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第 07 讲 电离平衡
1.证据推理与模型认知:通过分析、推理等方法认识强弱电解质的本质特征及电离平衡常
数的意义,建立判断强弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型。
2.变化观念与平衡思想:知道弱电解质在水溶液中存在电离平衡,能正确书写弱电解质的
电离方程式,会分析电离平衡的移动。
一、强电解质和弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质:在水溶液中和熔融状态下均以分子形式存在,因而不能导电的化合物。
2.强电解质和弱电解质的比较
强电解质 弱电解质
概念 在水溶液中能全部电离的电解质 在水溶液中只能部分电离的电解质
电解质在溶液
只有阴、阳离子 既有阴、阳离子,又有电解质分子
中的存在形式
化合物类型 离子化合物、部分共价化合物 共价化合物
①弱酸,如CHCOOH、HClO
3
①多数盐(包括难溶性盐);
等;
实例 ②强酸,如HCl、HSO 等;
2 4
②弱碱,如NH ·H O等;
3 2
③强碱,如KOH、Ba(OH) 等
2
③水
二、弱电解质的电离平衡
1.电离平衡状态
(1)概念:在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱
电解质分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离过程就达到了
电离平衡状态。
(2)建立过程
(3)电离平衡的特征2.电离方程式的书写
(1)强电解质
完全电离,在写电离方程式时,用“===”。
(2)弱电解质
部分电离,在写电离方程式时,用“ ”。
①一元弱酸、弱碱一步电离。
如CHCOOH:CHCOOH CHCOO-+H+,
3 3 3
NH ·H O:NH ·H O NH+OH-。
3 2 3 2
②多元弱酸分步电离,必须分步写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如HCO:HCO H++HCO(主),HCO H++CO(次)。
2 3 2 3
③多元弱碱分步电离 (较复杂),在中学阶段要求一步写出。
如Fe(OH) :Fe(OH) Fe3++3OH-。
3 3
3.电离平衡的影响因素
(1)温度:弱电解质的电离一般是吸热过程,升高温度使电离平衡向电离的方向移动,电离
程度增大。
(2)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,离子相互碰撞结合为分子的几率
越小,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,电离程度减小。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时,电离平衡向电离方向移
动。
4.电解质溶液的导电性
(1)电解质导电的条件
电解质的导电条件是在水溶液中或高温熔融状态,共价化合物只能在水溶液中导电,离子
化合物在熔融状态和溶液中均可导电。
(2)导电性强弱
三、电离平衡常数
1.概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓
度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K表示。
2.电离平衡常数的表示方法
AB A++B- K=
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数。
例如:CHCOOH CHCOO-+H+
3 3
K=
a
NH ·H O NH+OH-
3 2
K =
b
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数。
多元弱酸的电离是分步进行的,每步各有电离平衡常数,通常用K 、K 等来分别表示。例
1 2
如,
HCO H++HCO K =;
2 3 a1
HCO H++CO K =。
a2
多元弱酸各步电离常数的大小比较为K ≫K ,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离
a1 a2
决定。由于多元弱碱为难溶碱,所以一般不用电离平衡常数,而用以后要学到的难溶物的
溶度积常数。
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度越大,酸(或碱)性
越强。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由物质的本性
所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与温度有关,由于电离为吸热过程,所以电
离平衡常数随温度升高而增大。
5.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a mol·L-1的CHCOOH
3
CHCOOH CHCOO-+H+
3 3
起始浓度/mol·L-1 a 0 0
变化浓度/mol·L-1 x x x
平衡浓度/mol·L-1 a-x x x
则K==≈
a
注意 由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度(a-x) mol·L-1一般近似为
a mol·L-1。
6.电离常数的四大应用
①判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
②判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,电离常数越大,对应的盐水解程度越小,酸性(或碱性)越弱。
③判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。
④计算弱酸、弱碱溶液中的c(H+)、c(OH-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(H+)=,弱碱溶液
中c(OH-)=。
(5)电离度和电离常数的关系α≈或K≈cα2。
四、强酸与弱酸的比较
1.一元强酸和一元弱酸的比较
(1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项 中和碱的 与足量活泼金属反应 与同一金属反应时的起
c(H+) 酸性
目酸 能力 产生H 的总量 始反应速率
2
一元强酸 大 强 大
相同 相同
一元弱酸 小 弱 小
(2)相同体积、相同c(H+)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项目 中和碱 与足量活泼金属反应 与同一金属反应时的
c(H+) 酸性
酸 的能力 产生H 的总量 起始反应速率
2
一元强酸 小 少
相同 相同 相同
一元弱酸 大 多
2.判断HA为一元弱酸的两种常用方法
(1)常温下,测量NaA溶液的pH,若pH>7,则证明HA为一元弱酸。
(2)配制0.01 mol·L-1的HA的溶液,测量溶液的pH,若pH>2,则证明HA为一元弱酸。
考点一 强电解质与弱电解质判断
例1.下列有关电解质、强电解质、弱电解质的分类正确的是
选项 A B C D
电解质 Cu CO NaCl NaOH
2
强电解
HCl Ba(OH) HClO BaSO
2 4 4
质
弱电解
CHCOOH HO Cu(OH) 氨水
3 2 2
质
考点二 电离方程式书写正误判断
例2.下列电离方程式中正确的是
A.Fe(OH) Fe3++3OH﹣ B.HCO H++CO
3 2 3C.NaHCO Na++H++CO D.NaSO SO +2Na+
3 2 3
考点三 电解质溶液的导电性及变化
例3.在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示。下列说法错误的
是
A.加水前导电能力约为零的原因是冰醋酸中几乎没有自由移动的离子
B.a、b、c三点对应的溶液中,CHCOOH电离程度最大的是c
3
C.a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由小到大的顺序是c<a<b
D.在b点加入浓硫酸,可使溶液中c(CHCOO-)增大、c(H+)增大
3
考点四 弱电解质的电离平衡及其影响因素
例4.某浓度的HF溶液中存在平衡:HF ⇌ H++F-,若要增大F-的浓度,同时减小H+的
浓度,可以采取的方法是
A.加入少量NaOH固体 B.增大HF浓度
C.加入少量的浓盐酸 D.加水稀释
考点五 电离常数的应用
例5.室温下,部分酸的电离平衡常数如下表:
(甲
酸 (草酸)
酸)
电离平衡
常数
下列离子方程式正确的是
A.草酸滴入足量 溶液中:
B.少量 通入 溶液中:
C.少量甲酸滴入 溶液中:
D.草酸与甲酸钠溶液混合:
考点六 强酸、弱酸的比较
例6.常温下,下列事实不能说明某一元酸HX是弱酸的是
A.0.1mol•L-1HX溶液的pH=3
B. NaX溶液的pH>7C.0.1mol•L-1HX溶液比0.1mol•L-1盐酸导电能力弱
D.0.1mol•L-1HX溶液与0.1mol•L-1NaOH溶液恰好中和
1.下列各组物质中,都是强电解质的是
A. 、 、 B. 、 、
C. 、 、 D. 、 、
2.设 为阿伏加德罗常数值。关于常温下 的 溶液,下列说法正确的是
A.溶液中的 数目为
B.加水稀释使电离度增大,溶液 减小
C.
D.加入 固体,溶液酸性减弱
3.下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
4.常温下,下列实验一定能证明HA为弱电解质的是
A.0.1mol/LNaA溶液的pH>7
B.0.1mol/LHA溶液中滴入石蕊试液呈红色
C.蛋壳浸泡在0.1mol/LHA溶液中有气体放出
D.HA溶液的导电性很弱
5.下列关于电离常数的说法正确的是
A.K 大的酸溶液中c(H+)一定比K 小的酸溶液中的c(H+)大
a a
B.CHCOOH的电离常数表达式为K=
3 a
C.向CHCOOH溶液中加入少量CHCOONa固体,电离常数减小
3 3
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
6.下列对氨水中存在的电离平衡NH ·H O +OH-叙述正确的是
3 2
A.加水稀释后,溶液中c(OH-)减小 ⇌
B.加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大
C.加入少量浓氢氧化钠溶液,电离平衡正向移动
D.加入少量氯化铵固体,溶液中c( )减小7.根据相应的图像,下列相关说法正确的是
A.图甲:醋酸溶液加水稀释,醋酸的电离程度:p点大于q点
B.图乙:等体积、等pH的盐酸和氢氟酸溶液加水稀释,由水电离出的 浓度:a点a>b
C.a、b、c三点溶液中, 电离程度最大的是b点
D.a、b、c三点溶液用1 mol·L NaOH溶液中和,恰好完全中和时消耗NaOH溶液体积相
等
11.下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是A.常温下,测得0.1molL 醋酸溶液的pH约为3
B.常温下,测得0.1mol⋅L 醋酸钠溶液的pH约为8
C.常温下, 的醋酸⋅ 溶液和 的 溶液等体积混合,溶液呈酸性
D.相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应,产生 的起始速率相等
12.下列电离方程式正确的是
A.醋酸钠的电离:CHCOONa CHCOO-+ Na+
3 3
B.碳酸氢钠的电离:NaHCO =Na++H++
3
C.Fe(OH) 的电离:Fe(OH) Fe3++3OH-
3 3
D.HS的电离:HS 2H++S2-
2 2
13.稀氨水中存在着下列平衡:NH ·H O +OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同
3 2
时使c(OH-)增大,应加入的适量物质或操⇌作是
A.NH Cl固体 B.硫酸 C.NaOH固体 D.加热
4
14.下列有关物质分类正确的是
A B C D
电解质 Cu HClO NaCl NaOH
强电解
HCl NaO BaSO
2 4
质
弱电解
SO 氨水
2
质
非电解
CO 蔗糖 NH 酒精
3
质
15.某温度下,HNO 和CHCOOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均
2 3
相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线II代表CHCOOH溶液
3
B.溶液中水的电离程度:d点>c点
C.从c点到d点,溶液中 逐渐增大(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
16.常温下, 、 (甲酸)的电离常数分别为 、 ,关于
溶液、 溶液的说法正确的是
A. :
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,开始时产生氢气的速率:
C. 与 发生反应的离子方程式:
D.将 溶液稀释100倍过程中, 保持不变
17.某温度下,将pH和体积均相同的HCl和 溶液分别加水稀释,其pH随加水
体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.稀释前溶液的浓度:
B.溶液中水的电离程度:b点”或“<”下同),反应完全
2 3
后,所得氢气的质量: ___________ 。
③将0.2mol/LHCN溶液与0.1mol/L Na CO 溶液等体积混合,发生反应的离子方程式为
2 3
_______。
(2)体积均为10mL、pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程
中溶液pH变化如图所示。稀释后,HX溶液中水电离的c(H+)比醋酸溶液中水电离的
c(H+)___________;电离常数 ___________ (填“>”、“=”或“<”),
理由是_________。
20.在一定温度下,将冰醋酸加水稀释,溶液的导电能力随加水量变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1)“0”点冰醋酸几乎不能导电的原因是___________。
(2)a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由小到大的顺序为___________。
(3)a、b、c三点对应的溶液中,c(CHCOOH)的电离程度最大的是___________。
3
(4)若使c点对应的溶液中c(CHCOO-)增大,下列措施,不可行的是___________(填字母,
3
下同)。
A.加热 B.加KOH固体 C.加水 D.加CHCOONa固
3
体(5)在稀释过程中,随着醋酸浓度的降低,下列各量增大的是___________。
A.c(H+) B.n(H+) C.c(CHCOOH) D.
3
(6)为证明醋酸为弱酸,请设计一个合理的实验:___________。