2023年高考化学一轮复习（全国版）第8章第43讲　弱电解质的电离平衡_05高考化学_通用版（老高考）复习资料_2023年复习资料_一轮复习_2023年高考化学一轮复习讲义+课件（全国版）

第 43 讲 弱电解质的电离平衡 复习目标 1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡。2.理解电离平衡常数，掌握电离平衡常 数的相关计算。3.理解电离平衡常数的相关应用。 考点一 弱电解质的电离平衡及影响因素 1．弱电解质的电离平衡概念 (1)电离平衡的建立 在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质分子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 ①开始时，v(电离)最大，而v(结合)为0。 ②平衡的建立过程中，v(电离)＞v(结合)。 ③当v(电离)＝v(结合)时，电离过程达到平衡状态。 2．影响电离平衡的因素 以0.1 mol·L－1 CHCOOH溶液为例，填写外界条件对CHCOOH(aq)CHCOO－(aq)＋H＋ 3 3 3 (aq) ΔH＞0的影响。 改变条件 平衡移动方向 n(H＋) c(H＋) 导电能力 加水稀释 向右 增大 减小 减弱 加入少量冰醋酸 向右 增大 增大 增强通入HCl(g) 向左 增大 增大 增强 加NaOH(s) 向右 减小 减小 增强 加CHCOONa(s) 向左 减小 减小 增强 3 升高温度 向右 增大 增大 增强 1．弱电解质溶液中至少存在两种共价化合物分子( ) 2．氨气溶于水，当NH ·H O电离出的c(OH－)＝c(NH)时，表明NH ·H O电离处于平衡状态 3 2 3 2 ( ) 3．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( ) 4．25 ℃时，0.1 mol·L－1 CHCOOH加水稀释，各离子浓度均减小( ) 3 5．电离平衡向右移动，弱电解质的电离度一定增大( ) 6．电离平衡向右移动，电解质分子的浓度一定减小( ) 答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 电离平衡移动结果的分析 1．分别画出冰醋酸加水稀释过程中溶液的电导率和pH随加水体积变化的曲线。 答案 2．常温下，①100 mL 0.01 mol·L－1的CHCOOH溶液，②10 mL 0.1 mol·L－1的CHCOOH 3 3 溶液。用“＞”“＝”或“＜”填写下列问题。 (1)c(CHCOO－)：①________②。 3 (2)电离程度：①________②。 (3)在上述两种溶液中加入足量锌片。开始时的反应速率：①________②，反应结束生成相 同状况下H 的体积：①________②。 2 (4)与同浓度的NaOH溶液完全反应消耗NaOH溶液的体积：①________②。 答案 (1)＜ (2)＞ (3)＜ ＝ (4)＝3．HS水溶液中存在电离平衡：HSH＋＋HS－和HS－H＋＋S2－。若向HS溶液中 ( 2 2 2 ) A．加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大 B．通入过量SO 气体，平衡向左移动，溶液pH增大 2 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 C 解析 加水促进电离，但氢离子浓度减小，A项错误；通入过量SO 气体发生反应：2HS＋ 2 2 SO ===3S↓＋2HO，当SO 过量时溶液显酸性，而且酸性比HS强，pH减小，B项错误； 2 2 2 2 滴加新制氯水，发生反应：Cl ＋HS===2HCl＋S↓，平衡向左移动，溶液pH减小，C项正 2 2 确；加入少量硫酸铜固体，发生反应：HS＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋，H＋浓度增大，D项错误。 2 考点二 电离平衡常数及应用 1．概念 在一定条件下，弱电解质达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度(幂次方)的乘 积与溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常 数，用K(弱酸用K，弱碱用K )表示。 a b 2．表达式 一元弱酸HA 一元弱碱BOH 电离方程式 HAH＋＋A－ BOHB＋＋OH－ 电离常数表达式 K＝ K ＝ a b 3.特点 (1)电离平衡常数与温度有关，与浓度无关，升高温度，K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。 (3)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是K ≫K ≫K ……，故其酸性取决于第一步的电离。 1 2 3 4．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分子总数的 百分比。 (2)表示方法 α＝×100%，也可表示为α＝×100%。(3)影响因素 ①相同温度下，同一弱电解质，浓度越大，其电离度(α)越小。 ②相同浓度下，同一弱电解质，温度越高，其电离度(α)越大。 1．弱电解质的电离平衡右移，电离常数一定增大( ) 2．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( ) 3．某一弱电解质，电离度越大，电离常数就越大( ) 4．相同温度下，向1 mol·L－1的醋酸溶液中加入少量冰醋酸，其电离度变小( ) 5．稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度( ) 答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 一、利用电离常数判断弱电解质的相对强弱 1．部分弱酸的电离平衡常数如下表： 弱酸 HCOOH HS HCO HClO 2 2 3 电离平衡常 K＝ K ＝1.1×10－7 K ＝4.5×10－7 K＝ a a1 a1 a 数(25℃) 1.77×10－4 K ＝1.3×10－13 K ＝4.7×10－11 4.0×10－8 a2 a2 按要求回答下列问题： (1)HCOOH、HS、HCO、HClO的酸性由强到弱的顺序为___________________________。 2 2 3 (2)相同浓度的HCOO－、HS－、S2－、HCO、CO、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为 ______________________________________________________________________________。 (3)运用上述电离常数及物质的特性判断下列化学方程式不正确的是________(填序号)。 ①次氯酸与NaHCO 溶液的反应：HClO＋HCO===ClO－＋HO＋CO↑ 3 2 2 ②少量CO 通入NaClO溶液中：CO＋HO＋2ClO－===CO＋2HClO 2 2 2 ③少量CO 通入NaClO溶液中：CO＋HO＋ClO－===HCO＋HClO 2 2 2 ④硫化氢通入NaClO溶液中：HS＋ClO－===HS－＋HClO 2 ⑤碳酸钠滴入足量甲酸溶液中：2HCOOH＋CO===2HCOO－＋CO↑＋HO 2 2 答案 (1)HCOOH＞HCO＞HS＞HClO 2 3 2 (2)S2－＞CO＞ClO－＞HS－＞HCO＞HCOO－ (3)①②④二、判断微粒浓度比值的大小 2．下列关于电解质的说法正确的是______________(填字母)。 A．向0.1 mol·L－1 CHCOOH溶液中加入少量水，溶液中减小 3 B．室温下向10 mL 0.1 mol·L－1的氨水中加水稀释后，溶液中不变 C．等体积、等物质的量浓度的NaCO 和NaHCO 溶液混合：＜ 2 3 3 D．将浓度为0.1 mol·L－1 HF溶液加水不断稀释过程中，电离平衡常数K(HF)保持不变，始 a 终增大 答案 B 解析 B项，NH ·H O的电离常数K ＝，温度不变，K 不变，正确；C项，等体积、等物质 3 2 b b 的量浓度的NaCO 和NaHCO 溶液混合，根据电离常数有K ＝、K ＝，同一溶液中c(H＋) 2 3 3 a1 a2 相等，则c(H＋)＝K ·＝K ·，而K ＞K ，则＞，错误；D项，0.1 mol·L－1的HF加水稀释， a1 a2 a1 a2 c(F－)趋近于0，而c(H＋)趋于不变(10－7 mol·L－1)，故变小，错误。 3．常温下，将0.1 mol·L－1的CHCOOH溶液加水稀释，请填写下列表达式中的数据变化情 3 况(填“变大”“变小”或“不变”)。 (1)________； (2)________； (3)________； (4)________； (5)________。 答案 (1)变小 (2)变大 (3)变小 (4)不变 (5)不变 解析 (1)将该式变为＝或稀释时醋酸的电离平衡正向移动，n(CHCOOH)减小，n(H＋)增大 3 因而其比值变小。 (2)将该式变为＝或稀释时醋酸的电离平衡正向移动，n(CHCOOH)减小，n(CHCOO－)增大 3 3 因而其比值变大。 (5)将该式变为＝，故比值不变。 判断溶液中微粒浓度比值的三种方法 (1)将浓度之比转化为物质的量之比进行比较，这样分析起来可以忽略溶液体积的变化，只 需分析微粒数目的变化即可。 (2)“假设法”，如上述问题(3)，假设无限稀释，c(CHCOO－)趋近于0，c(H＋)趋于10－ 3 7mol·L－1，故比值变小。 (3)“凑常数”，解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的浓度，转化为一个常 数与某种粒子浓度的乘积或相除的关系。三、根据电离度求电离常数 4．已知25 ℃时，某浓度为c的一元弱酸HA的电离度为α，求该温度下的HA的电离常数 (K)。 a 答案 HA  H＋ ＋ A－ 起始 c 0 0 转化 c·α c·α c·α 平衡 c·(1－α) c·α c·α K＝＝，α很小，可认为1－α≈1，则K＝c·α2。 a a 1．(2020·北京，11)室温下，对于1 L 0.1 mol·L－1醋酸溶液。下列判断正确的是( ) A．该溶液中CHCOO－的粒子数为6.02×1022 3 B．加入少量CHCOONa固体后，溶液的pH降低 3 C．滴加NaOH溶液过程中，n(CHCOO－)与n(CHCOOH)之和始终为0.1 mol 3 3 D．与NaCO 溶液反应的离子方程式为CO＋2H＋===HO＋CO↑ 2 3 2 2 答案 C 解析 醋酸属于弱电解质，则 CHCOO－的粒子数小于 6.02×1022，A 错误；加入少量 3 CHCOONa固体，抑制醋酸的电离，溶液的pH升高，故B错误；根据物料守恒， 3 n(CHCOO－)＋n(CHCOOH)＝0.1 mol，故C正确；醋酸的酸性强于碳酸，则根据强酸制取 3 3 弱酸，醋酸与NaCO 溶液反应生成醋酸钠、二氧化碳和水，醋酸是弱电解质，离子反应中 2 3 不能拆写，故D错误。 2．(2021·河北1月选考模拟，14)HPO 的电离是分步进行的，常温下K ＝7.6×10－3，K ＝ 3 4 a1 a2 6.3×10－8，K ＝4.4×10－13。下列说法正确的是( ) a3 A．浓度均为0.1 mol·L－1的NaOH溶液和HPO 溶液按照体积比2∶1混合，混合液的pH<7 3 4 B．NaHPO 溶液中，c(H＋)＋c(H PO)＋c(H PO )＝c(PO)＋c(OH－) 2 4 2 3 4 C．向0.1 mol·L－1的HPO 溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)，溶液pH＝1时，溶 3 4 液中大约有7.1%的HPO 电离 3 4 D．在HPO 溶液中加入NaOH溶液，随着NaOH的加入，溶液的pH增大，当溶液的pH＝ 3 4 11时，c(PO)>c(HPO) 答案 C 解析 NaOH和HPO 按物质的量之比2∶1混合，恰好反应产生NaHPO ，在HPO溶液中， 3 4 2 4 存在HPO的电离平衡和水解平衡，电离平衡常数K ＝4.4×10－13，水解平衡常数K ＝＝ a3 h2 ≈1.59×10－7，K ＞K ，水解程度大于电离程度，因此溶液显碱性，pH＞7，A错误；在 h2 a3 NaHPO 溶液中，根据质子守恒可得c(H＋)＋c(H PO)＋2c(H PO )＝c(PO)＋c(OH－)，B错误； 2 4 2 3 4 设电离出的c(H PO)＝x，K ＝＝＝7.6×10－3，x≈ 2 a10.007 1 mol·L－1，溶液中大约电离的HPO 有×100%＝7.1%，C正确；当溶液的pH＝11时， 3 4 c(H＋)＝10－11 mol·L－1，K ＝＝＝4.4×10－13，则 ＝4.4×10－2，则c(PO)＜c(HPO)，D错误。 a3 3．(2020·海南，12)某弱酸HA溶液中主要成分的分布分数随pH的变化如图所示。下列说法 错误的是( ) A．该酸－lg K ≈4.7 a B．NaA的水解平衡常数K ＝ h C．当该溶液的pH＝7.0时，c(HA)c(K＋)>c(OH－) 答案 C 解析 滴定至终点时发生反应：2NaOH＋2KHA===KA＋NaA＋2HO。溶液导电能力与溶 2 2 2 液中离子浓度和种类有关，离子浓度越大、所带电荷越多，其导电能力越强，A项正确；图 像中纵轴表示“相对导电能力”，随着NaOH溶液的滴加，溶液中c(K＋)、c(HA－)逐渐减小，而Na＋、A2－的物质的量逐渐增大，由题图可知，溶液的相对导电能力逐渐增强，说明 Na＋ 与A2－的导电能力之和大于HA－的，B项正确；本实验默认在常温下进行，滴定终点时，溶 液中的溶质为邻苯二甲酸钠和邻苯二甲酸钾，由于邻苯二甲酸是弱酸，所以溶液呈碱性， pH>7，C项错误；滴定终点时，c(K＋)＝c(Na＋)，a点到b点加入NaOH溶液的体积大于b点 到c点的，故c点时c(K＋)>c(OH－)，所以c(Na＋)>c(K＋)>c(OH－)，D项正确。 课时精练 1．一定温度下，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( ) A．a、b、c三点溶液的pH：cNaB(OH) 3 4 D．NaOH溶液溅到皮肤时，可用大量清水冲洗，再涂上硼酸溶液 答案 C 解析 根据题意可知HBO 只存在一步电离，产生一个氢离子，所以为一元酸，A正确；设 3 3 0.01 mol·L－1 HBO 溶液中c(H＋)＝x，则c[B(OH)]也可近似认为等于x，则有K(H BO)＝＝ 3 3 a 3 3 5.4×10－10，解得x≈2.3×10－6 mol·L－1，所以pH≈6，B正确；K(H BO)< a 3 3 K(CHCOOH)，所以B(OH)的水解程度更大，浓度相同时硼酸钠碱性更强，则等浓度溶液 a 3 的pH：CHCOONa＜NaB(OH) ，C错误；NaOH溶液溅到皮肤上，用水冲洗后涂上酸性较 3 4 弱的硼酸溶液，可中和残留的碱，D正确。 8．常温下，CHCOOH、HCOOH(甲酸)的电离常数分别为1.7×10－5、1.8×10－4，以下关于 3 0.1 mol·L－1 CHCOOH溶液、0.1 mol·L－1 HCOOH溶液的说法正确的是( ) 3 A．c(H＋)：CHCOOH＞HCOOH 3 B．等体积的两溶液中，分别加入过量的镁，产生氢气的体积：HCOOH＞CHCOOH 3 C．HCOOH可能与NaOH发生反应：H＋＋OH－===HO 2 D．将CHCOOH溶液稀释100倍过程中，保持不变 3 答案 D 解析 等浓度的甲酸和乙酸溶液，甲酸酸性强，电离程度大，所以溶液中的 c(H＋)： CHCOOH＜HCOOH，故A错误；等浓度等体积的甲酸和乙酸溶液中，甲酸和乙酸的物质 3 的量相等，分别加入过量的镁，产生氢气的体积相等，故 B错误；HCOOH是弱酸，与 NaOH发生反应：HCOOH＋OH－===HCOO－＋HO，故C错误。 29．将浓度为0.1 mol·L－1 HF溶液加水稀释，下列各量保持增大的是( ) ①c(H＋) ②c(F－) ③c(OH－) ④K(HF) ⑤K ⑥ ⑦ a w A．①⑥ B．②④ C．③⑦ D．④⑤ 答案 C 解析 HF溶液中存在电离平衡：HFF－＋H＋，加水稀释时，平衡正向移动，由于溶液体 积的增大程度大于n(F－)、n(H＋)的增大程度，则溶液中c(F－)、c(H＋)均减小，①②错误；由 于溶液的温度不变，则K 、K(HF)不变，④⑤错误；由于K ＝c(H＋)·c(OH－)，c(H＋)减小且 w a w K 不变，则c(OH－)增大，③正确；K(HF)＝，＝，K(HF)不变， w a a c(F－)减小，则的值增大，⑦正确。 10．25 ℃时，用0.1 mol·L－1的CHCOOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液，当滴 3 加V mL CH COOH溶液时，混合溶液的pH＝7。已知CHCOOH的电离常数为K，忽略混 3 3 a 合时引起的溶液体积的变化，下列关系式正确的是( ) A．K＝ B．V＝ C．K＝ D．K＝ a a a 答案 A 解析 混合溶液的pH＝7，说明醋酸过量，c(CHCOOH)≈ mol·L－1，根据电荷守恒：c(Na 3 ＋)＋c(H＋)＝c(CHCOO－)＋c(OH－)及c(H＋)＝c(OH－)可得，c(Na＋)＝c(CHCOO－)＝ mol·L－ 3 3 1，则K＝＝，A项正确。 a 11．(2022·临汾模拟)现取20 mL c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1的CHCOOH溶液，加入0.2 mol· 3 L－1的氨水，测得溶液导电能力的变化如图所示，则加入氨水前 CHCOOH的电离度为( 3 ) A．0.5% B．1.5% C．0.1% D．1% 答案 D 解析 由题图可知，当加入10 mL氨水时，溶液的导电能力最强，即此时二者恰好完全反 应，则有20 mL×c(CHCOOH)＝0.2 mol·L－1×10 mL，则c(CHCOOH)＝0.1 mol·L－1，故 3 3 CHCOOH的电离度为×100%＝1%。 3 12．下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数： CHCOOH HCO HS 3 2 3 2 K ＝4.3×10－7 K ＝9.1×10－8 a1 a1 K＝1.8×10－5 a K ＝5.6×10－11 K ＝1.1×10－12 a2 a2 则下列说法不正确的是( )A．碳酸的酸性强于氢硫酸 B．多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定 C．常温下，加水稀释醋酸，增大 D．向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，电离常数不变 答案 C 解析 由表中HCO 和HS的电离平衡常数可知，HCO 的K 大于HS的K ，则碳酸的酸 2 3 2 2 3 a1 2 a1 性强于氢硫酸，A正确；多元弱酸分步发生电离，第一步电离产生的H＋抑制第二步、第三 步的电离，故多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定，B正确；电离平衡常数只与温度有关， 向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，溶液温度不变，则电离平衡常数不变，D正确。 13．(2022·河南罗山模拟)磷是重要的元素，能形成多种含氧酸和含氧酸盐。回答下列问题： Ⅰ. 亚磷酸(H PO )是二元酸，HPO 溶液存在电离平衡：HPO H＋＋HPO。亚磷酸与足 3 3 3 3 3 3 2 量NaOH溶液反应，生成水和NaHPO 。 2 3 (1)写出亚磷酸钠(Na HPO )中磷的化合价：_______________________________________。 2 3 (2)亚磷酸与少量NaOH溶液反应的离子方程式为__________________________________。 (3)亚磷酸具有强还原性，可使碘水褪色，该反应的化学方程式为_____________。 Ⅱ.已知：①次磷酸(H PO )是一种一元弱酸；②常温下，电离平衡常数K(H PO )＝5.9×10－ 3 2 a 3 2 2，K(CHCOOH)＝1.8×10－5。 a 3 (4)下列说法正确的是__________(填字母)。 A．次磷酸的电离方程式为HPO H＋＋HPO 3 2 2 B．NaH PO 属于酸式盐 2 2 C．浓度均为0.1 mol·L－1的次磷酸(H PO )与盐酸相比前者导电能力强 3 2 D．0.1 mol·L－1 NaH PO 溶液的pH比0.1 mol·L－1 CHCOONa溶液的pH小 2 2 3 答案 (1)＋3 (2)H PO ＋OH－===HPO＋HO (3)H PO ＋I＋HO===2HI＋HPO (4)AD 3 3 2 2 3 3 2 2 3 4 解析 (4)次磷酸为一元弱酸，则电离方程式为HPO H＋＋HPO，A正确；NaH PO 属于 3 2 2 2 2 正盐，B错误；次磷酸为一元弱酸，则浓度均为0.1 mol·L－1的次磷酸(H PO )与盐酸相比前 3 2 者导电能力弱，C错误；由信息②可知HPO 的酸性比醋酸强，则0.1 mol·L－1 NaH PO 溶 3 2 2 2 液的pH比0.1 mol·L－1 CHCOONa溶液的pH小，D正确。 3 14．(1)已知酸性：HSO > ＞HSO＞ ，水杨酸( )与 2 3 NaSO 溶液反应，生成物为________(填字母)。 2 3 A． B．SO 2 C．NaHCO D． 3(2)亚硫酸电离常数为K 、K ，改变0.1 mol·L－1亚硫酸溶液的pH，其平衡体系中含硫元素 a1 a2 微粒物质的量分数δ与pH的关系如图，＝___________________________。 答案 (1)A (2)105 解析 (2)c(H SO )＝c(HSO)时，K (H SO )＝10－2，当c(SO)＝c(HSO)时，K (H SO )＝10－ 2 3 a1 2 3 a2 2 3 7，＝＝105。