO2来证明。答案：(1)增大(2)K值越大，电离出的氢离子浓度越大，所以酸性越强(3)H3PO4HPO(4)K1K2K311051010上一级电离产生的H对下一级电离有抑制作用(5)能向盛有少量NaHCO3溶液的试管中加入适量CH3COOH溶液，产生无色气泡，证明醋酸酸性大于碳酸1下列有关“电离平衡”的叙述中正确的是()A电解质在溶液里达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度相等B达到电离平衡时，由于分子和离子的浓度不再发生变化，所以说电离平衡是静态平衡C电离平衡是相对的、暂时的，外界条件改变时，平衡可能会发生移动D电解质达到电离平衡后，各离子的浓度相等解析：选CA项，达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度均不变，但未必相等；B项，达到电离平衡时，分子仍然要电离为离子，离子也要结合为分子，只是二者速率相等，即电离平衡是动态平衡；D项，达到电离平衡时，电解质溶液中各离子的浓度不变，但不一定相等。2根据表中数据(均在同温、同压下测定)酸HXHYHZ0.10.20.37.21041.81041.8105可得出弱电解质强弱顺序正确的是()AHXHYHZ BHZHYHXCHYHZHX DHZHXHY解析：选A电离平衡常数与浓度无关，在同一温度下，电离平衡常数越大，表示弱电解质的电离能力越强，故酸性强弱顺序为HXHYHZ。3室温下向10 mL 0.1 molL1的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是()A溶液中导电粒子的数目减小B溶液中不变C醋酸的电离程度增大，H亦增大D醋酸的电离常数K随醋酸浓度减小而减小解析：选B醋酸加水稀释，促进醋酸的电离，溶液中导电离子的数目增加，A错误；醋酸加水稀释，电离程度增大，但H减小，C错误；电离常数K只与温度有关，与醋酸的浓度无关，D错误；由于温度不变，电离平衡常数K不变。4下列实验事实不能证明醋酸是弱酸的是()A相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应时，产生H2的起始速率相等B常温下，测得0.1 molL1醋酸溶液的pH4C常温下，将pH1的醋酸溶液稀释1 000倍，测得pH4D在相同条件下，醋酸溶液的导电性比盐酸的弱解析：选AA项，pH相同，说明两溶液中的H相同，与同样的锌反应时产生的H2的起始速率相同，无法证明醋酸是否已完全电离。B项，若为强酸，常温下0.1 molL1的一元酸，pH1，而醋酸的pH4，证明醋酸未完全电离，是弱电解质。C项，若为强酸，常温下pH1的一元酸稀释1 000倍后，溶液的pH4，而pH1的醋酸稀释1 000倍后pH”“A开始反应时的速率AB参加反应的锌的物质的量AB反应过程的平均速率BAA中有锌剩余B中有锌剩余解析：(1)弱酸不能完全电离，故0.1 molL1的HA中H必小于0.1 molL1，其pH1。因HA为弱酸，溶液中的H低于相同浓度的一元强酸的H，故产生氢气的速率稍慢，但最终由于电离出的氢离子的量相同，故生成氢气的体积一样大，即气球的体积一样大。(2)乙方案中，取0.1 molL1的HA溶液和稀盐酸各2滴稀释相同的倍数，弱酸HA的pH变化小，强酸的pH变化大，这是因为稀释能促进弱电解质电离平衡的移动。(3)H浓度相同时，CH3COOH溶液的浓度大，在反应过程中不断电离补充H，故CH3COOH的反应速率大，所用时间少。因放出H2相等，所以耗锌量相等。若锌足量应是CH3COOH放H2多。所以盐酸中有锌剩余。答案：(1)B(2)AD(3)