2019年高考化学一轮复习 专题8.1 弱电解质的电离平衡（讲）.doc

专题8.1 弱电解质的电离平衡 1、巩固对电解质、强弱电解质概念的理解。2、了解弱电解质电离平衡的建立及移动的影响因素。3、能对溶液的导电能力判断及对强弱酸碱进行比较。4、了解电离平衡常数的含义及应用。 一、强电解质与弱电解质 （一）电解质和非电解质电解质：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。非电解质：在水溶液里和熔融状态下不能导电的化合物。【注意】1、电解质和非电解质的范畴都是化合物，所以单质既不是电解质也不是非电解质。2、化合物为电解质，其本质是自身能电离出离子，有些物质溶于水时所得溶液也能导电，但这些物质自身不电离，而是生成了一些电解质，则这些物质不属于电解质。如：SO2、SO3、CO2、NO2等。3、常见电解质的范围：酸、碱、盐、离子型氧化物。4、溶剂化作用：电解质溶于水后形成的离子或分子并不是单独存在的，而是与水分子相互吸引、相互结合，以“水合离子”或“水合分子”的形态存在，这种溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作用叫做溶剂作用。（二）强电解质和弱电解质强电解质：在溶液中能够全部电离的电解质。则强电解质溶液中不存在电离平衡。弱电解质：在溶液中只是部分电离的电解质。则弱电解质溶液中存在电离平衡。【注意】1、强、弱电解质的范围：强电解质：强酸、强碱、绝大多数盐弱电解质：弱酸、弱碱、水2、强、弱电解质与溶解性的关系：电解质的强弱取决于电解质在水溶液中是否完全电离，与溶解度的大小无关。一些难溶的电解质，但溶解的部分能全部电离，则仍属强电解质。如：BaSO4、BaCO3等。3、强、弱电解质与溶液导电性的关系：溶液的导电性强弱与溶液中的离子浓度大小有关。强电解质溶液的导电性不一定强，如很稀的强电解质溶液，其离子浓度很小，导电性很弱。而弱电解质溶液的导电性不一定弱，如较浓的弱电解质溶液，其电离出的离子浓度可以较大，导电性可以较强。4、强、弱电解质与物质结构的关系：强电解质一般为离子化合物和一些含强极性键的共价化合物，弱电解质一般为含弱极性键的化合物。5、强、弱电解质在熔融态的导电性：离子型的强电解质由离子构成，在熔融态时产生自由移动的离子，可以导电。而共价型的强电解质以及弱电解质由分子构成，熔融态时仍以分子形式存在，所以不导电。【规律总结】对比强、弱电解质强电解质 弱电解质定义在水溶液中或熔融状态下完全电离成离子的电解质在水溶液中或熔融状态下部分电离的电解质化合物类型离子化合物及具有强极性键的共价化合物某些具有弱极性键的共价化合物 电离程度完全电离部分电离电离过程不可逆过程，无电离平衡可逆过程，存在电离平衡溶液中存在的微粒(水分子不计)只存在电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子既存在电离出的阴、阳离子，又存在电解质分子实例绝大多数的盐(包括难溶性盐)强酸：H2SO4、HCl、HClO4等强碱：Ba(OH)2、Ca(OH)2等CH3COOH等弱酸：H2CO3、弱碱：NH3H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等电离方程式KNO3=KNOH2SO4=2HSONH3H2ONHOHH2SHHSHSHS2 【典型例题1】【广东北师大东莞石竹附属学校2019届高三9月月考】下列说法不正确的是 （ ）将BaSO4放入水中其溶液不能导电，所以BaSO4是非电解质氨溶于水得到的氨水能导电，所以氨水是电解质固态共价化合物不导电，熔融态的共价化合物可以导电固态离子化合物不导电，熔融态的离子化合物也不导电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A 仅 B 仅 C 仅 D 【答案】D 【点评】电解质是指在水溶液或熔融状态下能导电的化合物，注意导电有条件，水溶液或熔融状态二者其一即可。电解质必须是化合物，单质或混合物不是电解质。溶液导电是本身电离造成的，如二氧化碳或二氧化硫或氨气，其水溶液导电，是因为发生了化学反应生成其他化合物，但二氧化硫或二氧化碳或氨气是非电解质。【迁移训练1】【江苏东台创新学校2019届高三9月月考】下列说法正确的是 （ ）A 水是弱电解质B NaHCO3的电离方程式为NaHCO3=Na+H+CO32-C KClO3和SO3溶于水后能导电，故KClO3和SO3为电解质D BaSO4的水溶液不易导电，故BaSO4是弱电解质【答案】A 二、弱电解质的电离平衡1、电离平衡的定义弱电解质的电离平衡指在一定条件（温度、浓度）下，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时的状态。2、电离平衡的建立与特征 开始时，v(电离)最大，而v(结合)为0。平衡的建立过程中，v(电离)v(结合)。当v(电离)v(结合)时，电离过程达到平衡状态。【注意事项】理解弱电解质的电离平衡时需注意以下方面：（1）电离方程式中用“ ”，如：CH3COOHCH3COO-+H+。（2）从导电实验可知，弱电解质少部分电离，大部分以分子形式存在，决定了它在离子方程式书写中保留分子形式。如醋酸和烧碱溶液中和反应的离子方程式应写成：CH3COOH+OH= CH3COO+H2O。（3）导电性强弱与电解质强弱的关系：电解质的强弱由物质内部结构决定，电解质的强弱在一般情况下影响着溶液导电性的强弱。导电性强弱是由溶液离子浓度大小决定的。如果某强电解质溶液浓度很小，那么它的导电性可以很弱，而某弱电解质虽然电离程度很小，但如果浓度较大时，该溶液的导电能力也可以较强。因此，强电解质溶液的导电能力不一定强，弱电解质的导电能力也不一定弱。2、电离平衡常数（1）概念：在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，溶液中电离所产生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，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K表示（酸用Ka表示，碱用 Kb表示）。（2）表示方法：ABA+B- K= 一元弱酸HA的电离常数：根据HAHA，可表示为Ka。一元弱碱BOH的电离常数：根据BOHBOH，可表示为Kb。（3）K的意义：K值越大，表示该电解质较易电离，所对应的弱酸弱碱较强。从Ka或Kb的大小，可以判断弱酸和弱碱的相对强弱，例如弱酸的相对强弱： H2SO3（Ka1=1.510-2） H3PO4（Ka1=7.510-3）HF（Ka=7.210-4） HNO2（Ka1=4.610-4） HCOOH（Ka=1.810-4） CH3COOH（Ka=1.810-5） H2CO3（Ka1=4.310-7） H2S（Ka1=9.110-8）（4）影响K值大小的因素（5）多元弱酸的电离。多元弱酸是分步电离的，且越向后的电离越困难，其电离出来的离子浓度也越小，酸性主要由第一步电离决定。如 H3PO4的电离：第一步电离：H3PO4H+H2PO K1第二步电离：H2POH+HPO (较难) K2第三步电离：HPOH+PO （困难） K3显然： K1K2K3。在磷酸溶液中，由H3PO4电离出来的离子有H+、H2PO、HPO、PO等离子其离子浓度的大小关系为：c(H+)c(H2PO)c(HPO)c(PO) 。3、电离度弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数的百分率，称为电离度。常用表示：=100%【典型例题2】【云南峨山彝族自治县一中2018届高三第四次模拟】在相同温度时，100 mL 0.01 mol/L的醋酸溶液与10mL 0.l mol/L的醋酸溶液相比较，下列数值前者大于后者的是 （ ）A 中和时所需NaOH的量 B 与Mg反应的起始速率C OH-的物质的量浓度 D 溶液中【答案】C【解析】A中和时所需NaOH的量与醋酸的物质的量成正比，n(CH3COOH)=0.01mol/L0.1L=0.1mol/L0.01L=0.001mol，两种酸的物质的量相等，则消耗的NaOH相等，故A错误；B反应速率与氢离子浓度成正比，前者醋酸溶液中c(H+)前者小于后者，所以开始与镁反应速率：前者小于后者，故B错误；C醋酸溶液中c(OH-)与溶液中c(H+)成反比，溶液中c(H+)前者小于后者，所以c(OH-)前者大于后者，故C正确；D溶液中=Ka，电离平衡常数只与温度有关，温度不变，电离平衡常数不变，故D错误；故选C。【点评】明确弱电解质电离程度与浓度关系、电离平衡常数影响因素等知识点是解本题关键。注意A中消耗的NaOH的量与最终酸电离出的n(H+)成正比，与酸的浓度、电解质强弱都无关。【迁移训练2】【广西贺州平桂高级中学2019届高三摸底】下列关于电离常数（K）的说法正确的是 （ ）A 电离平衡常数只与温度有关，升高温度，K值减小B 电离常数K与温度无关C 电离常数（K）越小，表示弱电解质的电力能力越弱D 多元弱酸各步电离常数相互关系为K1K2K3【答案】C 三、影响电离平衡的因素1、内因 弱电解质本身的性质，如常温下K(HF)K(CH3COOH)。2、外因 以CH3COOHCH3COO-+H+为例（1）温度 弱电解质的电离过程一般是吸热的，温度越高，电离程度越大。如升高温度，电离平衡向右移动，CH3COOH电离程度增大，c(H+)、c(CH3COO-)增大。（2）浓度在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，越易电离。如加水稀释CH3COOH溶液，电离平衡向右移动，电离程度增大。n(CH3COO-)、n(H+)增大，但c(CH3COO-)、c(H+)减小。（3）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，电离平衡向逆反应方向移动。例如 0.1 mol/L的醋酸溶液中存在如下平衡CH3COOHCH3COO-+H+。加入少量CH3COONa固体或HCl，由于增大了c(CH3COO-)或c(H+)，使CH3COOH的电离平衡向逆反应方向移动。前者使c(H+)减小，后者使c(H+)增大。（4）化学反应 在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时，可使电离平衡向电离的方向移动。例如，在CH3COOH溶液中加入NaOH或Na2CO3溶液，由于OH-+H+=H2O、CO+2H+= H2O+CO2，使c(H+)减小，平衡向着电离的方向移动。点拨 稀释弱电解质溶液时，平衡移动的方向易误判为逆向移动，把溶液中离子浓度的减小误认为是电离平衡逆向移动造成的，实际上稀释才是造成溶液中离子浓度减小的主要因素。【总结】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：实例(稀溶液)CH3COOHHCH3COOH0改变条件平衡移动方向n(H)c(H)导电能力Ka加水稀释向右增大减小减弱不变加入少量冰醋酸向右增大增大增强不变通入HCl(g)向左增大增大增强不变加NaOH(s)向右减小减小增强不变加入镁粉向右减小减小增强不变升高温度向右增大增大增强增大加CH3COONa(s)向左减小减小增强不变 【典型例题3】【北京通州区2018届高三二模】室温下，向10 mL pH3的CH3COOH溶液中加入下列物质，对所得溶液的分析正确的是 （ ）加入的物质对所得溶液的分析A90 mLH2O由水电离出的c(H+)10-10 molL1B0.1 mol CH3COONa固体c(OH-)比原CH3COOH溶液中的大C10 mL pH1的H2SO4溶液CH3COOH的电离程度不变D10 mL pH11的NaOH溶液c(Na+)c(CH3COO)c(OH-)c(H+)A A B B C C D D【答案】B 【点评】本题考查弱电解质的电离平衡及影响平衡移动的因素。由于弱电解质是部分电离的，故溶液中离子浓度小于分子浓度，当外界条件改变时，弱电解质的电离平衡会发生移动，可依据化学平衡移动原理进行分析；加水稀释或增大弱电解质的浓度，都使电离平衡向电离的方向移动，但加水稀释时弱电解质的电离程度增大，而增大浓度时弱电解质的电离程度减小。【迁移训练3】【广东汕头2018届高三3月模拟】氢硫酸中存在电离平衡：H2SH+HS-和HS-H+S2-。已知酸式盐NaHS溶液呈碱性，若向10ml浓度为0.1mol/L的氢硫酸中加入以下物质，下列判断正确的是 （ ）A 加水，会使平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大B 加入20ml浓度为0.1mol/L NaOH溶液，则c(Na+)=c(HS-)+c(H2S)+2c(S2-)C 通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液pH值始终增大D 加入10ml浓度为0.1mol/L NaOH溶液，则c(Na+)c(HS-)c(OH)c(H+)c(S2-)【答案】D 考点一：电离平衡常数及应用根据酸碱的电离常数大小可进行以下判断：1、判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO。2、判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性(或酸性)越弱。3、判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。4、判断微粒浓度比值的变化。弱电解质加水稀释时，能促进弱电解质的电离，溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化，但电离常数不变，考题中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如：0.1 mol/L CH3COOH溶液中加水稀释，加水稀释时，c(H)减小，K值不变，则增大。【典型例题4】【辽宁师大附中2018届高三上期中】化学平衡常数K、弱电解质的电离平衡常数Ka或Kb及溶度积常数Ksp是高中化学中常见的几种常数。它们都能反映相应的可逆变化进行的程度，下列关于以上常数的说法正确的是 （ ）A 若改变条件使可逆反应平衡右移，则达到新的平衡时的平衡常数K一定增大B 一定温度下，在a molL1的饱和石灰水中加入适量的b molL1 CaCl2溶液(ba)，则一定有Ca(OH)2析出C 相同温度时，CH3COOH的电离平衡常数Ka与NH3H2O的电离平衡常数Kb相等，所以CH3COONH4的水溶液显中性D 升高温度，以上常数均增大【答案】C 【点评】本题考查电解质溶液中有关离子平衡常数的理解，解答时需抓住各常数的意义以及影响因素分析。本题的易错点为B，容易忽视混合后溶液体积变化引起c(OH-)的变化而错选。【迁移训练4】【重庆綦江中学2018届高三适应性考试】常温下，将pH=a的NaOH溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合后，两者恰好完全反应，则该温度下醋酸的电离平衡常数约为 （ ）A 1014-a-2b B 10 a+b-14 C 10a-2b D 10a-2b+14【答案】A【解析】pH=b的醋酸溶液中c(H+)=c(CH3COOO-)=10-bmol/L，pH=a的NaOH溶液中c(OH-)=c(NaOH)=10a-14mol/L,将两者等体积混合，恰好完全反应，则说明醋酸的物质的量浓度等于NaOH的物质的量浓度，c(CH3COOH)约为10a-14mol/L,故该温度下醋酸的电离平衡常数为1014-a-2b 。答案选A。 考点二：弱电解质的判断及应用1、强酸与弱酸的性质比较浓度均为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HA1。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。（2）实验设计思路：以证明某酸(HA)是弱酸为例实验方法结论（1）测0.01 mol/L HA的pHpH=2，HA为强酸pH2，HA为弱酸（2）室温下测NaA溶液的pHpH=7，HA为强酸pH7，HA为弱酸（3）相同条件下，测相同浓度的HA和HCl(强酸)溶液的导电性若导电性相同，HA为强酸；若HA导电性比HCl弱，HA为弱酸（4）测定同pH的HA与HCl稀释相同倍数前后的pH变化若pH(HA)=pH(HCl)，HA为强酸；pH(HA)pH(HCl)，HA为弱酸（5）测定等体积、等pH的HA和盐酸分别与足量锌反应产生H2的快慢及H2的量若反应过程中HA产生H2较快且最终产生H2较多，则HA为弱酸（6）测定等体积、等pH的HA和盐酸中和碱的量若耗碱量相同，HA为强酸；若HA耗碱量大，则HA为弱酸 【典型例题5】【浙江“七彩阳光”联盟2018届高三上期中】室温下，关于pH=3 的盐酸和醋酸，下列说法正确的是 （ ）A 等体积的两溶液，导电能力是盐酸强B 等体积的盐酸和醋酸溶液加水稀释10倍后，c(Cl- )c(CH3COO-)C 将pH=3 的醋酸溶液稀释后，溶液中所有离子的浓度均降低D 中和等体积等浓度的NaOH 溶液，醋酸消耗的体积多【答案】B 【点评】同pH的强酸和弱酸的比较题型属于难点和易错点，要把握两种溶液的相同点和不同点。相同pH的盐酸和醋酸，相同点是：氢离子浓度相同，与金属单质、碱反应起始速率相同；不同点是：醋酸是弱酸，只发生微弱的电离，溶液中还存在大量的醋酸分子没有发生电离，即醋酸的浓度大于盐酸，在稀释和反应时，醋酸会边反应边电离，那么反应过程中醋酸的速率大于盐酸，相同体积的酸，醋酸中和能力更强。【迁移训练5】【2018年10月1日 每日一题一轮复习-强弱电解质的判断方法】下列事实中，能说明MOH是弱碱的有 （ ）0.1 molL1 MOH溶液可以使酚酞试液变红0.1 molL1 MCl溶液呈酸性0.1 molL1 MOH溶液的导电能力比0.1 molL1 NaOH溶液弱等体积的0.1 molL1 MOH溶液与0.1 molL1 HCl溶液恰好完全反应A B C D 【答案】B【解析】0.1 molL1 MOH溶液可以使酚酞试液变红说明其能电离出氢氧根离子，而不能说明电离程度，所以不能证明其为弱电解质，故错误；0.1 molL1 MCl溶液呈酸性，说明其为强酸弱碱盐，阳离子水解而导致溶液显酸性，则说明碱为弱电解质，故正确；0.1 molL1 MOH溶液的导电能力比0.1 molL1 NaOH溶液弱，说明溶液中离子浓度较小，说明MOH部分电离，故正确；等体积的0.1 molL1 MOH溶液与0.1 molL1 HCl溶液恰好完全反应，如论是强碱还是弱碱，都恰好完全反应，故错误。故选B。