江苏省2020版高考化学新增分大一轮复习专题8溶液中的离子反应第23讲弱电解质的电离平衡讲义(含解析)苏教版.docx
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1、1第 23讲 弱电解质的电离平衡考纲要求 理解并能表示弱电解质在水溶液中的电离平衡。考点一 弱电解质的电离平衡1弱电解质(1)概念(2)与化合物类型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,弱电解质主要是某些共价化合物。2弱电解质的电离概念(1)电离平衡的建立在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。(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。3外因对电离平衡的影响(1)浓度:在一定温度下,
2、同一弱电解质溶液,浓度越小,越易电离。(2)温度:温度越高,电离程度越大。(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离方向移动。如:2以 0.1molL1 CH3COOH溶液为例,填写外界条件对 CH3COOHCH3COO H H0 的影响。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
3、小 增强 不变加 CH3COONa(s) 向左 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(1)强电解质稀溶液中不存在溶质分子,弱电解质稀溶液中存在溶质分子()(2)氨 气 溶 于 水 , 当 NH3H2O电 离 出 的 c(OH ) c(NH )时 , 表 明 NH3H2O电 离 处 于 平 衡 状 态 4()(3)室温下,由 0.1molL1 一元碱 BOH的 pH10,可知溶液中存在 BOH=B OH ()(4)电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大()(5)25时,0.1molL 1 CH3COOH加水稀释,各离
4、子浓度均减小()(6)电离平衡向右移动,弱电解质的电离度一定增大()解析 (2)NH 3H 2ONH3H2ONH OH ,NH 3H2O电离出的 c(OH )与 c(NH )永远4 4相等,不能表明 NH3H2O电离处于平衡状态。(3)由于 OH 的浓度小于 0.1molL1 ,所以BOH应属于弱碱,其电离方程式应为 BOHB OH 。(4) 都不一定。如对于CH3COOHCH3COO H 平衡后,加入冰醋酸, c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能“消除”这种改变,再次平衡时, c(CH3COOH)比原平衡时大;加水稀释或加少量 NaOH固体,都会引起平衡右
5、移,但 c(CH3COOH)、 c(H )都比原平衡时要小。(5)CH 3COOH溶液稀释时, c(CH3COO )、 c(H )减小,但 c(OH )会增大。(6)CH 3COOH溶液中加冰醋酸,电离平衡向右移动,但 CH3COOH的电离度减小。125时,稀释 0.1molL1 的 CH3COOH溶液,溶液中所有离子浓度都降低吗?请阐述判断的理由_。答案 不是, c(CH3COO )、 c(H )降低,水的电离被抑制程度降低,则 c(OH )增大或温3度不变, Kw不变, c(H )降低, c(OH )必然增大2分别画出冰醋酸和 0.1molL1 的醋酸加水稀释时导电能力的变化图。答案 题组
6、一 影响电离平衡的因素1常温下,0.1molL 1 醋酸溶液的 pH a,下列能使溶液 pH a1 的措施是( )A将溶液稀释到原体积的 10倍B加入适量的醋酸钠固体C加入等体积的 0.2molL1 盐酸D提高溶液的温度答案 B解析 醋酸是弱酸,电离方程式是 CH3COOHH CH 3COO ,故稀释 10倍,pH 增加不到一个单位,A 项错误;加入适量的醋酸钠固体,抑制醋酸的电离,使其 pH增大,可以使其pH由 a变成 a1,B 项正确;加入等体积的 0.2molL1 盐酸,虽然抑制了醋酸的电离,但增大了 c(H ),溶液的 pH减小,C 项错误;提高溶液的温度,促进了醋酸的电离, c(H
7、)增大,溶液的 pH减小,D 项错误。2(2019武汉调研)稀氨水中存在着下列平衡:NH 3H2ONH OH ,若要使平衡向左4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ABCD答案 C解析 若在氨水中加入 NH4Cl固体, c(NH )增大,平衡向左移动, c(OH )减小,不合题4意;硫酸中的 H 与 OH 反应,使 c(OH )减小,平衡向右移动,不合题意;当在氨水中加入 NaOH固体后, c(OH )增大,平衡向左移动,符合题意;若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向右移动,且 c(OH )减小,
8、不合题意;电离属吸热过程,加热平衡向右移动,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。题组二 平衡移动后结果的确定3已知人体体液中存在如下平衡:CO 2H 2OH2CO3H HCO ,以维持体液 pH的相3对稳定。下列说法不合理的是( )4A当强酸性物质进入体液后,上述平衡向左移动,以维持体液 pH的相对稳定B当强碱性物质进入体液后,上述平衡向右移动,以维持体液 pH的相对稳定C若静脉滴注大量生理盐水,则体液的 pH减小D进行呼吸活动时,如果 CO2进入血液,会使体液
9、的 pH减小答案 C解析 若静脉滴注大量生理盐水,则血液被稀释,平衡虽然正向移动,但根据勒夏特列原理, c(H )减小,体液的 pH增大。4饱和氨水中存在化学平衡和电离平衡:NH 3H 2ONH3H2ONH OH 。下列有关4说法正确的是( )A常温下饱和氨水的 pH7B向氨水中滴加过量硫酸,上述平衡均正向移动,pH 增大C电离是吸热过程,升高温度,上述平衡均正向移动D向氨水中加入少量 NaOH固体,上述平衡均逆向移动,有 NH3放出答案 AD解析 常温下饱和氨水呈碱性,pH7,A 项正确;加入过量硫酸,H 浓度增大,pH 减小,B项错误;升温会使 NH3逸出,NH 3H 2ONH3H2O平衡
10、向逆反应方向移动, C项错误;加入 少 量 NaOH固 体 , OH 浓 度 增 大 , 平 衡 向 生 成 NH3的 方 向 移 动 , 有 NH3放 出 , D项 正 确 。5H 2S水溶液中存在电离平衡 H2SH HS 和 HS H S 2 。若向 H2S溶液中 ( )A加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度减小B通入过量 SO2气体,平衡向左移动,溶液 pH增大C滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液 pH减小D加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小答案 AC解析 加水促进电离,但氢离子浓度减小,A 项正确;通入过量 SO2气体发生反应2H2SSO 2=3S2H 2O,当
11、 SO2过量时溶液显酸性,而且酸性比 H2S强,pH 减小,B 项错误;滴加新制氯水,发生反应 Cl2H 2S=2HClS,平衡向左移动,溶液 pH减小,C 项正确;加入少量硫酸铜固体,发生反应 H2SCu 2 =CuS2H ,H 浓度增大,D 项错误。弱电解质电离平衡的移动结果判断需克服思维定式:(1)电离平衡向右移动,电离程度不一定增大。(2)电离平衡向右移动,电解质的分子浓度不一定减小,电解质的离子浓度也可能减小。5题组三 弱电解质电离与溶液导电图像分析6.向溶液中加入新物质时,其导电性( I)符合图示变化趋势的实验操作是( )A乙酸溶液中通入氨气至过量B澄清的石灰水中通入 CO2至过量
12、C亚硫酸中通入氯气至过量D氨水中通入氯化氢气体答案 B解析 A 项中,弱电解质醋酸与氨水反应生成了强电解质醋酸铵,所以导电能力增强;B 项中,随着二氧化碳的通入生成碳酸钙沉淀和水,离子浓度减少,导电能力减弱,恰好反应后生成碳酸钙和水,导电能力最小,继续通入二氧化碳,会和水、碳酸钙反应生成碳酸氢钙强电解质,导电能力又增强;C 项中,亚硫酸是弱电解质,通入氯气会反应生成硫酸和盐酸,离子浓度增大,所以导电能力逐渐增强;D 项中,氨水与氯化氢反应生成强电解质氯化铵,故导电能力是逐渐增强的。7一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是( )Aa、b、c 三
13、点溶液的 pH:cabBa、b、c 三点 CH3COOH的电离程度:cabC用湿润的 pH试纸测量 a处溶液的 pH,测量结果偏小Da、b、c 三点溶液用 1molL1 NaOH溶液中和,消耗 NaOH溶液体积:cab答案 C解析 A 项,由导电能力知 c(H ):bac,故 pH:cab;B 项,加水体积越大,越利于 CH3COOH电离,故电离程度:cba;C 项,用湿润的 pH试纸测量 a处溶液的 pH,相当于稀释 a点溶液, c(H )增大,pH 偏小;D 项,a、b、c 三点 n(CH3COOH)相同,用NaOH溶液中和时消耗 n(NaOH)相同,故消耗 V(NaOH):abc。8.电
14、导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反6应的 终 点 。 右 图 是 KOH溶 液 分 别 滴 定 HCl溶 液 和 CH3COOH溶 液 的 滴 定 曲 线 示 意 图 。 下 列 示 意图中,能正确表示用 NH3H2O溶液滴定 HCl和 CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( )答案 D解析 HCl 为强电解质,CH 3COOH为弱电解质,滴加 NH3H2O,先与 HCl反应,生成同样为强电解质的 NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导率下降。当 HCl被中和完后,继续与 CH3COOH弱电解质反应,生成 CH3COONH4,为强电解质,所以
15、电导率增大。HCl与 CH3COOH均反应完后,继续滴加弱电解质 NH3H2O,电导率变化不大,因为溶液被稀释,有下降趋势。影响电解质溶液的导电能力的主要因素电解质溶液的导电能力主要取决于离子的浓度、离子在电场中的运动速率以及离子所带的电荷数目。(1)相同条件下溶液的离子浓度越大,其导电能力越强。(2)相同离子浓度时,离子所带的电荷数越多,溶液的导电能力越强。(3)温度越高,溶液的导电能力越强。考点二 电离平衡常数1表达式(1)一元弱酸 HA的电离常数:根据 HAH A ,可表示为 Ka 。cA cH cHA7(2)一元弱碱 BOH的电离常数:根据 BOHB OH ,可表示为 Kb 。cB c
16、OH cBOH2特点(1)电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度, K值增大。(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱, K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。例如,在 25时, K(HNO2)4.610 4 , K(CH3COOH)1.810 5 ,因而 HNO2的酸性比CH3COOH强。(3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是 K1K2K3,故其酸性取决于第一步电离。3电离度(1)概念在 一 定 条 件 下 的 弱 电 解 质 达 到 电 离 平 衡 时 , 已 经 电 离 的 电 解 质 分 子 数 占 原 电 解 质 总 数 的 百 分比 。(2)表示方法 100%已 电
17、 离 的 弱 电 解 质 分 子 数溶 液 中 原 有 弱 电 解 质 的 总 分 子 数也可表示为 100%弱 电 解 质 的 某 离 子 浓 度弱 电 解 质 的 浓 度(3)影响因素相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度( )越小。相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度( )越大。(1)H2CO3的电离常数表达式: Ka ()c2H cCO23cH2CO3(2)弱电解质的电离平衡右移,电离平衡常数一定增大()(3)电离常数大的酸溶液中的 c(H )一定比电离常数小的酸溶液中的 c(H )大()(4)某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大()(5)相同温度下,向 1molL1
18、 的醋酸溶液中加入少量冰醋酸,其电离度变小()1同一温度下,H 2CO3的电离平衡常数 Ka14.410 7 , Ka24.710 11 ,有人认为Ka1、 Ka2差别很大的主要原因是第一步电离产生的 H 对第二步的电离起抑制作用造成的。你认为这种观点对吗?试从影响平衡常数因素的角度阐明你的观点。8答案 这种观点不正确,电离常数与温度有关,与溶液的 H 浓度无关。其差别大的主要原因是从 HCO 负电荷上解离一个正电荷(H )比从中性分子(H 2CO3)中解离一个正电荷(H )克3服微粒之间的作用要大,即内因影响电离常数。2从定性、定量的角度解释弱电解质溶液加水稀释,平衡移动方向。(1)应用平衡
19、移动原理解释 0.2molL1 的醋酸加水稀释平衡移动方向。答案 稀释弱电解质溶液时,溶液总浓度减小,根据平衡移动原理,平衡向减弱这种改变的方向移动,即正向移动。(2)应 用 Q与 K的 关 系 定 量 分 析 , 0.2 molL 1的 醋 酸 加 水 稀 释 平 衡 移 动 方 向 , c(H )减 小 的原 因 。答案 稀释时,假设溶液的体积扩大一倍,则 Q K,12cH 12cCH3COO 12cCH3COOH 12此时 Q K,故电离平衡正向移动。移动的结果使 c(CH3COOH)减小,由于平衡常数不变,故 c(H )和 c(CH3COO )都必然减小。3部分弱酸的电离平衡常数如下表
20、:弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO电离平衡常数(25)K1.7710 4K11.310 7K27.110 15K14.410 7K24.710 11K3.010 8按要求回答下列问题:(1)HCOOH、H 2S、H 2CO3、HClO 的酸性由强到弱的顺序为_。(2)同浓度的 HCOO 、HS 、S 2 、HCO 、CO 、ClO 结合 H 的能力由强到弱的顺序为3 23_。(3)将少量 CO2气体通入 NaClO溶液中,写出该反应的离子方程式:_。答案 (1)HCOOHH 2CO3H 2SHClO(2)S2 CO ClO HS HCO HCOO 23 3(3)ClO CO 2H
21、 2O=HClOHCO 39题组一 应用电离常数判断酸性强弱1硼酸(H 3BO3)溶液中存在:H 3BO3(aq)H 2O(l)B(OH)4 (aq)H (aq)。下列说法正确的是( )化学式 电离常数(298K)硼酸 K5.710 10碳酸K14.410 7K24.710 11醋酸 K1.7510 5A.等物质的量浓度的碳酸钠溶液和醋酸钠溶液比较,pH:前者后者B等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较,pH:前者后者C将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中一定能观察到有气泡产生D将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中一定能观察到有气泡产生答案 A解析 酸的电离常数越大,其酸性越强,根据电离常数知,酸性强弱顺
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