高中化學(xué) 3.1 弱電解質(zhì)的電離知識導(dǎo)學(xué)素材 新人教版選修4（通用）

第一節(jié) 弱電解質(zhì)的電離案例探究 醋酸是一種常見的弱酸，我們食用的食醋就以它為主要成分，醋酸是醋酸的晶體，它加水溶解發(fā)生以下變化： 在向醋酸中加水之前，醋酸分子尚未電離，c(H+)=0。在加水稀釋之后，醋酸的電離開始，隨著水的逐漸加入，電離平衡逐漸向生成CH3COO-和H+的方向移動。在此過程中V（液）和n(H+)都逐漸增大，那么c（H+）是增大、減小還是不變呢？對此可以這樣分析：H+是從0開始增加，自然c(H+)也是從0開始增加。再以極限的觀點來看，當(dāng)加水至醋酸濃度非常小時，c(H+)又非常接近于0。從兩端看中間，c(H+)變化的全過程是：?。?）大?。ń?）。對c(H+)變化的過程，還可用圖象近似地表示出來。問題與討論： 1.c(H+)的變化曲線，你能否畫出冰醋酸加水溶解時pH的變化曲線？ 2.試分析并畫出硫酸稀釋的pH變化圖象。 我們知道，純醋酸是電解質(zhì)。但純醋酸卻不導(dǎo)電，原因是由于體系內(nèi)沒有水，醋酸分子無法電離生成離子，加水的過程也是醋酸電離的過程。從理論上講，把醋酸無限稀釋的過程，也是醋酸電離的過程；而純硫酸中不存在硫酸的電離，當(dāng)加入適量水后，硫酸就已經(jīng)完全電離，再加水只是稀釋硫酸的過程。自學(xué)導(dǎo)引1.電解質(zhì)有強弱之分（1）根據(jù)化合物在_或_狀態(tài)下能否導(dǎo)電，可把化合物分為_和_；根據(jù)電解質(zhì)在_里電離能力的大小，可把電解質(zhì)分為_和_ 。_叫強電解質(zhì)。_叫弱電解質(zhì)。（2）強電解質(zhì)包括_（填物質(zhì)種類）。弱電解質(zhì)包括_（填物質(zhì)種類）。答案:（1）水溶液 熔融 電解質(zhì) 非電解質(zhì) 水溶液強電解質(zhì) 弱電解質(zhì) 能夠全部電離的電解質(zhì) 只能部分電離的電解質(zhì)（2）強酸、強堿、鹽 弱酸、弱堿（3）全部電離 部分電離 離子 共價 電離平衡 自由移動的陰、陽離子（3）強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的比較強電解質(zhì)弱電解質(zhì)定 義溶于水后_的電解質(zhì)溶于水后_的電解質(zhì)化合物類型_化合物及具有強極性鍵的共價化合物某些具有弱極性鍵的_化合物電離程度幾乎100%電離只有部分電離電離過程不可逆過程，無電離平衡可逆過程，存在_溶液中存在粒子（水分子不計）只有電離出的陰、陽離子，不存在電解質(zhì)分子既有電離出的陰、陽離子，又有電解質(zhì)分子實 例絕大多數(shù)的鹽（包括難溶性鹽）強酸：H2SO4、HCl、HClO4等強堿：Ba（OH）2、Ca（OH）2等弱酸：H2CO3、CH3COOH等弱堿：NH3H2O、Cu（OH）2、Fe（OH）3等電離方程式KNO3=K+H2SO4=2H+用反應(yīng)號連接CH3COOHH+CH3COO-NH3H2ON+OH-用可逆號連接共同特點在水溶液中或熔融狀態(tài)下都能產(chǎn)生_2.弱電解質(zhì)的電離過程是可逆的（1）電離平衡在一定條件（如溫度、濃度）下，當(dāng)電解質(zhì)分子_和_相等時，電離過程就達(dá)到了_，這叫做電離平衡。電離平衡的建立如下圖所示。（2）電離平衡狀態(tài)的特征動：電離平衡是_，即弱電解質(zhì)分子電離成離子的過程和離子重新結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的過程仍在進(jìn)行，并沒有停止。等：弱電解質(zhì)分子_和離子重新結(jié)合成_的速率_?；蛘哒f，單位時間里電離的分子數(shù)和離子重新結(jié)合生成的分子數(shù)相等。定：在溶液里離子的濃度和分子的濃度都_。變：電離平衡狀態(tài)的存在是有_的，當(dāng)支持電離平衡狀態(tài)的條件（如_、_）變化以后，電離平衡就會從原來的平衡狀態(tài)變化為新條件下的新的電離平衡狀態(tài)，這種變化又叫做_。（3）電離平衡狀態(tài)特征的核心是“等”，“等”決定了“定”?！皠印笔恰白儭钡幕A(chǔ)，沒有“動”也就沒有“變”，“變”又是“動”的表現(xiàn)。（4）化學(xué)平衡原理（勒夏特列原理）也適用于電離平衡，現(xiàn)以CH3COOH為例，以下表的形式說明如下：勒夏特列原理的應(yīng)用條件改變內(nèi)容電離平衡移動方向電離平衡方程式CH3COOHCH3COO-+H+c（CH3COOH）增大c（CH3COOH）減小c（CH3COO-）增大c（CH3COO-）減小c（H+）增大c（H+）減小溫度升高溫度降低加水稀釋溶液答案:（1）電離成離子的速率 離子結(jié)合成分子的速率電離平衡狀態(tài)（2）動態(tài)平衡 電離成陰陽離子的速率 弱電解質(zhì)分子 相等 不變 條件 溫度 濃度 電離平衡的移動（4）右 左 左 右 左 右 右左 右3.電離平衡常數(shù)（1）在一定溫度下，弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時，各種離子濃度之積與溶液中未電離的分子濃度之比是一個常數(shù)，該常數(shù)就叫電離平衡常數(shù)，簡稱電離常數(shù)，用K表示。對于弱電解質(zhì)AB，ABA+B-達(dá)到電離平衡時，其電離常數(shù)為：K= 弱酸的電離常數(shù)常用Ka表示，弱堿的電離常數(shù)常用Kb表示。請以CH3COOH、NH3H2O為例寫出它們電離常數(shù)的表達(dá)式：Ka=_ ，Kb=_。（2）根據(jù)電離常數(shù)的大小，可以判斷弱電解質(zhì)的相對強弱，K值越大，離子濃度_，即表示該電解質(zhì)_。所以從Ka或Kb的大小，可以判斷弱酸和弱堿的_。答案:（1） （2）越大 越強 強弱疑難剖析一、電解質(zhì)的分類 電解質(zhì)、非電解質(zhì)均指化合物，電解質(zhì)的導(dǎo)電，實質(zhì)是電解質(zhì)電離成的自由移動的離子導(dǎo)電?！纠?】 下列物質(zhì)的水溶液能導(dǎo)電，但屬于非電解質(zhì)的是（ ）A.CH3COOH B.Cl2 C.NH4HCO3 D.SO2解析：選項中的四種物質(zhì)的水溶液都能導(dǎo)電，但原因有所不同。CH3COOH和NH4HCO3均為電解質(zhì)，水溶液理應(yīng)能導(dǎo)電；Cl2和SO2水溶液能導(dǎo)電，是因為它們與水反應(yīng)的生成物均為電解質(zhì)，故溶液也導(dǎo)電（Cl2+H2OHCl+HClO，SO2+H2OH2SO3）。電解質(zhì)和非電解質(zhì)都是化合物，Cl2是單質(zhì)，因此只有SO2為非電解質(zhì)。答案：D友情提示：該題易把非電解質(zhì)的概念與不是電解質(zhì)概念混淆，從而認(rèn)為CH3COOH和NH4HCO3均為電解質(zhì)，而Cl2和SO2都不是電解質(zhì)，也就是非電解質(zhì)。故錯選B和D?！纠?】 下列物質(zhì)是強電解質(zhì)的是（ ）A.硫酸鋇 B.石墨 C.濃H2SO4 D.HI解析：強電解質(zhì)首先是化合物（純凈物）。BaSO4是離子化合物，難溶于水，但其溶于水的部分能完全電離，故屬強電解質(zhì)。HI在水溶液中能完全電離（HI=H+I-），故HI也是強電解質(zhì)。答案：AD友情提示：（1）強電解質(zhì)、弱電解質(zhì)與其溶解性無關(guān)。 某些難溶或微溶于水的鹽，由于其溶解度很小，如果測其溶液的導(dǎo)電能力，往往是很弱的。但是其溶于水的部分，卻是完全電離的，所以它們?nèi)匀粚儆趶婋娊赓|(zhì)，例如：CaCO3、BaSO4等。相反，能溶于水的鹽，也不全是強電解質(zhì)，少數(shù)鹽盡管能溶于水，但只有部分電離，仍屬于弱電解質(zhì)。 （2）強電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的電離與有無外電場無關(guān)。 劃分電解質(zhì)和非電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)是在水溶液或熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電。劃分強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)是看在水溶液里是否完全電離。二、電離平衡 弱電解質(zhì)在溶液中存在電離平衡，其規(guī)律完全符合勒夏特列原理?！纠?】 欲使醋酸溶液中的CH3COO-濃度增大，且不放出氣體，可向醋酸中加入少量固體（ ）A.NaOH B.NaHCO3C.CH3COOK D.Mg解析：A項由于加入NaOH會減少H+的物質(zhì)的量，使平衡向右移動；C項由于加入CH3COOK會增加CH3COO-物質(zhì)的量，故A、C均可以。B項由于加入NaHCO3會降低H+的物質(zhì)的量濃度，使平衡右移，但產(chǎn)生了CO2；D項由于加入Mg會降低H+的物質(zhì)的量濃度，使平衡右移，但產(chǎn)生了H2，故B和D錯誤。答案：AC友情提示：醋酸中存在CH3COOHCH3COO-+H+電離平衡，欲使醋酸溶液中CH3COO-濃度增大，應(yīng)使平衡向右移動。而我們可以利用條件的改變對弱電解質(zhì)的電離平衡進(jìn)行影響，從而有效地調(diào)整溶液中的離子組分?！纠?】 一定量的鹽酸跟過量的鐵粉反應(yīng)時，為了減緩反應(yīng)速率，且不影響生成氫氣的總量，可向鹽酸中加入適量的（ ）A.NaOH（固體） B.H2O C.HCl D.CH3COONa（固體）解析：反應(yīng)速率的大小與c(H+)有關(guān)，c(H+)越小，反應(yīng)速率越?。灰蚨档腿芤褐衏(H+)即可；題目還要求不影響生成氫氣的總量，因此要在降低c(H+)的同時保持溶液中n(H+)不變。答案：BD友情提示： 要減緩鹽酸與過量鐵粉的反應(yīng)速率，只要降低鹽酸的濃度即可；要不影響生成氫氣的總量就要在降低鹽酸濃度的同時保持鹽酸中H+的物質(zhì)的量不變。我們采取把強電解質(zhì)轉(zhuǎn)變成弱電解質(zhì)的辦法，可有效地減緩反應(yīng)的速率。拓展遷移拓展點一：離子化合物都是強電解質(zhì) 離子化合物本來就是由離子組成的，在離子化合物中不存在分子。離子化合物無論是溶于水還是熔化狀態(tài)，都是以離子的形式存在，而不存在分子。即離子化合物溶于水或受熱熔化以后，都完全電離為自由移動的離子，故離子化合物都是強電解質(zhì)。 在中學(xué)化學(xué)里常見的離子化合物主要包括：（1）絕大多數(shù)鹽，如NaCl、Na2S、CaCO3、AgCl等。（2）強堿，如LiOH、NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。（3）部分金屬氧化物、過氧化物，如Na2O、K2O、MgO、CaO、BaO、Al2O3、Na2O2等。拓展點二：電離常數(shù)與物質(zhì)酸堿性的比較 1.概念：在一定條件下，弱電解質(zhì)在達(dá)到電離平衡時，溶液中電離所生成的各種離子濃度的乘積，跟溶液中未電離的分子濃度的比是一個常數(shù)。這個常數(shù)叫做電離平衡常數(shù)，簡稱電離常數(shù)，用Ka來表示（一般酸的電離常數(shù)用Ka表示，堿的電離常數(shù)用Kb表示）。 2.電離常數(shù)的意義：電離常數(shù)數(shù)值的大小，可以估算弱電解質(zhì)電離的趨勢。K值越大，電離程度越大，酸性越強。如相同條件下常見弱酸的酸性強弱： H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO 同理，也可以依據(jù)電離常數(shù)比較常見弱堿的堿性。 例如：Mg(OH)2Al(OH)3附表：幾種多元弱酸的電離常數(shù)（25 ）弱酸電離常數(shù)弱酸電離常數(shù)H2CO3K1=4.410-7K2=4.710-11H2C2O4(草酸)K1=5.410-2K2=5.410-5H3PO4K1=7.110-3K2=6.310-8K3=4.210-13H3C6H5O7（檸檬酸）K1=7.410-4K2=1.7310-5K3=410-7拓展點三：溶液的導(dǎo)電性 1.溶液導(dǎo)電能力大小主要取決于溶液中離子濃度大小，離子濃度越大，導(dǎo)電能力就越強；反之，導(dǎo)電能力就越弱。例如0.1 molL-1 NaCl導(dǎo)電性與0.1 molL-1 HNO3導(dǎo)電性基本相等。 2.當(dāng)離子濃度相同時，溶液的導(dǎo)電能力主要取決于溶液中離子所帶電荷的多少。例如：0.1 molL-1的NaCl溶液導(dǎo)電性比0.1 molL-1 CuSO4溶液差。例題：把0.05 mol NaOH固體分別加入到100 mL下列液體中，溶液的導(dǎo)電能力變化最小的是（ ）A.自來水 B.0.5 molL-1鹽酸C.0.5 molL-1 CH3COOH溶液 D.0.5 molL-1 KCl溶液解析：溶液混合后導(dǎo)電能力變化的大小，關(guān)鍵看混合后溶液中自由移動離子的濃度的變化。由于自來水幾乎不導(dǎo)電，加入0.05 mol NaOH后，導(dǎo)電性突然增大；醋酸是弱電解質(zhì)，加入NaOH后，生成強電解質(zhì)CH3COONa，導(dǎo)電性明