課件 弱電解質的電離平衡

1、第39講弱電解質的電離平衡備考要點1.能用化學用語正確表示水溶液中弱電解質的電離平衡。能通過實驗證明水溶液中存在弱電解質的電離平衡。2.能從電離平衡的角度分析溶液的性質,如導電性等。3.能綜合運用電離平衡原理,分析和解決生產(chǎn)、生活中有關電解質溶液的實際問題。必備知識知識梳理1.弱電解質(1)定義。(2)與化合物類型的關系。強電解質主要是大部分離子化合物及某些共價化合物,弱電解質主要是某些共價化合物?？键c一 弱電解質的電離平衡2.弱電解質電離平衡的建立弱電解質的電離平衡是指在一定溫度下,弱電解質分子電離成離子的速率和離子結合成弱電解質分子的速率相等,溶液中各分子和離子的濃度都保持不變的狀態(tài)。平衡

2、建立過程的v-t圖像如圖所示。3.弱電解質電離平衡的特征 實例:以0. 1 molL-1 CH3COOH溶液為例,填寫外界條件對CH3COOH電離平衡(CH3COOH CH3COO-+H+H0)的影響。4.弱電解質的電離平衡移動(1)溫度:溫度升高,電離平衡向右移動,電離程度增大。(2)濃度:稀釋溶液,電離平衡向右移動,電離程度增大。(3)同離子效應:加入與弱電解質具有相同離子的強電解質,電離平衡向左移動,電離程度減小。(4)加入能反應的物質:電離平衡向右移動,電離程度增大。改變條件平衡移動方向c(CH3COOH)n(H+)c(H+)c(CH3COO-)電離程度導電能力電離平衡常數(shù)加水稀釋右移

3、減小增大減小減小增大減弱不變加少量冰醋酸右移增大增大增大增大減小增強不變通入HCl氣體左移增大增大增大減小減小增強不變加NaOH固體右移減小減小減小增大增大增強不變改變條件平衡移動方向c(CH3COOH)n(H+)c(H+)c(CH3COO-)電離程度導電能力電離平衡常數(shù)加CH3COONa固體左移增大減小減小增大減小增強不變加入鎂粉右移減小減小減小增大增大增強不變升高溫度右移減小增大增大增大增大增強增大微點撥 (1)稀醋酸加水稀釋時,溶液中的各離子濃度并不是都減小,如c(OH-)是增大的。(2)電離平衡右移,電解質分子的濃度不一定減小,如稀醋酸中加入冰醋酸。(3)電離平衡右移,離子的濃度不一定

4、增大,電離程度也不一定增大。自我診斷1.判斷正誤,正確的打“”,錯誤的打“”。(1)強電解質稀溶液中不存在溶質分子,弱電解質稀溶液中存在溶質分子。()(2)氨氣溶于水,當NH3H2O電離出的c(OH-)=c(N )時,表明NH3H2O電離處于平衡狀態(tài)。()(3)室溫下,由0.1 molL-1一元堿BOH溶液的pH=10,可知該溶液中存在BOH=B+OH-。()(4)25 時,0.1 molL-1 CH3COOH溶液加水稀釋時,溶液中各離子濃度均減小。()答案 (1)(2)(3)(4) 答案 增大不變減小 考向突破考向1弱電解質的電離平衡【典例1】 (2019全國3,11)設NA為阿伏加德羅常數(shù)

5、值。關于常溫下pH=2的H3PO4溶液,下列說法正確的是()A.每升溶液中的H+數(shù)目為0.02NAC.加水稀釋使電離度增大,溶液pH減小D.加入NaH2PO4固體,溶液酸性增強答案 B 解析 本題考查了有關pH、NA的計算,電解質溶液中的電荷守恒,弱電解質電離平衡的影響因素等,難度較小。常溫下,pH=2的H3PO4溶液中c(H+)=110-2molL-1,則1 L溶液中H+的數(shù)目為0.01NA,A項錯誤;磷酸溶液中的陽離子有H+,陰離子有對點演練1(2020北京化學,11)室溫下,對于1 L 0.1 molL-1醋酸溶液。下列判斷正確的是()A.該溶液中CH3COO-的粒子數(shù)為6.021022

6、B.加入少量CH3COONa固體后,溶液的pH降低C.滴加NaOH溶液過程中,n(CH3COO-)與n(CH3COOH)之和始終為0.1 molD.與Na2CO3溶液反應的離子方程式為C +2H+=H2O+CO2答案 C解析 1 L 0.1 molL-1醋酸溶液中醋酸的物質的量為0.1 mol,醋酸是弱酸,在溶液中部分電離,CH3COO-的粒子數(shù)小于6.021022,A錯誤;加入少量CH3COONa固體后,溶液中CH3COO-的濃度增大,醋酸的電離平衡向左移動,溶液中的氫離子濃度減小,酸性減弱,則溶液的pH升高,B錯誤;1 L 0.1 molL-1醋酸溶液中醋酸的物質的量為0.1 mol,根據(jù)

7、物料守恒,n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol ,C正確;醋酸是弱酸,離子方程式中不能拆寫成離子的形式,D錯誤?？枷?電離平衡與溶液導電性的關系【典例2】 一定溫度下,將一定質量的冰醋酸加水稀釋,稀釋過程中溶液的導電能力變化如圖所示:下列說法正確的是()A.a、b、c三點溶液的pH:cabB.a、b、c三點CH3COOH的電離程度:cabC.用濕潤的pH試紙測量a處溶液的pH,測量結果偏小D.a、b、c三點溶液用1 molL-1NaOH溶液中和,恰好完全中和時消耗NaOH溶液體積:caac,故pH:cab,A項錯誤;加水體積越大,越利于CH3COOH電離,故電離程度:cb

8、a,B項錯誤;用濕潤的pH試紙測量a處溶液的pH,相當于稍微稀釋a點溶液,由圖可知,溶液導電能力會增強,c(H+)增大,pH偏小,C項正確;a、b、c三點溶質的物質的量相同,用1 molL-1 NaOH溶液中和,恰好完全中和時消耗的n(NaOH)相同,故消耗的V(NaOH溶液):a=b=c,D項錯誤。對點演練2(2020山東青島期末)將濃度均為0.5 molL-1的氨水和KOH溶液分別滴入到兩份均為20 mL c1 molL-1的AlCl3溶液中,測得溶液的導電率與加入堿液的體積關系如圖所示。下列說法正確的是()答案 C解析 溶液的導電率與離子濃度成正比,向AlCl3溶液中分別加入氨水和KOH

9、溶液,首先分別生成Al(OH)3和NH4Cl、Al(OH)3和KCl;當AlCl3完全反應時,繼續(xù)滴加堿,Al(OH)3和KOH反應生成可溶性的KAlO2,一水合氨和Al(OH)3不反應,且一水合氨是弱電解質,則一水合氨溶液導電率較小。所以導電率呈減小趨勢的是氨水滴定曲線、先減小后增大的是KOH溶液滴定曲線,則I為KOH溶液滴定曲線。深度指津 1.從“定性”和“定量”兩個角度理解電離平衡(1)從定性角度分析電離平衡。應該深刻地理解勒夏特列原理平衡向“減弱”這種改變的方向移動,移動的結果不能“抵消”或“超越”這種改變。(2)從定量角度分析電離平衡。當改變影響電離平衡的條件后,分析兩種微粒濃度之比

10、的變化時,若通過平衡移動的方向不能作出判斷,可采用化學平衡常數(shù)進行定量分析。2.溶液的導電能力電解質溶液導電能力取決于溶液中自由移動離子的濃度和離子所帶的電荷數(shù)。自由移動離子濃度越大,離子所帶電荷數(shù)越多,則溶液導電能力越強。將冰醋酸、稀醋酸加水稀釋,其導電能力隨加水的量的變化曲線如圖所示。提醒:OA段導電能力隨加水量的增多而增強,原因是冰醋酸發(fā)生了電離,溶液中離子濃度增大。AB段導電能力隨加水量增多而減弱的原因是隨著水的加入,溶液的體積增大,離子濃度減小,導電能力減弱。必備知識知識梳理1.電離常數(shù)(1)定義。在一定條件下,弱電解質的電離達到平衡時,溶液里各組分的濃度之間存在一定的關系。對一元弱

11、酸或一元弱堿來說,溶液中弱電解質電離所生成的各種離子濃度的乘積,與溶液中未電離分子的濃度之比是一個常數(shù),這個常數(shù)叫做電離平衡常數(shù),簡稱電離常數(shù)。用K(弱酸用Ka,弱堿用Kb)表示?？键c二 電離度與電離常數(shù)(2)表達式。 (3)意義。相同條件下,K值越大,表示該弱電解質越易電離,所對應粒子的酸性或堿性相對越強。(4)特點。電離常數(shù)只與溫度有關,與電解質的濃度及酸堿性無關,由于電離過程是吸熱的,故溫度升高時K值增大。多元弱酸或多元弱堿在水中是分步電離的,每一步電離都有電離常數(shù)。微點撥 (1)表達式中離子濃度是指達到平衡時的濃度,溶液中存在的離子濃度,不一定都是弱電解質自身電離的,可以對比水的離子積

12、去掌握。(2)可通過實例掌握根據(jù)電離常數(shù)不變,來判斷溶液中微粒濃度比值的變化2.電離度(1)定義。在一定條件下的弱電解質達到電離平衡時,已經(jīng)電離的電解質分子數(shù)占原電解質分子總數(shù)的百分比。(2)表示方法。(3)影響因素。相同溫度下,同一弱電解質,濃度越大,其電離度()越小。相同濃度下,同一弱電解質,溫度越高,其電離度()越大。1.判斷正誤,正確的打“”,錯誤的打“”。(1)當弱電解質的濃度增大時,電離程度增大。()(2)對于1 molL-1的CH3COOH溶液,升高溫度,電離程度增大。()(3)電離平衡向電離方向移動,電離常數(shù)一定增大。()(5)電離常數(shù)可以表示弱電解質的相對強弱。()(6)電離

13、常數(shù)隨著弱電解質濃度的增大而增大。()自我診斷 答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6) 答案 6.010-30.62 考向突破考向1電離平衡常數(shù)的應用【典例1】 (2020海南高考調研測試)25 時,三種酸的電離平衡常數(shù)如下表所示?；瘜W式CH3COOHHClOH3PO3名稱醋酸次氯酸亞磷酸電離平衡常數(shù)1.810-53.010-8 =8.310-3 =5.610-6回答下列問題:(1)pH相等的CH3COOH溶液、HClO溶液、H3PO3溶液中,物質的量濃度最小的是(填化學式)。(2)已知Na2HPO3為正鹽,依據(jù)表格數(shù)據(jù),H3PO3的第二級電離平衡常數(shù)表達式 =;25 時,5.6 molL

14、-1 Na2HPO3溶液的pH=。(3)向體積均為10 mL、c(H+)均為10-2 molL-1的CH3COOH溶液和一元酸HX溶液中,分別加水稀釋至1 000 mL,稀釋過程中c(H+)的變化如圖所示,則HX的電離平衡常數(shù)(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的電離平衡常數(shù),理由是。(4)常溫下,將0.05 molL-1的氨水逐滴加入10 mL 0.1 molL-1 CH3COOH溶液中至溶液顯中性,此時溶液中各離子濃度大小關系為。解析 (1)弱酸的電離平衡常數(shù)越小,酸性越弱,則形成相同pH的溶液時,酸性越弱的酸濃度越大,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知, (H3PO3)Ka(CHCOOH)Ka(

15、HClO),所以pH相等的三種溶液中,H3PO3的濃度最小。(3)弱酸酸性越弱,其溶液稀釋時pH即c(H+)變化越慢,據(jù)圖c(H+)相同的醋酸溶液和HX溶液稀釋相同的倍數(shù),HX溶液的c(H+)變化更大,所以HX的電離平衡常數(shù)大于醋酸的電離平衡常數(shù)。易錯警示 (1)電離常數(shù)與化學平衡常數(shù)一樣,只與溫度有關,與其他條件無關。(2)利用電離常數(shù)除了可以比較弱電解質的電離能力之外,還能定量判斷電離平衡的移動方向。(3)在運用電離常數(shù)表達式進行計算時,濃度必須是平衡時的濃度。對點演練1(雙選)(2020江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市調研)室溫下,Ka(CH3COOH)=1.810-5,Kb(NH3H2O)=1.

16、810-5。CH3COOH和CH3COONH4形成的緩沖溶液常用于高嶺土的成分分析。若溶液混合引起的體積變化可忽略,室溫時,下列指定溶液中微粒濃度關系正確的是()A.0.1 molL-1 CH3COOH溶液:c(CH3COOH)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)B.0.1 molL-1 CH3COONH4溶液:c(N )=c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-)C.0.1 molL-1 CH3COOH溶液和0.1 molL-1 CH3COONH4溶液等體積混合:c(N )+c(NH3H2O)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)D.0.3 molL-1 CH3COOH溶液

17、和0.1 molL-1 CH3COONH4溶液等體積混合:c(CH3COOH)+c(H+)-c(NH3H2O)-c(OH-)=0.15 molL-1答案 BD 解析 0.1 molL-1 CH3COOH溶液中存在醋酸的電離和水的電離,醋酸電離產(chǎn)生的醋酸根與氫離子的濃度相等,水也能電離出氫離子,則導致氫離子的濃度大于醋酸根,即c(CH3COOH)c(H+)c(CH3COO-)c(OH-),A錯誤;因為醋酸的電離平衡常數(shù)與一水合氨的電離平衡常數(shù)相等,則醋酸銨中醋酸根與銨根的水解程度相同,溶液呈中性,溶液中有A.溶液中c(HS-)=c(S2-)時,c(S2-)+2c(H2S)c(HS-)=c(H2S

18、)c(H+)c(OH-)D.溶液中c(Cl-)=0.2 molL-1時,c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)=c(H+)考向2電離平衡常數(shù)的相關計算【典例2】 (雙選)(2020江蘇常州模擬)H2S為二元弱酸,20 的p =6.89,p =14.15(電離常數(shù)K的負對數(shù)-lgK=pK)。在20 時,向0.1 molL-1的Na2S溶液中緩慢通入HCl(忽略溶液體積變化和H2S的揮發(fā)),在該過程中,下列微粒物質的量濃度關系一定正確的是()答案 BC 解析 根據(jù)c(HS-)=c(S2-)可知,溶液呈堿性,所以c(OH-)c(H+),由質子守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(HS-

19、)+2c(H2S),可得c(Cl-)c(HS-)+2c(H2S),由于c(HS-)=c(S2-),所以c(Cl-)c(HS-)=c(H2S)c(H+)c(OH-),C正確;c(Cl-)=0.2 molL-1,說明Na2S恰好和通入的HCl完全反應生成NaCl和H2S。溶液中,c(Na+)=c(Cl-),根據(jù)電荷守恒:c(Cl-)+2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),可得c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)=c(H+),D錯誤。對點演練2(雙選) (2020山東淄博一模)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種優(yōu)良的水處理劑。25 ,其水溶液中加酸或堿改變溶液的pH時,含鐵粒子的物質的量分數(shù)(X)隨pH的變化如圖所示已知(X)= 。下列說法正確的是()A.K2FeO4、H2FeO4都屬于強電解質B.由B點數(shù)據(jù)可知,H2FeO4的第一步電離常數(shù) =4.010-4D.A、C兩點對應溶液中水的電離程度不相等 答案 BD 深度指津 1.電離常數(shù)的4個應用 判斷弱酸(或弱堿)的相對強弱電離常數(shù)越大,弱酸(或弱堿)的酸性(或堿性)越強。如常溫下,CH3COOH的Ka=1.810-5,H2CO3的 =4.310