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第 51 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.理解电离常数的含义,掌握电离常
数的应用并能进行相关计算。
考点一 弱电解质的电离平衡及影响因素
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。
平衡建立过程如图所示:
2.外因对电离平衡的影响
(1)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越____,越易电离。
(2)温度:温度越高,电离程度______。
(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
____________________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________方
向移动。
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.弱电解质溶液中至少存在两种共价化合物分子( )
3.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
( )
4.一元弱碱BOH的电离方程式为BOH===B++OH-( )
5.NaSO 溶液与NaHSO 溶液中所含微粒的种类相同( )
2 3 3
6.电离平衡向右移动,弱电解质分子的浓度一定减小( )
7.25 ℃时,0.1 mol·L-1的氨水加水稀释,各离子浓度均减小( )
一、外因对电离平衡移动结果的判断
1.以0.1 mol·L-1 CHCOOH溶液为例,只改变一种条件对CHCOOH(aq)CHCOO-(aq)
3 3 3
+H+(aq) ΔH>0的影响,完成下表:
改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 导电能力
加水稀释
加入少量冰醋酸
通入HCl(g)
加NaOH(s)
加CHCOONa(s)
3
升高温度
2.在两个密闭的锥形瓶中,0.05 g形状相同的镁条(过量)分别与2 mL 2 mol·L-1的盐酸和醋酸
反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A.①代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
B.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均大于醋酸与Mg反应的化学反应
速率
C.反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.1 mol·L-1 NaOH溶液完全中和上述两种酸溶液,盐酸消耗NaOH溶液的体积更大
一强一弱的比较
(1)相同浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸与金属或碱反应特点分析
项目 中和碱的能力 与足量Mg反应 与足量Mg反应过程中的速率产生H 的量
2
酸
一元强酸 开始时强酸的反应速率大,一
相同 相同
一元弱酸 段时间后弱酸的反应速率大
(2)相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸与金属或碱反应特点分析
项目 与足量Mg反
中和碱的能力 与足量Mg反应过程中的速率
酸 应产生H 的量
2
一元强酸 小 少 开始时二者相同,一段时间后弱
一元弱酸 大 多 酸的速率保持较大
二、多角度证明弱电解质
3.能证明蚁酸(HCOOH)是弱酸的实验事实是( )
A.HCOOH溶液与Zn反应放出H
2
B.0.1 mol·L-1 HCOOH溶液可使紫色石蕊溶液变红
C.HCOOH溶液与NaCO 反应生成CO
2 3 2
D.常温时0.1 mol·L-1 HCOOH溶液的pH=2.3
4.某同学拟用pH计测定溶液pH以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是(
)
A.25 ℃时,若测得0.01 mol·L-1 HR溶液pH>2,则HR是弱酸
B.25 ℃时,若测得0.01 mol·L-1和0.1 mol·L-1 HR溶液的pH差值等于1,则HR是弱酸
C.25 ℃时,若测得0.01 mol·L-1 NaR溶液pH=7,则HR是弱酸
D.25 ℃时,若测得NaR溶液pH=a,将该溶液升温至50 ℃,测得pH=b,a>b,则HR
是弱酸
判断弱电解质的三个思维角度
角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离。
角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动。
角度三:弱电解质形成的盐类能水解。
考点二 电离平衡常数及应用
1.电离平衡常数表达式(1)一元弱酸或弱碱
一元弱酸HA 一元弱碱BOH
电离方程式 HAH++A- BOHB++OH-
电离常数表达式 K= K =
a b
(2)多元弱酸(以HCO 为例)
2 3
第一步电离 第二步电离
电离方程式 HCOH++HCO HCOH++CO
2 3
电离常数表达式 K = K =
a1 a2
电离常数关系 K ____K (填“>”或“<”)
a1 a2
2.电离常数的影响因素
(1)内因:相同温度下,电解质越弱,其电离常数______,反之,电离常数______。
(2)外因:电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K______。
3.电离常数的意义
(1)反映弱电解质的相对强弱,电离平衡常数越大,弱电解质的电离能力越强。
(2)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是K >K >K ……,当K ≫K 时,计算多元弱酸中
a1 a2 a3 a1 a2
的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑____________。
1.同一弱电解质,浓度不同其电离常数一定不同( )
2.弱电解质的电离平衡右移,电离常数一定增大( )
3.某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大( )
4.常温下,依据K (H CO)>K (H PO ),可知碳酸的酸性比磷酸强( )
a1 2 3 a2 3 4
一、弱电解质相对强弱的比较
1.(2022·湖北,12)根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,给出质子的能力越强,
酸性越强。已知:NH+NH ===NH+NH ,NH +CHCOOH===NH+CHCOO-,下列酸
2 3 2 4 2 4 3 2 3
性强弱顺序正确的是( )
A.NH>N H>NH
2 2 4
B.NH>CH COOH>NH
2 3
C.NH >N H>CH COO-
3 2 4 3
D.CHCOOH>N H>NH
3 2
2.下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是( )
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸
3.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 =1.1×10-7 K =4.5×10-7 K=
a1 a1 a
K=1.77×10-4
a
数(25 ℃) 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
二、微粒浓度比值判断
4.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)________。
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10-7mol·L
3
-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。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
2.(2022·全国乙卷,13)常温下,一元酸HA的K(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-
a
不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c (HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
总
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度[]为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c (HA)之比为10-4
总
3.[2020·天津,16(5)节选]已知 25 ℃碳酸电离常数为 K 、K ,当溶液 pH=12 时,
a1 a2
c(H CO)∶c(HCO)∶c(CO)=1∶______∶____________________。
2 3