高考化学基础提分课件第八章 第一节 弱电解质的电离 水的电离

欢迎进入化学课堂 第八章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离水的电离 一 强电解质与弱电解质1 电解质与非电解质 2 强电解质与弱电解质 1 常见强酸如 盐酸 硝酸等 弱酸如H2CO3 CH3COOH HNO2 H2SO3 HF等 2 常见的强碱 弱碱除四大强碱NaOH Ca OH 2外 其他常见碱一般属于弱碱 硫酸 KOH Ba OH 2 3 电离方程式的书写 1 强电解质如H2SO4的电离方程式 2 弱电解质 一元弱酸 弱碱一步完成如NH3 H2O CH3COOH 多元弱酸分步电离 且第一步电离程度远大于第二步 如H2CO3的电离方程式为 书写多元弱碱的电离方程式时 一步完成 如Fe OH 3的电离方程式为 3 酸式盐 强酸的酸式盐 如NaHSO4的电离方程式为 弱酸的酸式盐 如NaHCO3的电离方程式为 1 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强吗 提示 不一定 电解质溶液的导电能力只与溶液中离子的浓度大小及所带的电荷数有关 与电解质强弱无必然联系 只有在相同条件下 等物质的量浓度的强电解质溶液的导电能力才强于弱电解质 二 弱电解质的电离平衡1 电离平衡的建立在一定条件 如温度 浓度等 下 当和相等时 电离过程就达到平衡 平衡建立过程如图所示 弱电解质分子电离 成离子的速率 离子结合成弱电解质分子的速率 2 电离平衡的特征 3 外界条件对电离平衡的影响以弱电解质AB的电离为例 AB A B 温度 加水稀释 c AB c A 或c B 均可使平衡右移 温度 c AB c A 或c B 均可使平衡左移 升高 增大 减小 降低 减小 增大 2 电离平衡右移 电解质分子的浓度一定减小吗 离子的浓度一定增大吗 提示 都不一定 如对于CH3COOH CH3COO H 达到平衡后 加入冰醋酸 c CH3COOH 增大 平衡右移 根据勒夏特列原理 只能 减弱 而不能消除 再次平衡时 c CH3COOH 比原平衡时大 加水稀释或加少量NaOH固体 都会引起平衡右移 但c CH3COOH c H 都比原平衡时要小 三 电离平衡常数1 表达式 1 对于一元弱酸HA HA H A 平衡常数K 2 对于一元弱碱BOH BOH B OH 平衡常数K 2 特点 1 电离平衡常数只与有关 升温 K值 2 多元弱酸的各级电离平衡常数的大小关系是 故其酸性取决于第一步 3 意义相同条件下 K值越大 表示该弱电解质越电离 所对应的酸性或碱性越 温度 增大 K1 K2 K3 容易 强 四 水的电离1 电离方程式水是一种极弱的电解质 其电离方程式为 2 水的离子积 1 表达式 25 时KW 2 影响因素 KW只与温度有关 温度升高 KW H2O H OH c OH c H 10 14 增大 1 2011 广州综合测试 将纯水加热至80 下列叙述正确的是 A 水的离子积不变B 水的pH变小 呈酸性C 水的pH变大 呈中性D 水中c H c OH 1 10 7mol L 答案 D 2 2011 上海十四校联考 甲酸是一种一元有机酸 下列性质可以证明它是弱电解质的是 A 甲酸能与水以任意比互溶B 0 1mol L 1甲酸溶液的pH约为2C 10mL1mol L 1甲酸恰好与10mL1mol L 1NaOH溶液完全反应D 甲酸溶液的导电性比盐酸溶液的弱 解析 弱电解质是指在水溶液里部分电离的电解质 与其水溶性无关 A项错误 若甲酸为强酸 则0 1mol L的甲酸溶液中c H 0 1mol L 其pH 1 故B项正确 无论甲酸是强酸 还是弱酸 均能与10mL1mol L的NaOH溶液完全反应 C项错误 溶液的导电性与溶液中自由移动的离子浓度有关 离子浓度越大 导电能力越强 若D项加上 等物质的量浓度 这一限制条件 则正确 故D项错误 答案 B 3 已知醋酸达到电离平衡后 改变某条件电离平衡向正反应方向移动 则下列说法正确的是 A 醋酸的电离程度一定变大B 溶液的导电能力一定变强C 溶液的pH一定减小D 发生电离的分子总数增多 解析 当增大醋酸的浓度时 平衡向正反应方向移动 但电离程度减小 c H 变大 溶液导电能力增强 A错 若稀释醋酸 平衡右移 但c H c CH3COO 均变小 导电能力减弱 B错 当向溶液中加碱时 c H 变小 pH增大 平衡右移 C错 无论什么条件使平衡向右移动 一定会使发生电离的分子总数增多 D正确 答案 D 4 已知下面三个数据 7 2 10 4 4 6 10 4 4 9 10 10分别是下列有关的三种酸的电离常数 若已知下列反应可以发生 NaCN HNO2 HCN NaNO2NaCN HF HCN NaFNaNO2 HF HNO2 NaF由此可判断下列叙述不正确的是 A K HF 7 2 10 4B K HNO2 4 9 10 10C 酸性 HF HNO2 HCND K HCN K HNO2 K HF 解析 根据强酸制弱酸的反应原理 由第一个和第三个反应可得 三种酸的酸性由强到弱的顺序为 HF HNO2 HCN 电离常数越大 酸性越强 则HF HNO2 HCN的电离常数依次为7 2 10 4 4 6 10 4 4 9 10 10 故选项A C D正确 B错误 答案 B 答案 1 逆c A 增大 平衡向减小c A 的方向即逆反应方向移动 2 正减小增大 1 内因弱电解质本身的性质 如常温K CH3COOH K H2CO3 2 外因电离平衡属于化学平衡 受外界条件如温度 浓度等因素的影响 其规律遵循勒夏特列原理 名师精析 A项 加入NaOH溶液 c H 减小 电离平衡正向移动 c CH3COOH 减小 但减小程度较小 因此c H c CH3COOH 变小 B项 升高温度 电离平衡正向移动 c H 增大 c CH3COOH 减小 因此c H c CH3COOH 增大 C项 加入少量冰醋酸 电离程度变小 因此c H c CH3COOH 变小 D项 加水稀释时 电离程度变大 所以c H c CH3COOH 变大 答案 BD 酸性溶液加水稀释时 由于H 浓度减小 但KW不变 故OH 浓度增大 同理碱性溶液稀释时 H 浓度增大 中性溶液稀释时 H 和OH 的浓度都不变 答案 A 答案 C 强酸与弱酸由于电离程度的不同 在很多方面表现出不同的性质 例2 2010 重庆高考 pH 2的两种一元酸x和y 体积均为100mL 稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示 分别滴加NaOH溶液 c 0 1mol L 至pH 7 消耗NaOH溶液的体积为Vx Vy 则 A x为弱酸 VxVyC y为弱酸 VxVy 名师精析 本题考查弱电解质的电离平衡 通过两种酸稀释前后的pH变化 理解强弱电解质的本质区别和外界因素对弱电解质的影响等 由图象可知x稀释10倍 pH变化1个单位 从pH 2变化为pH 3 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都为2的x y 前者浓度为0 01mol L 而后者大于0 01mol L 故中和至溶液为中性时 后者消耗碱的体积大 故选项C正确 答案 C 判断一种酸是强酸还是弱酸时 实质是看它在水溶液中的电离程度 若完全电离即为强酸 部分电离则为弱酸 设计实验验证时注意等物质的量浓度和等pH的两种酸的性质差异 验证时常用的方法有 1 相同条件下 比较两种酸溶液的导电性 2 配制一定浓度的酸 测其pH 3 将一定pH的酸溶液稀释100倍 测定pH的变化 4 配制一定浓度的某酸的强碱盐溶液 测定其pH 3 下列说法正确的是 A 相同温度下 硫酸溶液的导电能力应强于醋酸溶液的导电能力B NaCl溶于水后发生电离 属化学变化C CuSO4溶液导电时要伴随化学变化D CO2水溶液的导电能力较弱 CO2是弱电解质 解析 溶液导电能力强弱主要取决于溶液中离子浓度大小和离子电荷多少 硫酸溶液导电能力不一定比醋酸溶液强 A错 电离没有新物质生成 不是化学变化 B错 CuSO4溶液导电 溶液中的离子在两极上分别发生氧化 还原反应 C对 CO2水溶液导电能力弱是因为与水反应生成弱电解质H2CO3 CO2是非电解质 D错 答案 C 4 下列说法正确的是 恰好中和10mL0 1mol L 1盐酸与100mL0 01mol L 1醋酸所需NaOH物质的量不同 常温下 体积相同 pH相等的盐酸和硫酸溶液中 H 的物质的量相等 常温下 pH 3的醋酸溶液中c H 与pH 11的氨水中的c OH 相等 常温下 锌与pH 4的盐酸反应比跟pH 3的醋酸溶液反应强烈A B C D 解析 由于盐酸和醋酸的物质的量相等 故所需NaOH的物质的量相同 醋酸中c H 比盐酸中c H 大 错误 答案 C 1 外界条件对水电离的影响 1 促进水的电离 升高温度水的电离程度增大 H 和OH 浓度同等程度的增大 KW增大 但水溶液的酸碱性不变 加入可水解的盐水的电离程度增大 若盐水解呈酸性 c H c OH 若盐水解呈碱性 c H c OH 但溶液中KW不变 2 抑制水的电离 加入酸由于H 浓度增大 使水的电离平衡左移 c H c OH 溶液呈酸性 加入碱由于OH 浓度增大 使水的电离平衡左移 c OH c H 溶液呈碱性 2 水电离出的c H 或c OH 的计算 25 时 1 中性溶液 c H c OH 1 0 10 7mol L 2 溶质为酸的溶液H 来源于酸电离和水电离 而OH 只来源于水 如计算pH 2的盐酸中水电离出的c H 方法是先求出溶液中的c OH 10 12mol L 即水电离出的c H c OH 10 12mol L 3 溶质为碱的溶液OH 来源于碱电离和水电离 而H 只来源于水 如pH 12的NaOH溶液中 c H 10 12mol L 即水电离产生的c OH c H 10 12mol L 4 水解呈酸性或碱性的盐溶液H 和OH 均由水电离产生 如pH 2的NH4Cl溶液中由水电离出的c H 10 2mol L c OH 10 12mol L是因为部分OH 与部分NH结合了 pH 12的Na2CO3溶液中由水电离出的c OH 10 2mol L 4 例3 2011 辽宁省重点中学模拟 现有常温下的四种溶液 0 01mol L的醋酸溶液 0 01mol LHCl pH 12的氨水 pH 12的NaOH溶液 下列说法正确的是 a 水的电离程度 中最小 中最大b 水的电离程度 中最大 相等c 将 等体积混合 所得的溶液中由水电离出来的c OH 1 10 7mol L d 将 等体积混合 所得的溶液中由水电离出来的c OH 1 10 7mol LA aB bC bcD bd 答案 C 名师精析 中c H 0 01mol L 中c H 0 01mol L 中c OH 0 01mol L 因此 对水的电离抑制最小 对水的电离抑制相同 即 中水的电离程度最大 中水的电离程度相等 a错 b对 等体积混合 得到氨水和氯化铵的混合溶液 溶液显碱性 由水电离出的c OH 10 7mol L c对 等体积混合 得到醋酸铵和氨水的混合溶液 溶液显碱性 水的电离受到抑制 由水电离出的c OH 10 7mol L d错 溶液中的c H 和水电离出来的c H 是不同的 1 室温下水电离出的c H 1 10 7mol L 若某溶液中水电离出的c H 1 10 7mol L 则可判断出该溶液中加入酸或碱抑制了水的电离 若某溶液中水电离出的c H 1 10 7mol L 则可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了水的电离 2 室温下 溶液中的c H 1 10 7mol L 说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的盐溶液 溶液中的c H 1 10 7mol L 说明该溶液是碱溶液或水解显碱性的盐溶液 5 下列各离子 R R R2 R3 RH RH R表示不同的元素 都含有10个电子 其中能促进水的电离的是 A 仅有 B 仅有 C D 解析 这几种离子依次为 F Na Mg2 Al3 NH OH 可以促进水的电离 抑制水的电离 仅 不会破坏水的电离 D项正确 答案 D 4 6 在不同温度下的水溶液中c H 10 xmol L c OH 10ymol L x与y的关系如右图所示 请回答下列问题 1 曲线 代表的温度下 水的离子积为 曲线 所代表的温度 填 高于 低于 或 等于 曲线 所代表的温度 你判断的依据是 2 曲线 所代表的温度下 0 01mol L的NaOH溶液的pH为 答案 1 1 10 12高于曲线 所代表的温度下水的离子积比曲线 小 由于水的电离过程是吸热过程 温度越高 离子积越大 故曲线 代表的温度低 2 10 弱电解质的电离平衡及平衡移动 是历年高考热点 主要考查溶液的导电性 弱电解质的电离平衡 外界条件对电离平衡的影响以及溶液的酸碱性 把这些理论知识与探究实验结合是今后命题的趋势 能很好考查学生的发散思维能力 例 2011 北京宣武区高三统考 某化学小组为比较盐酸和醋酸的酸性 设计了如下实验方案 装置如图 夹持仪器略 实验方案 在两试管中分别加入过量镁条 同时将两注射器中的溶液注入相应试管中 观察产生氢气的速率和体积 1 盐酸与镁反应的离子方程式为 2 在上述实验方案中有一明显欠缺 该欠缺是 3 在欠缺已经得到改正的方案下 反应起始时 产生氢气的速率关系应是 最终产生氢气体积的关系应是 4 实验中产生的氢气体积比理论值高 可能原因是 5 通过比较起始反应的速率可以得出的结论是 6 除上述方法外 还可以通过其他方向比较盐酸和醋酸的酸性 请写出其中的一种方法 解析 2 题干中没有指明盐酸与醋酸的浓度相等 因此无法通过观察产生氢气的速率和体积判定两种酸的酸性强弱 3 当两种酸的浓度相同时 体积均为2mL的两种酸的物质的量相等 与过量镁粉反应放出的H2的体积相同 但盐酸中c H 大于醋酸 故产生氢气的速率较大 4 金属与酸的反应是放热反应 过量的镁与热水反应能够产生部分氢气 5 通过比较起始反应的速率可知 等物质的量浓度的盐酸酸性强于醋酸 6 其它方法有 测定同浓度盐酸和醋酸的pH pH小的为盐酸 在相同条件下 测定两种酸的导电能力 导电能力强的为盐酸 将相同pH的两种酸稀释100倍 pH变化较大的为盐酸 其它合理答案均可 答案 1 Mg 2H Mg2 H2 2 没有说明两种酸的浓度相等 3 盐酸的快 醋酸的慢相等 4 反应放热 过量镁与水反应 5 盐酸酸性比醋酸强 6 测定同浓度盐酸和醋酸的pH 某他合理答案均可 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全