2019-2020年苏教版高中化学选修4《弱电解质的电离平衡》学案1.doc

2019-2020年苏教版高中化学选修4弱电解质的电离平衡学案1问题导入 在其他条件不变时，改变CH3COOH溶液的温度，溶液导电能力有何变化？答案：其他条件不变，升高温度，电解质溶液的导电能力增强。电解质溶液浓度增大，其水溶液中的离子浓度增大，导电能力增强。基础知识1.弱电解质溶于水后，在_作用下，弱电解质电离成_；同时，一部分离子又结合成_。弱电解质在水溶液中的电离是一个_过程。如醋酸的电离可表示为_；NH3H2O的电离表示为_。答案：水分子 离子 弱电解质分子 可逆 CH3COOHCH3COO-+H+ NH3H2O+OH-2.在一定温度下，当弱电解质在水溶液中电离达到_时，电离并没有停止。此时弱电解质分子_的速率等于离子相互结合成_的速率，溶液中_、_的浓度都不再发生变化，达到了电离平衡。答案：最大程度 电离成离子 弱电解质分子 分子 离子3.在一定温度下，当醋酸达到_时，_是一个常数，称为醋酸的电离平衡常数。通常用_来表示弱酸的电离平衡常数，用_来表示弱碱的电离平衡常数。弱电解质的电离平衡常数不随弱电解质溶液_的变化而变化，而_与溶液浓度有关。一般情况下，弱电解质溶液浓度越大，电离度越大。电离度又可表示为_。答案：电离平衡 Ka Kb 浓度 电离度 100%4.水的电离方程式为_，水的电离平衡常数为_，在一定温度下，_和_中c（H2O）可视为定值，因此有_KW被称为水的离子积常数。25 时，KW为1.010-14。答案：2H2OH3O+OH- K= 纯水 稀溶液 KW=Kc（H2O）=c（H+）c（OH-）5.弱电解质的电离是一个_热过程，升温会促使电离平衡向_的方向移动，电离平衡常数_。在一定温度下，当弱电解质浓度相同时，电离平衡常数越大，电离程度_。答案：吸 电离 增大 越大课堂互动三点剖析重点1 影响弱电解质电离平衡的因素1.以0.1 molL-1的CH3COOH为例（CH3COOHH+CH3COO-），当改变条件，其平衡移动方向、Ka、n（H+）、导电性变化如下表所示：平衡移动方向平衡常数KaH+物质的量n（H+）H+浓度c(H+)导电性电离度加水稀释右移不变增大减小减弱增大加冰醋酸左移不变增大增大增强减小升 温右移增大增大增大增强增大加CH3COONa左移不变减小减小增强减小加NaOH右移不变减小减小增强增大加冰醋酸左移不变增大增大增强减小2.影响电离平衡的因素（1）浓度：减小溶液的浓度，电离程度增大；增加溶液浓度，电离程度减小。（2）温度：电离过程是一个吸热过程。故有升高温度，电离程度增大；降低温度，电离程度减小。（3）外加试剂：向弱酸（弱碱）溶液中加入强酸（强碱），则抑制电离；向弱酸或弱碱溶液中加入能够与其自己电离出来的某种离子发生化学反应的物质时，就可使其电离平衡向电离的方向移动。【例1】 化合物HIn在水溶液中因存在以下电离平衡，故可用作酸碱指示剂HIn（溶液）H+（溶液）+In-（溶液）红色 黄色浓度为0.02 molL-1的下列各溶液中能使指示剂显红色的是（ ）盐酸 石灰水 NaCl溶液 NaHSO4溶液 NaHCO3溶液 氨水A. B. C. D.解析：要使指示剂显红色，以上平衡要向逆反应方向移动。加入HCl、NaHSO4后溶液中氢离子浓度大大增加，即增加了生成物浓度，电离平衡向逆反应方向移动，使指示剂显红色。加入石灰水、氨水促使电离平衡向电离方向移动，加入水冲释使弱电解质的电离度增大，电离平衡向电离方向移动。所以加水、氨水、石灰水溶液显黄色。答案：C重点2 电离平衡常数1.定义：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。这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用Ka来表示（一般酸的电离常数用Ka表示，碱的电离常数用Kb表示）。2.电离常数的意义：电离常数数值的大小，可以估算弱电解质电离的趋势。K值越大，电离程度越大，酸性越强。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO3.电离常数的影响因素（1）电离常数随温度而变化，但由于电离过程热效应较小，温度改变对电离常数影响不大，其数量级一般不变，所以室温范围内可忽略温度对电离常数的影响。（2）电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关，同一温度下，不论弱酸、弱碱的浓度如何变化，电离常数是不会改变的。【例2】 25 时，在0.5 L 0.2 molL-1的HA溶液中，有0.01 mol的HA电离成离子。求该温度下HA的电离常数。解析：该溶液中A-和H+的平衡浓度为0.01 mol/0.5 L=0.02 molL-1。据电离方程式HAA-+H+推知HA分子的平衡浓度为0.2 molL-1-0.02 molL-1=0.18 molL-1。HA的电离常数K=c（H+）c（A-）/c（HA）=0.020.02/0.18=2.2210-3.答案：2.2210-3难点 水的电离1.水的电离特点（1）水分子与水分子之间相互作用而引起电离的发生。（2）通常只有极少数水分子发生电离。（3）由水分子电离出的H+和OH-数目相等。（4）从水的电离方程式可以看出，水既可以看成是一元弱酸，又可以看成是一元弱碱。（5）水的电离过程是可逆的、吸热的。2.水的离子积（1）任何水溶液中均存在着H+和OH-。水的离子积是水电离平衡时具有的性质，不仅适用于纯水，也适用于其他稀的水溶液。如酸、碱、盐溶液中都有KW=c（H+）c(OH-)=110-14(常温)。其中c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中的c(H+)和c(OH-)。（2）KW是温度的函数，与c(H+)、c(OH-)的变化无关。从电离平衡的角度来看，水的电离是吸热的，故升高温度，水的电离平衡向电离方向移动，c(H+)和c(OH-)都增大，KW也增大，反之，则减小。即温度升高，KW增大；温度降低，KW减小。如100 时，KW=110-12。若未注明温度，一般认为是常温。【例3】 下列说法正确的是（ ）A.HCl溶液中无OH-B.NaOH溶液中无H+C.NaCl溶液中既无OH-也无H+D.常温下，任何物质的水溶液中都有H+和OH-，且KW=c(H+)c(OH-)=10-14解析：纯水和稀溶液中，KW=c(H+)c(OH-),H+和OH-都存在。在25 时，KW=c(H+)c(OH-)=10-14。所以A、B、C三项错，D项对。答案：D启示：在中学阶段，纯水和水溶液中的KW的值是相等的，但只有25 时，KW=10-14。各个击破类题演练1在含有酚酞的0.1molL-1氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液颜色（ ）A.变蓝色 B.变深 C.变浅 D.不变解析：氨水中存在的平衡：NH3+H2ONH3H2O+OH-。加入少量NH4Cl晶体后，NH4Cl+Cl-,使浓度增大，平衡向左移动，OH-浓度减少，酚酞溶液颜色变浅。所以答案为C。答案：C类题演练2把0.05 mol NaOH固体分别加入下列100 mL液体中，溶液的导电能力变化不大的是（ ）A.H2O B.0.5 molL-1盐酸 C.0.5 molL-1醋酸 D.0.5 molL-1氯化铵溶液解析：溶液的导电能力大小与溶液中自由移动离子浓度的大小、离子所带的电荷数多少有关，自由移动离子浓度越大，溶液导电能力越强，离子所带的电荷数越多，溶液的导电能力也越强。A项中，水是弱电解质，加入NaOH，将产生大量的Na+和OH-，溶液的导电能力显著增强。B项中，原来溶液中c(H+)=c(Cl-)=0.5 molL-1，加入NaOH后发生中和反应，反应后溶液中c(Na+)=c(Cl-)=0.5 molL-1，自由移动离子浓度基本不变，溶液的导电能力基本不变。C项中，加入NaOH后，发生反应CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O，使溶液中c(CH3COO-),c(Na+)增大，溶液的导电能力明显增强。D项中，加入NaOH后发生反应+OH-=NH3H2O，但溶液中c（Na+）、c(Cl-)与加入前的c()、c(Cl-)几乎相同，因而溶液的导电能力变化不大。答案：BD变式训练1(xx山东高考，11)在0.1 molL-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COO-+H+对于该平衡，下列叙述正确的是 （ ）A.加入水时，平衡向逆反应方向移动B.加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动C.加入少量0.1 molL-1HCl溶液，溶液中c(H+)减小D.加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动解析：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。A加入水时，溶液的浓度减小，电离程度增长，即平衡向正方向移动；B加入NaOH与H+反应，c(H+)变小，平衡向正方向移动；C加入HCl时c(H+)变大，平衡向其减小的方向（也就是逆方向）移动，但最终c(H+)比未加HCl前还是要大；D加入CH3COONa，c(CH3COO-)增大，平衡向逆方向移动。答案：B变式训练2常温下用水稀释0.1 molL-1的醋酸时，溶液中随着水量的增加而减小的是（ ）A.c(H+)/c(CH3COOH) B.c(CH3COOH)/c（H+）C.c（H+）和c(OH-)的乘积 D.H+的物质的量解析：本题考查的是醋酸稀释后溶液中粒子的变化情况，涉及浓度对电离平衡的影响和水的离子积的影响因素。水的离子积只受温度影响，所以C选项不正确。用水稀释醋酸时，促进醋酸的电离，使CH3COO-和H+的物质的量均增加，CH3COOH物质的量减小，但由于溶液体积增大的幅度大，所以c(H+)、c(CH3COOH)、c(CH3COO-)都减小，但c(CH3COOH)减小比c(H+)减小得快。故选B。答案：B类题演练3下列条件的变化对醋酸电离常数产生影响的是（ ）A.增大醋酸浓度 B.向溶液中加水C.增大压强 D.升高温度解析：电离常数只与物质本身性质和温度有关。答案：D变式训练3已知三种酸HA、HB、HC的电离常数分别为a、b、c，且abc,则对相同浓度的酸溶液叙述正确的是（ ）A.HC的电离度最大 B.HA溶液酸性最强C.HC溶液酸性最强 D.三种溶液中酸的电离程度：HAHBHC解析：相同条件下的酸溶液中，酸电离常数越大，酸的电离程度越大，溶液中c（H+）越大，电离度越大。答案：B类题演练4如果25 时，KW=10-14，100 时KW=10-12，这说明（ ）A.100 时水的电离常数较大 B.前者c(H+)较后者大C.水的电离过程是一个吸热过程 D.K W和温度无直接关系解析：由题意知，温度较高，KW较大。KW较大，即c（H+）c(OH-)较大。c（H+）c(OH-)较大，说明H2OH+OH-向右进行的程度大，水的电离是吸热的。答案：AC变式训练4(xx全国高考，7)将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是（ ）A.水的离子积变大、pH变小、呈酸性 B.水的离子积不变、pH不变、呈中性C.水的离子积变小、pH变大、呈碱性 D.水的离子积变大、pH变小，呈中性解析：H2O的电离为吸热反应，将纯水加热至较高温度，电离平衡向正方向移动，c(H+)、c(OH-)增大，则水的离子积KW=c(H+)c(OH-)增大，pH=-lg c(H+)减小，而c(H+)=c(OH-)，呈中性。答案：D变式训练5某溶液在25 时由水电离出的氢离子的浓度为110-12 molL-1，下列说法正确的是（ ）A. 、HS-、等离子在该溶液中不能大量共存B.该溶液的pH可能为2C.向该溶液中加入铝片后，一定能生成氢气D.若该溶液中的溶质只有一种，它一定是酸或者是碱解析：25 ，纯水中c(H+)=c(OH-)=110-7 molL-1，而这里是“由水分子电离出的氢离子的浓度为110-12 molL-1”，这是水的电离平衡被抑制的结果。抑制水电离的物质，可能是NaOH等碱，可能是HCl等非强氧化性酸，可能是HNO3这样的强氧化性酸，还可能是NaHSO4这样的盐。答案：AB课后集训基础达标1.对某弱酸稀溶液加热时，下列叙述错误的是（ ）A.弱酸的电离度增大 B.弱酸分子的浓度减小C.溶液的c（OH-）增大 D.溶液的导电性增强解析：弱酸的电离是部分电离，电离为吸热反应，加热弱酸的电离程度增大、弱酸分子浓度必然减小，溶液中c（H+）浓度增大，从而使c(OH-)减小，电离程度增大，导电性增强。答案：C2.把0.05 mol NaOH晶体分别加入到下列100 mL液体中，溶液导电性变化较大的是（ ）A.纯水 B.0.5 molL-1盐酸C.0.5 molL-1硫酸 D.0.5 molL-1氨水解析：NaOH加入后溶液中离子的数目要有大的变化，加入到H2SO4和盐酸中，离子数目没有大的变化；加入到纯水中，NaOH全部电离，离子浓度增大；加入到氨水中，由于氨水是弱电解质，本身离子数目少，加入NaOH后，NaOH全部电离，故离子数目增大。答案：AD3.在氢硫酸的水溶液中，通入或加入少量下列物质，能使溶液中的c（H+）增大的是（ ）O2 SO2 Cl2 CuSO4A. B. C. D.解析：H2SH+HS- HS-H+S2-，Cl2能将S2-氧化为S、平衡右移；Cu2+S2-=CuS，平衡右移。答案：C4.相同温度下的0.1 molL-1和0.01 molL-1CH3COOH溶液中CH3COOH的电离百分率，前者与后者相比（ ）A.大 B.小 C.相等 D.不能确定解析：对于弱电解质来说，浓度越小，电离程度越大。答案：B5.在100 mL 0.1 molL-1的CH3COOH溶液中,欲使CH3COOH的电离度增大和c(H+)降低，可采用的方法是（ ）A.加少量1 molL-1的NaOH溶液 B.加少量1 molL-1的盐酸C.加100 mL水 D.加热解析：醋酸电离方程式为CH3COOHH+CH3COO-。加热时平衡右移，电离度增大，c（H+）增大；加酸c（H+）增大，电离度减小；加水电离度增大，c（H+）减小。答案：AC6.向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，到不再产生二氧化碳气体为止。则在此过程中，溶液中的碳酸氢根离子的浓度变化趋势正确的是（ ）A.逐渐减小 B.逐渐增大C.先逐渐增大，而后减小 D.先逐渐减小，而后增大解析：Na2CO3中逐滴加入盐酸时，分步结合H+,+H+=，+H+=CO2+H2O c()先增大，后减小。答案：C7.NH3H2O的电离平衡常数为Kb=。氨水中各离子和分子的浓度大小为（ ）A.c()=c（OH-）=c(NH3H2O) B.c()c（OH-）c（NH3H2O）C.c()=c（OH-）c（NH3H2O） D.c()c（OH-）c（NH3H2O）解析：NH3H2O+OH-，H2OH+OH-。NH3H2O少部分电离，溶液中有大量NH3H2O分子；c(NH3H2O)最大，c(OH-)略大于c()。答案：D8.在0.1 molL-1的醋酸溶液中，存在电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+，如果要使平衡向逆反应方向移动，同时增大c(H+)，应采用的方法是（ ）A.加入0.01 molL-1的CH3COOH溶液 B.加入CH3COONa固体C.稀释 D.加入浓盐酸解析：醋酸电离方程式为CH3COOHH+CH3COO-。加入0.01 molL-1 CH3COOH，平衡右移，加碱、稀释都使平衡右移；加入盐酸时，平衡左移，但是盐酸是强酸，全部电离，增大了c（H+）。答案：D9.能使水的电离平衡向正向移动，且所得溶液呈酸性的是（ ）A.在水中加入Na2CO3固体 B.在水中加入AlCl3固体C.在水中通入HCl气体 D.将水加热到80 解析：H2OH+OH-，加入AlCl3后，Al3+与OH-结合生成Al(OH)3,使c(OH-)减小，平衡正向移动，且c（H+）c(OH-)。答案：B综合运用10.右图所示的试管中盛有较浓的氨水，氨水中因加有酚酞而显浅红色。（1）对试管以热水浴的方式加热，观察试管中的溶液，结果是_（有现象就写明现象的内容，无现象就写明无现象的原因）。（2）把加热后的试管放入约20 的水中冷却，观察现象，试管中的溶液里有明显的现象，它是_（有现象就写明现象的内容 ，无现象就写明无现象的原因）。解析：（1）加热时，NH3从溶液中进入到气球中，溶液碱性变弱，溶液颜色逐渐变浅。（2）冷却时，NH3又溶于水，碱性增强，溶液颜色又逐渐变深。答案：（1）溶液颜色变浅（2）溶液颜色加深拓展探究11.在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力如下图所示，请回答：（1）“O”点导电能力为0的理由_。（2）a、b、c三点溶液的pH由小到大的顺序为_。（3）a、b、c三点中电离度最大的是_。（4）若使c点溶液的c(CH3COO-)增大，溶液的pH也增大，可采取的措施为_；_。解析：未加水时，醋酸不能电离，故无离子，不能导电，开始加水稀释时，电离度增大，c（H+）增大，b点CH3COOH恰好全部溶解并达到电离平衡，此时c（H+）最大，pH最小。再加水，CH3COOH电解平衡右移，电离度增大，c（H+）减小，pH增大。要使c点的c(CH3COO-)增大，pH增大，加入碱，如NaOH,也可以加入CH3COONa溶液。答案：（1）纯CH3COOH不电离，无自由移动离子（2）bac (3)c(4)加NaOH 加CH3COONa12.某二元弱酸（简写成H2A）溶液按下式发生一级和二级电离：H2AH+HAHA-H+A2-，设有下列四种溶液：A.0.01 molL-1 H2A溶液B.0.01 molL-1NaHA溶液C.0.02 molL-1 HCl与0.04 molL-1 NaHA溶液等体积的混合液D.0.02 molL-1 NaOH与0.02 molL-1 NaHA溶液等体积的混合液据此，填写下列空白：（填代号）（1）c(H+)最大的是_，最小的是_。（2）c(H2A)最大的是_，最小的是_。（3）c(A2-)最大的是_，最小的是_。解析：反应后C溶液为0.01 molL-1H2A，0.01 molL-1NaHA和0.01 molL-1NaCl溶液，因HA-的存在抑制了H2A的第一步电离，所以c（H+）小于A溶液中c（H+），但c（H2A）大于A溶液c（H2A）;反应后D溶液为0.01 molL-1的Na2A，所以c（A2-）最大，但因其水解，c（H+）最小。答案：（1）A D(2)C D(3)D A