2020年高考化学一轮总复习第八章第24讲弱电解质的电离平衡学案（含解析）.doc

1、1第八章 水溶液中的离子平衡考纲解读 1.了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。2.理解电解质在水溶液中的电离，以及电解质溶液的导电性。3.理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数进行相关计算。4.了解水的电离、离子积常数。5.了解溶液 pH的含义及其测定方法，能进行 pH的简单计算。6.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。7.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积( Ksp)的含义，能进行相关的计算。第 24讲 弱电解质的电离平衡1.强、弱电解质(1)定义与物质类别(2)与化合物类别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

2、解质主要是某些 共05 06 07 价化合物。(3)电离方程式的书写“强等号，弱可逆，多元弱酸分步离”强电解质：如 H2SO4： H2SO4=2H SO 。08 24弱电解质：a一元弱酸，如 CH3COOH：CH3COOHCH 3COO H 。09 b多元弱酸，分步分离，电离方程式只写第一步，如 H2CO3：H2CO3H HCO 。10 3c多元弱碱，分步电离，一步书写。如 Fe(OH)3：Fe(OH)3Fe 3 3OH 。11 酸式盐：a强酸的酸式盐如 NaHSO4在水溶液中： NaHSO4=Na H SO ；熔融时：12 242NaHSO4= Na HSO 。13 4b弱酸的酸式盐：如 N

3、aHCO3：NaHCO3=Na HCO 。14 32弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立(2)电离平衡的特征(3)外界条件对电离平衡的影响温度：温度升高，电离平衡 正向移动，电离程度 增大。20 21 浓度：稀释溶液，电离平衡 正向移动，电离程度 增大。22 23 同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡 逆向移动，电24 离程度 减小。25 加入能反应的物质：电离平衡 正向移动，电离程度 增大。26 27 3电离平衡常数(1)表达式一元弱酸 HA的电离常数：根据 HAH A ，可表示为Ka 。28 c H c A c HA3一元弱碱 BOH的电离常数：根据 BOHB OH

4、 ，可表示为Kb 。29 c B c OH c BOH(2)特点电离常数只与 温度有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是 吸热的，30 31 故温度升高， K 增大。多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是32 K1K2，所以其酸性主要决定于第 一步电离。33 (3)意义相同条件下， K值越大，表示该弱电解质 越易电离，所对应的酸性或碱性相对 越34 35 强。(4)影响因素4电离度(1)概念：一定条件下，当弱电解质在溶液中达到 电离平衡时，溶液中 已经电离的39 40 电解质分子数占 原来弱电解质总分子数的百分数。41 (2)表达式： 100%。42 已 电 离 的 弱 电

5、解 质 的 浓 度43 弱 电 解 质 的 初 始 浓 度(3)意义：衡量弱电解质的电离程度，在相同条件下(浓度、温度相同)，不同弱电解质的电离度越大，弱电解质的电离程度越大。1判断正误，正确的画“” ，错误的画“” ，并指明错因。(1)稀释氨水时，电离平衡正向移动， c(NH3H2O)减小， c(NH )增大。()4错因：稀释氨水时， c(NH3H2O)、 c(NH )均减小。4(2)由 0.1 molL1 一元碱 BOH的 pH10，可知溶液存在 BOH=B OH 。()错因：0.1 molL1 的 BOH pH10，说明其 c(OH )10 4 molL1 ，仅极少部分电离，其电离方程式

6、用“” 。(3)0.1 molL1 的 CH3COOH与 0.01 molL1 的 CH3COOH中， c(H )之比为101。()错因：加水稀释，电离程度增大，所以 0.1_molL1 的 CH3COOH与 0.01_molL1 的CH3COOH中 c(H )之比小于 101。4(4)H2CO3的电离常数表达式： Ka 。()c2 H c CO23c H2CO3错因：H 2CO3为二元弱酸，分步电离，其中 Ka1 ， Ka2c H c HCO3c H2CO3。c H c CO23c HCO3(5)弱电解质的电离平衡右移，电离平衡常数一定增大。()错因： K仅与温度有关。(6)电离常数大的酸溶

7、液中的 c(H )一定比电离常数小的酸溶液中的 c(H )大。()错因：酸溶液中的 c(H )除与 K值大小有关外，还与酸的浓度有关。2教材改编题(据人教选修四 P44 T4)已知 25 下，醋酸溶液中存在下述关系：1.6910 5c H c CH3COO c CH3COOH其中的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数。试回答下述问题：(1)向上述溶液中加入一定量的 NaOH溶液，上述数值将_(填“增大” “减小”或“不变”)。(2)若醋酸的起始浓度为 0.0010 mol/L，平衡时氢离子浓度 c(H )是_提示：醋酸的电离常数很小，平衡时的 c(CH3COOH)可近似视为仍等于 0.0010 m

8、ol/L。答案 (1)不变 (2)1.310 4 mol/L考点 弱电解质的电离平衡及影响因素一典例 1 (2018重庆调研)稀氨水中存在着下列平衡：NH 3H2ONH OH ，若4要使平衡向左移动，同时使 c(OH )增大，应加入的物质或采取的措施是( )NH 4Cl固体 硫酸 NaOH 固体 水 加热 加入少量 MgSO4固体A BC D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4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

9、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；加入少量MgSO4固体发生反应 Mg2 2OH =Mg(OH)2，溶液中 c(OH )减小，不合题意。5答案 C6名师精讲影响弱电解质电离平衡的因素(1)内因：弱电解质本身的性质，是决定因素。(2)外界条件对弱电解质电离平衡的影响以 0.1 molL1 的 CH3COOH溶液为例：CH3COOHCH 3COO H H01下列关于电解质溶液的说法正确的是( )A0.1 L 0.5 molL 1 CH3COOH溶液中含有的

10、 H 数为 0.05NAB室温下，稀释 0.1 molL1 CH3COOH溶液，溶液的导电能力增强C向 0.1 molL1 CH3COOH溶液中加入少量水，溶液中 减小c H c CH3COOHDCH 3COOH溶液加水稀释后，溶液中 的值减小c CH3COOHc CH3COO 答案 D解析 A 项，CH 3COOH为弱电解质，在水溶液中部分电离，0.1 L 0.5 molL1 CH3COOH溶液中含有的 H 数小于 0.05NA，错误；B 项，CH 3COOH溶液中存在平衡，CH3COOHCH 3COO H ，加水稀释，平衡右移，产生的离子数增加，但溶液的体积增大，7c(CH3COO )、

11、c(H )减小，导电能力减弱，错误；C 项，加水稀释时，平衡CH3COOHCH 3COO H 右移， n(H )增大， n(CH3COOH)减小， c H c CH3COOH ，故比值变大，错误；D 项，稀释时， n(CH3COO )增大，n H /Vn CH3COOH /V n H n CH3COOHn(CH3COOH)减小，故 的值减小，正确。c CH3COOHc CH3COO 2一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力如图所示。下列说法不正确的是( )A在 O点时，醋酸不导电Ba、b、c 三点，a 点时醋酸溶液中 H 浓度最小Cb 点时，醋酸电离程度最大D可通过微热的方法使 c点

12、溶液中 c(CH3COO )增大答案 C解析 A 项，在 O点时没有水，醋酸没有电离，不导电，正确；B 项，导电能力为bca，a、b、c 三点，a 点时醋酸溶液中 H 浓度最小，正确；C 项，加水促进醋酸电离，b点时醋酸电离程度不是最大，错误；D 项，加热向电离方向移动，正确。考点 强、弱电解质的比较二典例 2 (2018长沙市长郡中学月考)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， Vx

13、Vy8解析 由图知：将一元酸 x和 y分别稀释 10倍，pH 的变化量 pH x1，pH y1，则 HA为弱酸。(2)是否存在电离平衡强电解质不存在电离平衡，弱电解质存在电离平衡，在一定条件下电离平衡会发生移动。一定 pH的 HA溶液稀释前后 pH的变化：将 pH3 的 HA溶液稀释 100倍后，再测其 pH，若 pH5，则为强酸，若 pH5，则为弱酸。升高温度后 pH的变化：若升高温度，溶液的 pH明显减小，则是弱酸。因为弱酸存在电离平衡，升高温度时，电离程度增大， c(H )增大。而强酸不存在电离平衡，升高温度时，只有水的电离程度增大，pH 变化幅度小。2常温下，一元强酸(碱)和一元弱酸(

14、碱)稀释时的 pH变化图像3.一元强酸与一元弱酸的比较93下列事实一定能证明 HNO2是弱电解质的是( )常温下 NaNO2溶液 pH大于 7 用 HNO2溶液做导电实验，灯泡很暗 HNO 2与 NaCl不能发生反应10常温下 0.1 molL1 HNO2溶液的 pH2.1 NaNO 2和 H3PO4反应，生成 HNO2 常温下将 pH1 的 HNO2溶液稀释至原体积的 100倍，溶液 pH约为 2.8A BC D答案 C解析 常温下 NaNO2溶液 pH大于 7，说明亚硝酸钠是强碱弱酸盐，则 HNO2是弱电解质，故正确；溶液的导电性与离子浓度及离子所带电荷数有关，用 HNO2溶液做导电实验，

15、灯泡很暗，不能证明 HNO2为弱电解质，故错误；HNO 2与 NaCl不能发生反应，只能说明不符合复分解反应发生的条件，但不能说明 HNO2是弱电解质，故错误；常温下0.1 molL1 HNO2溶液的 pH2.1，说明 HNO2不完全电离，即说明 HNO2为弱电解质，故正确；较强酸可以制取较弱酸，NaNO 2和 H3PO4反应，生成 HNO2，说明 HNO2的酸性弱于H3PO4，则 HNO2为弱电解质，故正确；常温下将 pH1 的 HNO2溶液稀释至原体积的 100倍，溶液 pH约为 2.8，说明 HNO2是弱电解质，故正确。4在一定温度下，有 a.盐酸、b.硫酸、c.醋酸三种酸：(1)当三种

16、酸物质的量浓度相同时， c(H )由大到小的顺序是_(用字母表示，下同)。(2)等体积、等物质的量浓度的三种酸，中和 NaOH的能力由大到小的顺序是_。(3)若三者 c(H )相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是_。(4)当三者 c(H )相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是_。答案 (1)bac (2)bac(3)cab(或 ca2b) (4)cab解析 HCl= =H Cl ；H 2SO4=2H SO ；CH 3COOHH CH 3COO 。24(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，因随着 NaOH溶液的加入，CH 3COOH电离平衡右移，提供的

17、H 和盐酸相同，中和 NaOH的能力盐酸和醋酸相同，而 H2SO4提供的 H 是它们的 2倍，故 bac。(3)c(H )相同时，醋酸溶液浓度最大，因醋酸为弱酸，电离程度小，H 2SO4浓度为盐酸的一半，故 cab(或 ca2b)。(4)当三者 c(H )相同且体积也相同时，因 HCl、H 2SO4为强电解质，在溶液中完全电离，所以 H 总的物质的量相同，故产生 H2的体积相同。CH 3COOH为弱电解质，最终能提供的H 最多，生成的 H2最多，故 cab。考点 电离平衡常数及其应用三典例 3 已知 25 时弱电解质电离平衡常数：Ka(CH3COOH)1.810 5 ， Ka(HSCN)0.1

18、3。(1)将 20 mL 0.10 molL 1 CH3COOH溶液和 20 mL 0.10 molL1 的 HSCN溶液分别与 0.10 molL1 的 NaHCO3溶液反应，实验测得产生 CO2气体体积 V与时间 t的关系如图。11反应开始时，两种溶液产生 CO2的速率明显不同的原因是_；反应结束后所得溶液中 c(SCN )_c(CH3COO )(填“” “”或“Ka(CH3COOH)，溶液中 c(H )：HSCNCH 3COOH， c(H )大反应速率快 (2)4104名师精讲1电离平衡常数的应用(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。(2)判断盐溶液的

19、酸性(或碱性)强弱，电离平衡常数越大，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12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，但电离平衡常数不变，题中经常利用电离平衡常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如：0.1 mol/L CH 3COOH溶液加水稀释， c CH3COO c CH3COOH ，酸溶液加水稀释， c(H )减小， K值不变，则c CH3COO c H c CH3COOH c H Kc H 增大。c CH3COO c CH3COOH2电离常数计算的两

20、种类型(以弱酸 HX为例)(1)已知 c(HX)始 和 c(H )，求电离常数(水的电离忽略不计)HX H X ： c(HX)始 0 0起 始 / molL 1： c(HX)始 c(H ) c(H ) c(H )平 衡 / molL 1则： Ka 。c H c X c HX c2 H c HX 始 c H 由于弱酸只有极少一部分电离， c(H )的数值很小，可作近似处理： c(HX)始 c(H ) c(HX)始 ，则 Ka 。c2 H c HX 始(2)已知 c(HX)始 和电离常数，求 c(H )根据上面的推导有 Ka c2 H c HX 始 c H c2 H c HX 始则： c(H )

21、。Kac HX 始5(2018长沙质检)已知下面三个数据：7.210 4 、4.610 4 、4.910 10 分别是下列有关的三种酸的电离常数(25 )，若已知下列反应可以发生：NaCNHNO 2=HCNNaNO 2 NaCN HF= =HCNNaF NaNO 2HF= =HNO2NaF。由此可判断下列叙述中不正确的是( )A K(HF)7.210 4B K(HNO2)4.910 10C根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为 HFHNO2HCND K(HCN)K(HNO2)K(HF)答案 B解析 相同温度下，酸的电离常数越大，该酸的酸性越强，结合强酸制取弱酸分析可知，亚硝酸的酸性大于氢氰酸

22、而小于氢氟酸，所以亚硝酸的电离平衡常数为 4.6104 ，故 B错误。6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)1.510 5 molL 1。若忽略水的电离及 H2CO3的第二级电离，则 H2CO3HCO H 的电离常数 K1_(已知：10 5.60 2.510 6 )。313答案 4.210 7解析 由 H2CO3H HCO 得3K1 4.210 7 。c H c HCO3c H2CO3 10 5.6010 5.601.510 57常温下，将 0.1 molL1 的 CH3COOH溶液加水稀释，请填写下

23、列表达式中的数据变化情况(填“变大” “变小”或“不变”)。(1) _；c CH3COOHc H (2) _；c CH3COO c H c CH3COOH(3) _；c CH3COO c CH3COOH(4) _。c CH3COO c CH3COOH c OH 答案 (1)变小 (2)不变 (3)变大 (4)不变解析 (1)将式变为 。c CH3COOH c CH3COO c H c CH3COO c CH3COO Ka(2)此式为 Ka。(3)将式变为 Ka/c(H )。c CH3COO c H c CH3COOH c H (4)将式变为 。c CH3COO c H c CH3COOH c OH c H KaKw14