2019-2020年高考化学一轮复习 第八章 第1讲 弱电解质的电离平衡.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 第八章 第1讲 弱电解质的电离平衡考纲要求1.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。2.了解电离平衡常数。考点一弱电解质的电离平衡1弱电解质(1)概念(2)与化合物类型的关系强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物，弱电解质主要是某些共价化合物。2弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。(2)电离平衡的特征(3)外界条件对电离平衡的影响内因：弱电解质本身的性质。外因：浓度、温度、加入试剂等。(4)电离过程是可逆过程，可直接用化学平衡移动原理分析电离平衡。以0.1 molL1CH3COOH溶液为例：CH3COOHCH3COOH(正向吸热)。实例(稀溶液)CH3COOHHCH3COO H0改变条件平衡移动方向n(H)c(H)导电能力Ka加水稀释增大减小减弱不变加入少量冰醋酸增大增大增强不变通入HCl(g)增大增大增强不变加NaOH(s)减小减小增强不变加入镁粉减小减小增强不变升高温度增大增大增强增大加CH3COONa(s)减小减小增强不变深度思考1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？答案都不一定。如对于CH3COOHCH3COOH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。2稀释一弱电解质溶液时，所有粒子浓度都会减小吗？答案不是所有粒子浓度都会减小。对于弱酸或弱碱溶液，只要对其稀释，电离平衡均会发生右移，例如HA溶液稀释时，c(HA)、c(H)、c(A)均减小(参与平衡建立的微粒)；平衡右移的目的是为了减弱c(H)、c(A)的减小，但c(OH)会增大。3判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)强电解质溶液中不存在溶质分子，弱电解质溶液中存在溶质分子()(2)氨气溶于水，当c(OH)c(NH)时，表明NH3H2O电离处于平衡状态()(3)弱电解质一定是共价化合物()(4)由0.1 molL1一元碱BOH的pH10，可知溶液中存在BOH=BOH()答案(1)(2)(3)(4)解析(2)NH3H2ONH3H2ONHOH，NH3H2O电离出的c(OH)与c(NH)永远相等，不能表明NH3H2O电离处于平衡状态；(3)某些离子化合物是弱电解质，如(CH3COO)2Pb等；(4)由于OH的浓度小于0.1 molL1，所以BOH应属于弱碱，其电离应为BOHBOH。4分别画出冰醋酸和0.1 molL1的醋酸加水稀释时导电能力的变化图。答案.题组一改变条件，平衡移动，判结果变化1将浓度为0.1 molL1 HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是()Ac(H) BKa(HF)C. D.答案D解析HF为弱酸，存在电离平衡：HFHF。根据勒夏特列原理：当改变影响平衡的一个条件，平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动，但平衡的移动不能完全消除这种改变，故加水稀释，平衡正向移动，但c(H)减小，A错误；电离平衡常数只受温度的影响，温度不变，电离平衡常数Ka不变，B错误；当溶液无限稀释时，c(F)不断减小，但c(H)接近107 molL1，所以减小，C错误；，由于加水稀释，平衡正向移动，所以溶液中n(H)增大，n(HF)减小，所以增大，D正确。225 时，把0.2 molL1的醋酸加水稀释，则图中的纵轴y表示的是()A溶液中OH的物质的量浓度B溶液的导电能力C溶液中的DCH3COOH的电离程度答案B解析25 时，0.2 molL1的醋酸稀释过程中，随着水的加入溶液中OH的浓度增大(但不会超过107 molL1)，CH3COOH的电离程度增大，CH3COO数目增多，CH3COOH数目减少，但溶液中CH3COO的浓度减小，溶液的导电能力减弱。题组二平衡移动，结果变化，判采取措施3稀氨水中存在着下列平衡：NH3H2ONHOH，若要使平衡向逆反应方向移动，同时使c(OH)增大，应加入的物质或采取的措施是()NH4Cl固体硫酸NaOH固体水加热加入少量MgSO4固体A BC D答案C解析若在氨水中加入NH4Cl固体，c(NH)增大，平衡向逆反应方向移动，c(OH)减小，不合题意；硫酸中的H与OH反应，使c(OH)减小，平衡向正反应方向移动，不合题意；当在氨水中加入NaOH固体后，c(OH)增大，平衡向逆反应方向移动，符合题意；若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向正反应方向移动，但c(OH)减小，不合题意；电离属吸热过程，加热平衡向正反应方向移动，c(OH)增大，不合题意；加入MgSO4固体发生反应Mg22OH=Mg(OH)2，溶液中c(OH)减小，不合题意。4已知0.1 molL1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，要使溶液中c(H)/c(CH3COOH)的值增大，可以采取的措施是(双选)()A加少量烧碱溶液 B升高温度C加少量冰醋酸 D加水答案BD解析本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动，但A、C会使c(H)/c(CH3COOH)的值减小。考点二电离平衡常数1(1)填写下表弱电解质电离方程式电离常数NH3H2ONH3H2ONHOHKb1.7105CH3COOHCH3COOHCH3COOHKa1.7105HClOHClOHClOKa4.7108(2)CH3COOH酸性大于HClO酸性(填“大于”、“小于”或“等于”)，判断的依据：相同条件下，电离常数越大，电离程度越大，c(H)越大，酸性越强。(3)电离平衡常数的意义：弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。电离平衡常数越大，电离程度越大。多元弱酸的电离以第一步电离为主，各级电离平衡常数的大小差距较大。(4)外因对电离平衡常数的影响：电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与温度有关，与电解质的浓度无关，升高温度，K值增大，原因是电离是吸热过程。2碳酸是二元弱酸(1)电离方程式是H2CO3HHCO，HCOHCO。(2)电离平衡常数表达式：Ka1，Ka2。(3)比较大小：Ka1Ka2。深度思考1H2CO3的电离平衡常数Ka14.3107，Ka25.61011，它的Ka1、Ka2差别很大的原因(从电离平衡的角度解释)：_。答案第一步电离产生的H对第二步的电离起抑制作用2在Na2CO3中加醋酸产生CO2气体，试从电离平衡常数的角度解释原因已知：K(CH3COOH)1.7105；K(H2CO3)4.3107。：_。答案醋酸的电离平衡常数大，酸性强，较强的酸可制备较弱的酸题组一影响电离平衡常数的因素及其应用125 时，部分物质的电离平衡常数如表所示：化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.7105K14.3107 K25.610113.0108请回答下列问题：(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为_。(2)同浓度的CH3COO、HCO、CO、ClO结合H的能力由强到弱的顺序为_。(3)体积为10 mL pH2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离平衡常数_(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数；理由是_。答案(1)CH3COOHH2CO3HClO(2)COClOHCOCH3COO(3)大于稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的大，酸性强，电离平衡常数大解析电离平衡常数越大，酸性越强，电离平衡常数越小，其对应酸根离子结合H能力越强。(3)根据图像分析知道，起始时两种溶液中c(H)相同，故c(较弱酸)c(较强酸)，稀释过程中较弱酸的电离程度增大的多，故在整个稀释过程中较弱酸的c(H)一直大于较强酸的c(H)，稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的大，故HX酸性强，电离平衡常数大。题组二有关电离平衡常数的定量计算2碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH5.60，c(H2CO3)1.5105。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCOH的平衡常数K1_。(已知：105.602.5106)答案4.2107解析H2CO3HHCOK14.2107。3在25 下，将a molL1的氨水与0.01 molL1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH)c(Cl)，则溶液显_性(填“酸”、“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb_。答案中解析氨水与HCl等体积混合后的溶液中的电荷守恒关系式为c(NH)c(H)c(Cl)c(OH)，因c(NH)c(Cl)，故有c(H)c(OH)，溶液显中性。NH3H2O NH OH() molL1 molL1 107 molL1Kb。4常温下，将a molL1 CH3COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等体积的b molL1的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发)，用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数Ka_。答案解析由电荷守恒和物料守恒可得所以c(CH3COOH)c(Cl)CH3COOHCH3COOH molL1 () molL1 107 molL1Ka。考点三强酸与弱酸的比较浓度均为0.01 molL1的强酸HA与弱酸HBpH均为2的强酸HA与弱酸HBpH或物质的量浓度2pHHApHHB0.01 molL1c(HA)HBHAHB体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量HAHBHAHB体积相同时与过量活泼金属反应产生H2的量HAHBHAc(B)c(A)c(B)分别加入固体NaA、NaB后pH的变化HA：不变HB：变大HA：不变HB：变大加水稀释10倍后3pHHApHHB2溶液的导电性HAHBHAHB水的电离程度HAac(2)bac(3)cab(4)cab(5)abcabc(6)cab(7)cab解析解答本题要注意以下三点：HCl、H2SO4都是强酸，但H2SO4是二元酸；CH3COOH是弱酸，在水溶液中不能完全电离；醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COOH的电离平衡。2现有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是()序号pH111133溶液氨水氢氧化钠溶液醋酸盐酸A.中分别加入适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大B两溶液等体积混合，所得溶液中c(H)c(OH)C分别加水稀释10倍，四种溶液的pH DV1 L 与V2 L 混合，若混合后溶液pH7，则V1 V2答案D解析醋酸钠溶液显碱性，所以A正确，也可以从平衡移动角度分析，CH3COONa电离出的CH3COO：a.与盐酸中的H结合生成CH3COOH；b.使醋酸中平衡CH3COOHCH3COOH左移，两溶液中H浓度均减小，所以pH均增大；假设均是强酸强碱，且物质的量浓度相同，等体积混合后溶液呈中性，但醋酸是弱酸，其浓度远远大于，即混合后醋酸过量，溶液显酸性，c(H)c(OH)，B正确；分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么溶液的pH均为10，但稀释氨水使平衡NH3H2ONHOH右移，使pH10，同理醋酸稀释后pHV2，D错误。假设法进行有关量的大小比较在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的题目时，可以先假设所给物质全部是强电解质，再在此基础上结合电离平衡移动原理进行分析。如题 2中的C选项，分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么溶液的pH均为10，然后再根据平衡移动进行分析；再如D选项，假设均是强酸强碱，则V1V2，然后再根据弱碱的电离平衡及浓度进行分析。题组二判断弱电解质的方法3为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验：0.1 molL1醋酸溶液、0.1 molL1盐酸、pH3的盐酸、pH3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。(1)甲取出10 mL 0.1 molL1的醋酸溶液，用pH试纸测出其pHa，确定醋酸是弱电解质，则a应该满足的关系是_，理由是_。(2)乙分别取pH3的醋酸和盐酸各1 mL，分别用蒸馏水稀释到100 mL，然后用pH试纸分别测定两溶液的pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是_。(3)丙分别取pH3的盐酸和醋酸各10 mL，然后加入质量相同的锌粒，醋酸放出H2的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？_，请说明理由：_。(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞做实验，也论证了醋酸是弱酸的事实，该同学的实验操作和现象是_。答案(1)a1因醋酸是弱酸，不能完全电离(2)盐酸的pH5，醋酸的pH1。角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动，如pH1的CH3COOH加水稀释10倍后，1pH7。探究高考明确方向1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)25 时，用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH7，V醋酸VNaOH()(xx重庆理综，2B)(2)稀醋酸加水稀释，醋酸的电离程度增大，溶液的pH减小()(xx重庆理综，10B)(3)中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等()(xx福建理综，10C)(4)CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中的值减小()(xx江苏，11C)(5)室温下，对于0.10 molL1的氨水，加水稀释后，溶液中c(NH)c(OH)变大()(xx福建理综，8B)答案(1)(2)(3)(4)(5)2(xx山东理综，13)已知某温度下CH3COOH和NH3H2O的电离常数相等，现向10 mL浓度为0.1 molL1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中()A水的电离程度始终增大B.先增大再减小Cc(CH3COOH)与c(CH3COO)之和始终保持不变D当加入氨水的体积为10 mL时，c(NH)c(CH3COO)答案D解析A项，醋酸显酸性，水的电离平衡受到抑制，在滴加NH3H2O的过程中，酸性减弱，水的电离程度受到抑制的程度减小，电离程度增大，当CH3COOH反应完后，加入的NH3H2O会抑制水的电离，电离程度减小，故该选项错误；B项，在向醋酸中滴加氨水的过程中，碱性增强酸性减弱，c(OH)一直增大。由NH3H2ONHOH可知，K，则，而K是常数，故一直减小，该选项错误；C项，n(CH3COOH)与n(CH3COO)之和保持不变，但溶液的体积是增大的，故c(CH3COOH)与c(CH3COO)之和逐渐减小，该选项错误；D项，当加入氨水10 mL时，两者恰好完全反应生成CH3COONH4，由CH3COOH和NH3H2O的电离常数相等可知，CH3COO和NH的水解程度也相等，故c(NH)c(CH3COO)，该选项正确。3(xx上海，21)室温下，甲、乙两烧杯均盛有5 mL pH3的某一元酸溶液，向乙烧杯中加水稀释至pH4。关于甲、乙两烧杯中溶液的描述正确的是(双选)()A溶液的体积10V甲V乙B水电离出的OH浓度：10c(OH)甲c(OH)乙C若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和，所得溶液的pH：甲乙D若分别与5 mL pH11的NaOH溶液反应，所得溶液的pH ：甲乙答案AD解析本题考查弱电解质的电离和盐类水解。由题意原甲、乙两烧杯均盛有5 mL的溶液，向乙烧杯中加水稀释至pH4，若该酸为强酸则10V甲V乙，若为弱酸则10V甲乙，所以C错误；D中若分别与5 mL pH11的NaOH溶液反应，若为强酸，则甲乙，若为弱酸，所得溶液应为酸性，甲中浓度大，酸性强，pH小，所以甲乙。4(2011山东理综，14)室温下向10 mL pH3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少B溶液中不变C醋酸的电离程度增大，c(H)亦增大D再加入10 mL pH11的NaOH溶液，混合液pH7答案B解析醋酸加水稀释，促进电离，导电粒子的数目增加，故A错误；由于温度不变，电离平衡常数K不变，由于Kw不变，则题给比值不变，故B正确；醋酸加水稀释，电离程度增大，但c(H)变小，故C错误；加入10 mL pH11的NaOH溶液，醋酸过量，混合后溶液显酸性，故D错误。5(2011福建理综，10)常温下0.1 molL1醋酸溶液的pHa，下列能使溶液pH(a1)的措施是()A将溶液稀释到原体积的10倍B加入适量的醋酸钠固体C加入等体积0.2 molL1盐酸D提高溶液的温度答案B解析醋酸是弱酸，稀释10倍同时也促进了其电离，溶液的pH(a1)，A错误；醋酸根离子水解显碱性，向酸溶液中加入适量碱性溶液可以使pH增大1，B正确；盐酸完全电离，加入盐酸后溶液的pHa，C错误；升高温度促进醋酸的电离，溶液的pHa，D错误。6(xx大纲全国卷，9)相同体积、相同pH的某一元强酸溶液和某一元中强酸溶液分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是()答案C解析强酸完全电离，中强酸部分电离，随着反应的进行，中强酸会继续电离出H，所以溶液产生氢气的体积多，在相同时间内，的反应速率比快。7(xx重庆理综，13)pH2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下图所示。分别滴加NaOH溶液(c0.1 molL1)至pH7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则()Ax为弱酸，VxVyCy为弱酸，VxVy答案C解析由图知：将一元酸x和y分别稀释10倍，pH的变化量pHx1，pHy7，正确。425 时，有下列四种溶液：0.1 molL1氨水pH11氨水0.1 molL1盐酸pH3盐酸下列说法中正确的是()A稀释到原来的100倍后，pH与相同B等体积混合、等体积混合所得的溶液都呈酸性C中分别加入少量CH3COONa固体，的值都变小D稀释到原来的100倍后，稀释后溶液中的pH大答案D解析A选项，稀释后c(NH3H2O)0.001 molL1，氨水是弱电解质，c(OH)0.001 molL1，pH7，可证明HClO为弱酸b用pH试纸测量0.01 molL1HClO溶液的pH，若测得pH2，可证明HClO为弱酸c用仪器测量浓度均为0.1 molL1的HClO溶液和盐酸的导电性，若测得HClO溶液的导电性弱于盐酸，可证明HClO为弱酸(2)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。联氨溶于水可以发生与氨水类似的电离，试写出联氨在水溶液中的电离方程式：_(写一步即可)。NH在溶液中能发生水解反应。在25 时，0.1 molL1的氯化铵溶液由水电离出的氢离子浓度为1105molL1，则在该温度下此溶液中氨水的电离平衡常数Kb(NH3H2O)_。答案(1)c(K)c(SCN)c(OH)c(H)Na2CO3HClO=NaHCO3NaClOac(2)N2H4H2ON2HOH1105molL1解析(1)SCN水解溶液显碱性；由电离常数大小可知酸性强弱HSCNH2CO3HClOHCO，所以Na2CO3与过量HClO反应只能生成比HClO弱的HCO；b选项，HClO具有漂白性，不能用pH试纸测其pH，错误。(2)依据氨水电离方程式NH3H2ONHOH书写；首先写出Kb(NH3H2O)，然后分析NH4Cl溶液中的c(H)水电离出的c(H)1105molL1，溶液中c(OH)1109molL1；依据NHH2ONH3H2OH可知c(NH3H2O)c(H)1105molL1、c(NH)0.1 molL1c(NH3H2O)0.1 molL11105molL10.1 molL1，代入可得Kb(NH3H2O)1105molL1。7为了证明一水合氨(NH3H2O)是弱电解质，甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验：0.010 molL1氨水、0.1 molL1 NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞溶液、pH试纸、蒸馏水。(1)甲用pH试纸测出0.010 molL1氨水的pH为10，则认定一水合氨是弱电解质，你认为这一方法是否正确？_(填“正确”或“不正确”)，并说明理由：_。(2)乙取出10 mL 0.010 molL1氨水，用pH试纸测其pHa，然后用蒸馏水稀释至1 000 mL，再用pH试纸测其pHb，若要确认NH3H2O是弱电解质，则a、b值应满足什么关系？_(用等式或不等式表示)。(3)丙取出10 mL 0.010 molL1氨水，滴入2滴酚酞溶液，显粉红色，再加入少量NH4Cl晶体，颜色变_(填“深”或“浅”)。你认为这一方法能否证明NH3H2O是弱电解质？_(填“能”或“否”)，并说明原因：_。(4)请你根据所提供的试剂，再提出一个合理又简便的方案证明NH3H2O是弱电解质：_。答案(1)正确若是强电解质，则0.010 molL1氨水中c(OH)应为0.01 molL1，pH12(2)a2ba(3)浅能0.010 molL1氨水(滴有酚酞溶液)中加入氯化铵晶体后颜色变浅，有两种可能：一是氯化铵在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH使NH3H2O的电离平衡NH3H2ONHOH逆向移动，从而使溶液的pH降低。这两种可能均证明NH3H2O是弱电解质(4)取一张pH试纸，用玻璃棒蘸取0.1 molL1NH4Cl溶液，滴在pH试纸上，显色后跟标准比色卡比较测出pH，pH7(方案合理即可)解析(1)若NH3H2O是强电解质，则0.010 molL1氨水中c(OH)应为0.010 molL1，pH12。用pH试纸测出0.010 molL1氨水的pH为10，说明NH3H2O没有完全电离，应为弱电解质。(2)若NH3H2O是强电解质，用蒸馏水稀释至1 000 mL，其pHa2。因为NH3H2O是弱电解质，不能完全电离，a、b应满足a2ba。(3)向0.010 molL1氨水中加入少量NH4Cl晶体，有两种可能：一是氯化铵在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH使NH3H2O的电离平衡NH3H2ONHOH逆向移动，从而使溶液的pH降低，这两种可能均会使溶液颜色变浅，可证明NH3H2O是弱电解质。(4)NH4Cl为强酸弱碱盐，只需检验NH4Cl溶液的酸碱性，即可证明NH3H2O是弱电解质还是强电解质。