文档文本内容
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第01 讲 电离平衡
目录
01 考情解码·命题预警.........................................................................................................................2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 弱电解质的电离平衡.........................................................................................................4
知识点1 强电解质和弱电解质..................................................................................................................4
知识点2 弱电解质的电离平衡..................................................................................................................5
知识点3 电离平衡的影响因素..................................................................................................................6
考向1 考查弱电解质的判断......................................................................................................................7
思维建模 判断弱电解质的三个思维角度
考向2 考查电离平衡与溶液导电性综合判断..........................................................................................9
思维建模 电解质溶液导电能力的判断方法
考向3 考查电离平衡及其影响因素................................................................................................12
思维建模 电离平衡移动过程中离子浓度变化的判断
考点二 电离平衡常数...................................................................................................................15
知识点1 电离平衡常数............................................................................................................................15
知识点2 电离平衡常数的影响因素........................................................................................................16
知识点3 电离平衡常数的应用................................................................................................................16
知识点4 电离度........................................................................................................................................16
考向1 考查电离平衡常数的相关计算............................................................................................17
思维建模 有关电离平衡常数计算的两种题型
考向2 考查电离平衡常数的应用....................................................................................................21
思维建模 利用电离平衡常数判断反应能否进行及反应产物
04 真题溯源·考向感知.......................................................................................................................25
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
弱
解
的
电
质
离
电
平衡
选择题
非选择题
离平衡常数
电
及
其
用
应
选择题
非选择题
T14
T7(C)
T13(B)(D)
考情分析:
分析近三年的高考
,高考命
在本
有以下
律:
题
题
讲
试
规
1.从考
型和内容上看,高考命
以
的形式呈
,考
内容主要有以下
查题
题
题
查
选择
现
两个方面:
(1)弱
解
的
电
质
离平衡
电
;
(2)
离平衡常数
电
及其
用
应
。
2.从命
思路上看,
重
合
题
侧
结
水溶液中的离子平衡
像,考
图
查弱
解
的
电
质
离、
离平衡常数
电
电
及其
用
应
。
(1)能用化学用
正确表示弱
解
的
离平衡,能通
明水溶液中存在的
离平衡,能
例
明
电
质
电
电
电
语
过实验证
举
说
离平衡在生
、生活中的
用;
应
产
(2)
离平衡常数的含
和
用。
电
应
义
3.根据高考命
的特点和
律,复
要注意以下几个方面:
题
规
习时
(1)
弱
解
的概念,能从微
面理解
、弱
解
的本
区
。
强
电
质
强
电
质
质
观层
别
(2)
解
溶液的
能力比
,正确书
写电离方程式。
电
质
导电
电
(3)弱
解
的
离平衡常数概念和
离平衡常数与
离程度的关系。
电
质
电
电
电
(4)弱
解
的
离平衡及其特征,理解影响
离平衡的因素。
电
质
电
电
(5)常
弱酸和弱碱的
离常数大小,能比
它
的
离能力
弱。
电
电
强
见
较
们
复习目标:
1.
弱
解
在水溶液中存在
离平衡。
识
电
质
电
认
2.了解
离平衡常数的含
和
用。
电
应
义
3.掌握
离平衡常数的相关
算。
电
计
2
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3
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考点一 弱电解质的电离平衡
知识点1 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
电解质在溶液中
的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有电解质分子
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①多数盐(包括难溶性盐);
②强酸,如HCl、H2SO4等;
③强碱,如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸,如CH3COOH、HClO 等;
②弱碱,如NH3·H2O 等;
③水
3.判断强、弱电解质的实验设计(以判断室温下某酸(HA)是否为弱酸为例)
实验方法
结论
①测0.01 mol·L-1 HA 溶液的pH
pH=2,HA 为强酸
pH>2,HA 为弱酸
②测NaA 溶液的pH
pH=7,HA 为强酸
pH>7,HA 为弱酸
③相同条件下,测相同浓度的HA 和HCl 溶
液的导电能力
若HA 溶液的导电能力比HCl 溶液的弱,则
HA 为弱酸
④测相同pH 的HA 溶液与盐酸稀释相同倍数
前后的pH 变化
若HA 溶液的pH 变化较小,则HA 为弱酸
⑤测等体积、等pH 的HA 溶液、盐酸分别与
足量锌反应产生H2的快慢及H2的量
若HA 溶液反应过程中产生H2较快且最终产
生H2的量较多,则HA 为弱酸
⑥测等体积、等pH 的HA 溶液和盐酸中和等
浓度碱所需碱的量
若HA 溶液耗碱量大,则HA 为弱酸
4
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4.两方面突破一元强酸与一元弱酸的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
酸
c(H+)
pH
中和碱的能力
与活泼金属反应
产生H2的量
开始与金属反应的
速率
盐酸
大
小
相同
相同
大
醋酸溶液
小
大
小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
酸
c(H+)
c(酸)
中和碱
的能力
与足量活泼
金属反应产
生H2的量
开始与金属
反应的速率
盐酸
相同
小
小
少
相同
醋酸溶液
大
大
多
知识点2 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡的建立
在一定条件下(如温度和浓度),弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达
到电离平衡状态。如图所示:
2.弱电解质的电离方程式
(1)弱电解质的电离方程式的书写用“
”表示。如NH3·H2O 的电离方程式是NH3·H2O:NH3·H2O
NH
+
OH
- ,CH3COOH 的电离方程式为CH3COOH
CH3COO
- +
H + 。
(2)多元弱酸是分步电离的,电离程度逐步减弱,可分步书写电离方程式。如H2CO3的电离方程式是H2SO3
H + +
HSO
、 HSO
H + +
SO
。
(3)多元弱碱的电离也是分步进行的,但是一般按一步电离的形式书写。如Cu(OH)2 的电离方程式是
Cu(OH)2
Cu
2 + +
2OH
- 。
知识点3 电离平衡的影响因素
1.内因:电解质本身的性质决定了弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小。
2.外因
(1)温度:由于弱电解质的电离过程吸热,因此升高温度,电离平衡向电离方向移动,弱电解质的电离程度
增大。
(2)浓度:同一弱电解质,增大溶液的浓度,电离平衡向电离方向移动,但弱电解质的电离程度减小;稀释
溶液时,电离平衡向电离方向移动,且弱电解质的电离程度增大,但往往会使溶液中离子的浓度减小。
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(3)相同离子:在弱电解质溶液中加入与弱电解质电离产生相同离子的强电解质,电离平衡将向电离的反方
向移动,即抑制弱电解质的电离。
(4)化学反应:在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质,电离平衡向电离方向
移动,即促进弱电解质的电离。
实例:以CH3COOH
CH3COO-+H+为例,分析外界条件对电离平衡的影响:
条件改变
移动方向
电离程度
c(H+)
c(CH3COO-)
导电能力
加入浓盐酸
左移
减小
增大
减小
增强
加入冰醋酸
右移
减小
增大
增大
增强
加入氢氧化钠固体
右移
增大
减小
增大
增强
加入醋酸钠固体
左移
减小
减小
增大
增强
加水
右移
增大
减小
减小
减弱
升高温度
右移
增大
增大
增大
增强
3.图像法理解强酸、弱酸的稀释规律
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH 大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH 的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH 大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
得分速记
(1)弱酸或弱碱的电离平衡向右移动,其电离程度不一定增大,弱电解质分子的浓度不一定减小,离子的浓
度不一定增大。
(2)弱酸或弱碱加水稀释时,溶液中不是所有离子浓度都减小。如稀醋酸加水稀释时,c(OH-)增大,其他
离子浓度均减小。
考向1 考查弱电解质的判断
例1 下列事实一定能说明亚硝酸(
)是弱电解质的是
①用
溶液做导电性实验,灯泡很暗
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②常温下,
溶液的
③
溶液与
溶液恰好完全反应
④常温下,
溶液中存在的微粒有:
、
、
、
、
A.①④
B.①③
C.②③
D.②④
【答案】D
【详解】①用浓度很稀的
溶液做导电性实验,灯泡很暗,不能说明HNO2是弱电解质,①不符合题
意;
②常温下,若HNO2是强电解质,应该完全电离,
溶液的pH 应该等于1,现在
,说
明HNO2是部分电离,属于弱电解质,②符合题意;
NaOH
③
是一元碱,
溶液与
溶液恰好完全反应说明HNO2是一元酸,
不能说明是弱电解质,③不符合题意;
④常温下,
溶液中存在的微粒有:
、
、
、
,说明HNO2的溶液中存在电解质分子
和离子,属于部分电离,是弱电解质,④符合题意;
答案选D。
【变式训练1·变载体】下列事实能证明
是弱酸的是
①
溶液中通入
气体,
减小
②常温下,
溶液中:
③
溶液可以使石蕊溶液变红
④相同温度下,
溶液的导电能力比
溶液弱
A.①②
B.①③
C.①②④
D.②③④
【答案】C
【详解】①通入
(强酸)导致
减小,说明
存在电离平衡(勒夏特列原理),证明HA 为弱酸;
②
,说明
未完全电离,是弱酸;
③石蕊变红仅说明溶液呈酸性,无法区分强弱酸;
④导电能力弱于同浓度HCl,说明HA 电离程度低,是弱酸。
综上所述①、②、④均正确,C 正确;
答案选C。
【变式训练2·变考法】下列有关电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的分类正确的是
选项
A
B
C
D
电解质
非电解质
乙醇
葡萄糖
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强电解质
HClO4
弱电解质
氨水
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】C
【详解】A.Cu 是单质,既不是电解质也不是非电解质,故A 错误;
B.CO2是非电解质,分类错误,故B 错误;
C.NaCl 是电解质,葡萄糖是非电解质,HClO4是强电解质,Cu(OH)2是弱电解质,分类均正确,故C 正
确;
D.“氨水”是混合物,不符合弱电解质的定义,故D 错误;
答案选C。
【变式训练3·变题型】下列事实能说明醋酸是弱电解质的是
A.醋酸能使石蕊溶液变红
B.醋酸能与碳酸钙反应产生
气体
C.向醋酸中加入氢氧化钠溶液,溶液pH 增大D.25℃时,0.1mol/L 醋酸的pH 约为3
【答案】D
【详解】A.醋酸能使石蕊溶液变红色,说明醋酸溶液呈酸性,但是无法判断醋酸电离程度,不能说明醋
酸是弱电解质,故A 错误;
B.醋酸能和碳酸钙反应生成二氧化碳,说明醋酸的酸性大于碳酸,但无法证明醋酸电离程度,不能说明
醋酸醋酸是弱电解质,故B 错误;
C.向醋酸中加入氢氧化钠溶液,溶液pH 增大,说明醋酸溶液呈酸性,但是无法判断醋酸电离程度,不能
说明醋酸是弱电解质,故C 错误;
D.25℃时,0.1mol/L 醋酸的pH 约为3 说明醋酸在溶液中部分电离,说明醋酸是弱电解质,故D 正确;
故选D。
【思维建模】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,如0.1 mol·L-1的CH3COOH 溶液的pH>1。
角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1 的CH3COOH 溶液加水稀
释10 倍后,1<pH<2。
角度三:弱电解质形成的盐能水解,如判断CH3COOH 为弱酸可用下面两个实验:
(1)配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞溶液,溶液变为浅红色。
(2)常温下,用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH 试纸上,pH>7。
考向2 电离平衡与溶液导电性综合判断
例2 在一定温度下,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。
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下列说法不正确的是
A.a、b、c 三点对应的溶液中, c(H⁺)最大的是b
B.向b 点对应的溶液中加少量
固体(温度变化忽略不计),可使体系中
增大
C.在b→c 过程中,
减小
D.a、b、c 三点溶液用1mol/LNaOH 溶液中和, 消耗NaOH 溶液体积的大小关系为a=b=c
【答案】C
【详解】A.醋酸溶液的导电能力强弱与溶液中c(H+)和c(CH3COO-)正相关,b 点导电能力最强,则b 点
c(H⁺)最大,A 项正确;
B.醋酸溶液中存在
,向溶液中加入
固体,H+被消耗,c(H⁺)减小,平
衡正向移动,
增大,B 项正确;
C.在b→c 过程中,c(H⁺)减小,电离平衡常数
为定值, 则
=
,c(H⁺)减小,
增大,C 项错误;
D.由稀释定律可知,醋酸溶液加水稀释时,溶液中醋酸的物质的量不变,中和能力不变,所以a、b、c
三点溶液用等浓度的氢氧化钠溶液中和时,消耗氢氧化钠溶液的体积相同,D 项正确;
答案选C。
【变式训练1·变载体】常温下,将一定浓度的
溶液和氨水加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积的
变化曲线如图所示。下列说法正确的是
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A.两溶液稀释前的浓度相同
B.曲线I 是氢氧化钠溶液,曲线Ⅱ是氨水
C.a、b、c 三点溶液的
由大到小的顺序为
D.氨水稀释过程中,
不断增大
【答案】D
【详解】A.稀释之前,两种溶液导电能力相等,说明离子浓度相等,由于一水合氨为弱电解质,不能完
全电离,则氨水浓度大于
浓度,故A 错误;
B.加水稀释促进一水合氨的电离,所以氨水中离子浓度大于
,则稀释后导电能力强的为氨水,所
以曲线Ⅱ表示的是
溶液的导电性与溶液体积的变化关系,故B 错误;
C.导电能力越强,说明离子浓度越大,碱性越强,
越大,则a、b、c 三点溶液的
大小顺序
为
,故C 错误;
D.氨水稀释过程中,
不变,而
减小,所以
不断增大,故D 正
确;
答案选D。
【变式训练2·变考法】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:
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B.a、b、c 三点
的电离程度:
C.用湿润的pH 试纸测量a 处溶液的pH,测量结果偏小
D.a、b、c 三点溶液用
溶液中和,消耗NaOH 溶液体积:
【答案】C
【详解】A.其他因素相同时,离子浓度越大,溶液导电能力越大,由导电能力知
:
,故
:
,A 错误;
B.加水促进弱电解质的电离,加水体积越大,越利于
电离,故电离程度:
,B 错误;
C.用湿润的pH 试纸测量a 处溶液的pH,相当于稀释a 点溶液,
增大,pH 偏小,C 正确;
D.a、b、c 三点
相同,用NaOH 溶液中和时消耗
相同,故消耗
,D 错误;
故本题选C。
【变式训练3·
】电导率可用于衡量电解质溶液导电能力的强弱。室温下,用0.100 mol·L-1氨水
滴定10 mL 浓度均为0.100 mol·L-1的HCl 和CH3COOH 的混合液,滴定过程中溶液电导率曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.①溶液中c(H+)为0.200 mol·L-1
B.溶液温度高低为①>
>
③②
C.③点溶液中有c(Cl-)>c(CH3COO-)
D.③点后因离子数目减少使电导率略减小
【答案】C
【详解】醋酸为弱电解质,①点溶液c(H+)<0.200 mol·L-1,故A 错误;酸碱中和反应放热,①点溶液温度
较低,故B 错误;③点时恰好完全反应生成氯化铵和醋酸铵,其中CH3COO-发生微弱水解,则③点溶液
中:c(Cl-)>c(CH3COO-),故C 正确;③点后,溶液体积变大,溶液中离子浓度减小导致电导率减小,故
D 错误。
【思维建模】电解质溶液导电能力的判断方法
(1)电解质溶液的导电能力取决于自由移动离子的浓度和离子所带电荷数,自由移动离子的浓度越大、
离子所带电荷数越多,导电能力越强。
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(2)电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度的大小有关,与电解质的强弱无关。强电解质溶液的导电
能力不一定强(如CaCO3溶液),弱电解质溶液的导电能力不一定弱。
考向3 电离平衡及影响因素
例2 常温下,将浓度为0.1 mol·L-1的HF 溶液加水稀释,下列各量保持增大的是
①c(H+) ②c(F-) ③c(OH-) ④Ka(HF)
⑤Kw ⑥'⑦
A.①⑥
B.②④
C.③⑦
D.④⑤
【答案】C
【详解】HF 是弱电解质,加水稀释促进HF 的电离,但c(H+)、c(F-)、c(HF)都减小;温度不变,Kw不变,
c(H+)减小,则c(OH-)增大;温度不变,Ka(HF)不变,=,c(F-)减小,则增大;根据电荷守恒知,c(H+)=
c(OH-)+c(F-),则==1-,增大,故减小。综上所述,c(OH-)、保持增大。
【变式训练1·变载体】常温下,向pH 均为2、体积均为V0的HA、HB、HC 溶液中分别加水稀释至体积为
V,溶液pH 随
的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.常温下,b、c 两点对应的酸的电离常数
B.将常温下c、e 两点对应的溶液升高至50℃,
C.等浓度的三种钠盐溶液的pH:pH(NaA)>pH(NaB)>pH(NaC)
D.等体积的b、d 两点对应溶液消耗等浓度的NaOH 溶液:
【答案】D
【分析】弱酸加水稀释,根据“越弱越电离”,若稀释相同倍数,酸性越弱pH 变化越小,根据图像,稀
释1000 倍,HA 的pH 增大3、HB 的pH 增大2、HC 的pH 增大1,则HA 是强酸;HB、HC 是弱酸,且酸
性HB>HC。
【详解】A. 常温下,酸性HB>HC,所以b、c 两点对应的酸的电离常数
,故A 错误;
B. c、e 两点pH 相等,根据电荷守恒,则c(A-)=c(B-);HA 是强酸,升高温度,A-的浓度不变,HB 是弱酸,
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升高温度,电离平衡正向移动,B-的浓度增大,将常温下c、e 两点对应的溶液升高至50℃,
,
故B 错误;
C. HA 是强酸;HB、HC 是弱酸,且酸性HB>HC,根据“越弱越水解”,等浓度的三种钠盐溶液的pH:
pH(NaA)<pH(NaB)<pH(NaC),故C 错误;
D. b 点溶液中HC 的浓度是d 点的100 倍,等体积的b、d 两点对应溶液,b 点HC 的物质的量是d 点的100
倍,所以b 点消耗氢氧化钠的物质的量是d 点的100 倍,则消耗等浓度的NaOH 溶液
,故D 正确;
选D。
【变式训练2·变考法】关于
氨水,下列说法正确的是
A.加水稀释,氨水中所有的离子浓度都减小
B.加水稀释,氨水的电离平衡正向移动,
减小
C.加入浓氨水,氨水的电离平衡正向移动,
的电离度增大
D.加入浓氨水,水的电离平衡逆向移动,
不变
【答案】D
【详解】A.加水稀释,平衡正向移动,NH3·H2O 的电离程度增大,由于溶液体积增大占主导,故OH-浓
度减下,由于KW不变,故H+浓度增大,A 错误;
B.加水稀释,平衡正向移动,NH3·H2O 的电离程度增大,由于溶液体积增大占主导,溶液中c(NH )减小,
溶液中
增大,B 错误;
C.NH3·H2O 是弱电解质,溶液越稀电离度越大,当加入浓氨水的时候,溶液浓度变大,电离度变小,C
错误;
D.温度不变时,加浓氨水,抑制水的电离,水的电离平衡逆向移动,但Kw只与温度有关,温度不变时
Kw=c(H+) c(OH
⋅
−)不变,D 正确;
故答案为:D。
【变式训练3·
】常温下,一元弱碱BOH 的
。在某体系中,
和
不能穿
过隔膜,未电离的BOH 分子可以自由穿过该膜(如图所示)。设
,且隔膜两侧
的溶液体积相同,使其达到平衡,下列相关叙述不正确的是(已知:
)
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A.溶液Ⅰ中BOH 的电离程度比溶液Ⅱ中大
B.溶液Ⅱ中BOH 的电离度
C.撤去隔膜使溶液Ⅰ和溶液Ⅱ充分混合,所得溶液的pH 约为12.7
D.向溶液Ⅰ中加入一定量NaOH 固体,重新平衡后,溶液Ⅱ的pH 也将增大
【答案】C
【详解】A.溶液Ⅰ中加入了酸,促进BOH 电离;溶液Ⅱ中加入了碱,抑制BOH 电离,故溶液Ⅰ中的电
离程度比Ⅱ中大,A 正确;
B.对于溶液Ⅱ,
,代入
,则有
,则
,B 正确;
C.由A 可知,溶液Ⅰ中加入了酸,溶液Ⅱ中加入了碱,两溶液混合过程中存在酸碱中和,不能按照两个
碱溶液混合进行计算,C 错误;
D.溶液Ⅰ中加入一定量NaOH 固体,导致Ⅰ中BOH 的电离平衡逆移,BOH 浓度增大,BOH 跨膜进入溶
液Ⅱ中,导致Ⅱ中BOH 增大,BOH 的电离平衡正移,
浓度增大,pH 也增大,D 正确;
故选C。
【思维建模】 电离平衡移动过程中离子浓度变化的判断
(1)稀释时,溶液中c(H+)或c(OH-)的变化常采用“假设法”进行判断。先假设弱电解质不电离,求溶
液中稀释后的c(H+)或c(OH-);然后考虑弱电解质还能继续电离,导致n(H+)或n(OH-)要比假设情况的
大,c(H+)或c(OH-)也就随之发生变化。
(2)加水稀释粒子浓度比值变化分析模型
①同一溶液,浓度比等于物质的量比。如HF 溶液:=。(由浓度比变成物质的量比)
②将浓度比换算成含有某一常数的式子,然后分析。如HF 溶液:==。(由两个变量转变为一个变
量)
考点二 电离平衡常数
知识点1 电离平衡常数
1.概念
在一定条件下,弱电解质达到电离平衡时,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
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未电离分子的浓度之比是一个常数,该常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K 表示(弱酸的电离平
衡常数用Ka表示,弱碱的电离平衡常数用Kb表示)。
2.表达式
(1)对于一元弱酸HA
HA
H++A-
电离常数Ka=
(2)对于一元弱碱BOH
BOH
B++OH-
电离常数Kb=
(3)多元弱酸(以H2CO3为例)
第一步电离
第二步电离
电离方程式
H 2CO3⇌H
++ HCO3
−
HCO3
−⇌H
++CO3
2−
电离常数表达式
Ka1=c(H
+)·c(HCO3
−)
c(H 2CO3)
Ka2=
c(H
+)·c(CO3
2−)
c(HCO3
−)
电离常数关系
Ka1>Ka2第一步电离产生的H+抑制第二步电离。
3.意义
(1)反映弱电解质的相对强弱。相同条件下,K 值越大,表示该弱电解质越易电离,其酸性或碱性相对越强。
例如,在25 ℃时,Ka(HNO2)=4.6×10-4,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,因而HNO2的酸性比CH3COOH 的强。
(2)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是Ka1> K a2> K a3>……当Ka1≫Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+)时,通
常只考虑第一步电离。
知识点2 电离平衡常数的影响因素
1.内因(决定因素):弱电解质本身的性质。
2.外因:电离平衡常数只受温度影响,随温度升高而增大,原因是电离过程是吸热的,与溶液的浓度无关。
知识点3 电离平衡常数的应用
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,盐溶液的酸性(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-)。稀的一元弱酸溶液中,c(H+)≈,稀的一元弱碱溶液中c(OH
-)≈。
5.判断溶液微粒浓度比值的变化,利用温度不变,电离常数不变来判断。
如将0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液加水稀释,==,
稀释时,c(H+)减小,Ka不变,则增大。
知识点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总分子数的百分比。
2.表示方法
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α=
电离的弱
已
经
溶
液
弱
电
中
原
有
×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。
4.意义:衡量弱电解质的电离程度,在相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越大,弱电
解质的电离程度越大。
考向1 考查电离平衡常数的相关计算
例2 (24-25 高三上·安徽·联考)常温下,将0.1
联氨溶液滴入20mL 的稀盐酸中,溶液中由水电离
出的氢离子浓度随滴入联氨溶液体积(
mL)的变化如图所示(已知:
,联氨的电离方程式
为
,
,常温时,
,
)。
下列说法正确的是
A.0.1
联氨溶液的pH≈12.0
B.该反应中稀盐酸的浓度为0.2
C.b 点pH=7,d 点pH>7
D.c 点对应溶液中存在:
【答案】B
【详解】A.
,
,则
,pOH≈3.25,因此pH=10.75,A 错误;
B.c 点时水的电离度最大,因此c 点应为
溶液,由于
~2HCl,
,B 正确;
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C.c 点为
溶液,由于
水解程度最大,最大地促进了水的电离,且溶液呈酸性,pH<7,所以
b 点溶液也应呈酸性,即pH<7,d 点为
和
的混合溶液,此时水电离的
,
溶液呈中性,pH=7,C 错误;
D.c 点水电离程度最大,此时的溶质为
,c 点对应溶液中存在电荷守恒:
,D 错误;
故选B。
【变式训练1·变载体】(24-25 高三上·安徽合肥·期中)常温下,向浓度相等的甲酸(
)和乙酸(
)的混合溶液中滴加氨水,溶液中
与
的关系如图所示。已知甲基
为推电子基团,下列叙述错误的是
A.上述反应中,先生成
和
B.常温下,
C.反应至Q 点时,溶液中
D.在
溶液中,
【答案】B
【分析】已知甲基为推电子基团,则甲酸与乙酸的酸性:HCOOH>CH3COOH。溶液的酸性越强,溶液电
离平衡常数K(HCOOH)>K(CH3COOH)。当X 相同时,酸性强的其溶液的pH 小,根据溶液中pX 与溶液
pH 关系可知:L1表示
,L2表示
,L3表示
与pH 的关系,然后根据
问题分析解答。
【详解】A.已知甲基为推电子基团,则甲酸与乙酸的酸性:HCOOH>CH3COOH,所以向HCOOH、
CH3COOH 的混合溶液中滴加氨水,首先HCOOH 先发生反应产生HCOONH4和H2O,A 正确;
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B.根据上述分析可知L1表示
,L2表示
与溶液pH 的关系。对于HCOOH,其电
离平衡常数K(HCOOH)=
,当纵坐标为pX=-5 时,X=
=105,此时溶液
pH=8.75,可知在常温下K(HCOOH)=
= 105×10-8.75=10-3.75,同理当pX=-5 时,
=105,在常温下K(CH3COOH)=
=105×10-9.76=10-4.76,B 错误;
C.L1表示
与pH 的关系,L3表示
与pH 的关系,当pX=-5 时,
=105,K(CH3COOH)=
=105×10-9.76=10-4.76;当pX=-5 时,
=105,
K(NH3·H2O)=
= 105×
,可见在常温下CH3COOH、NH3·H2O 电
离平衡常数相等,即K(CH3COOH)=K(NH3·H2O),即:
=
,由于Q
点CH3COOH、NH3·H2O 的纵坐标相同,即
=
,所以该点溶液中
c(H+)=c(OH-),C 正确;
D.在CH3COONH4溶液中,根据物料守恒可知c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(NH3·H2O)+c(
),根据电荷
守恒可知c(OH-)+c(CH3COO-)=c(H+)+c(
),两式相减,整理可得c(CH3COOH)+c(H+)= c(NH3·H2O)
+c(OH-),D 正确;
故合理选项是B。
【变式训练2·变考法】(24-25 高三上·安徽·开学考试)在25 C 下,向0.1 mol/L 氨水中通入HCl 气体,溶
液的pH 与
关系曲线如图所示(忽略溶液的体积变化)。下列说法错误的是
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A.Kb(NH3·H2O)≈10-4.6
B.水的电离程度: a<b<c
C.c 点溶液中存在: c(H+ )=c(OH-)+c(NH3·H2O)
D.b 点溶液中存在: c(
)=c(NH3·H2O)×10-2.4
【答案】D
【分析】
=1.0 时,
刚好反应完,是强酸弱碱盐水溶液,因弱离子
水解呈酸性。
【详解】A.NH3·H2O
+OH-,根据初始未通入HCl 的pH=11.2 得:
c(OH-)=c(
)=10-2.8 mol/L,Kb(NH3·H2O)=
=
≈10-4.6,A 正确;
B.从a 点到c 点,溶质由NH3·H2O 和NH4Cl 逐渐变为NH4Cl,水的电离程度逐渐增大,B 正确;
C.c 点的溶质为NH4Cl,存在电荷守恒:c(H+)+c(
)=c(OH-)+c(Cl-),元素守恒:c(
)
+c(NH3·H2O)=c(Cl-),可得质子守恒:c(H+)=c(OH-)+ c(NH3·H2O),C 正确;
D.b 点的pH=7,c(OH-)=10-7 mol/ L,由于温度不变,则Kb(NH3·H2O)不变,即
=10-4.6,得c(
)=c(NH3·H2O)×102.4,D 错误;
故选D。
【变式训练3·
】磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)和次磷酸(H3PO2)都是重要的化工产品。已知:
1mol 磷酸、亚磷酸、次磷酸最多消耗NaOH 的物质的量依次为3mol、2mol、1mol。亚磷酸易溶于水和醇,
加热到180℃时分解成磷酸和磷化氢
。经实验检测发现
溶液显碱性。已知:25℃时
。常温下,用
溶液滴定
溶液的滴定曲
线如图所示,下列说法正确的是
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A.
点加入氢氧化钠的体积
B.
中,
点水的电离程度最小
C.点存在:
D.点存在:
【答案】D
【分析】根据1mol 磷酸、亚磷酸、次磷酸最多消耗NaOH 的物质的量依次为3mol、2mol、 mol,说明磷
酸(H3PO4)是三元酸,亚磷酸(H3PO3)是二元酸,次磷酸(H3PO2)是一元酸,用
溶液滴定
溶液,a 点时,溶液中的溶质为H3PO3和NaH2PO3,b 点时,溶液中的溶质为
NaH2PO3,d 点时,溶液中的溶质为
。
【详解】A.a 点时pH=1.3,即c(H+)=10-1.3mol/L,
=10-1.3,所以此时溶液中
;假设V1=10mL,则H3PO3反应一半,a 点对应的溶质为等物质的量H3PO3和
NaH2PO3,但由于Ka1=10-1.3≠10-7,但由于
的电离程度和
的水解程度不相等,则不满足
,假设不成立,A 错误;
B.d 点时,溶液中的溶质为
,只存在阴离子的水解,因此促进水的电离,水的电离程度最大,B
错误;
C.b 点时,溶液中的溶质为
,溶液呈酸性,则
,根据电荷守恒有
,所以
,C 错误;
D.c 点时,溶液的
,则
,根据
,
,则
,D 正确;
故答案选D。
思维建模 有关电离常数计算的两种题型(以弱酸HX 为例)
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(1)已知c 始(HX)和c(H+),求电离常数。
HX H+ + X-
起始/(mol·L-1)c 始(HX) 0 0
平衡/(mol·L-1)c 始(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c 始(HX)-c(H+)≈c 始
(HX),则
,代入数值求解即可。
(2)已知c 始(HX)和电离常数,求c(H+)。
同理可得
则c(H+)≈
,代入数值求解即可。
考向2 考查电离平衡常数的应用
例1 (23-24 高三上·安徽·联考)
溶液中存在多个平衡关系,相应平衡关系所对应的离子方程式
及其平衡常数如下表。下列说法错误的是
名称
平衡关系离子方程式
K
碳酸一级电离
碳酸二级电离
水的自偶电离
的水解
的自偶电离
A.
的自偶电离方程式:
B.
溶液中存在:
C.常温下,等体积的0.4
溶液和0.4
盐酸混合所得溶液的pH 为8.3,溶液中
D.根据平衡常数预测,向0.10
的
溶液中加入
固体时,不会产生沉淀和气泡[
](忽略溶液体积变化)
【答案】D
【详解】A.由水的自偶电离可以推知碳酸氢根的自偶电离为
,故A 正确;
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B.
溶液中电荷守恒:
,物料守恒:
,因此质子守恒为:
,故B 正
确;
C.常温下,等体积的0.4
溶液和0.4
盐酸混合所得溶液的pH 为8.3,溶质恰好为
。溶液中物料守恒:
,质子守恒:
,物料守恒-质子守恒有:
,故C 正确;
D.据A 解析和表中数据有:
①
,
②
,
③
,
=
-
③①②有
较大,故根据平衡常数预测,向0.10
的
溶液中加入
固体时,会产生沉淀和气泡,故D 错误;
故答案为:D。
【变式训练1·变载体】(2024·安徽·模拟预测)已知:HA 为一元弱酸;
、
。常温下,向
和
的混合溶液中滴加NaA 溶液,
溶液中
[
、
或
]与
的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.
代表
与
的关系
B.常温下,
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C.
的K 为
D.Q 点溶液中
【答案】C
【分析】
,则
,同理,
,
,随着
的增大,
、
均增大,
减小,再根据
曲线的斜率可判断,
代表
与
的关系,
代表
与
的关系,
代表
与
的关系,据此分析解答。
【详解】A.由分析知,
代表
与
的关系,故A 正确;
B.
代表
与
的关系,根据点(1,-5.76),常温下,
,故B
正确;
C.
代表
与
的关系,根据点(1,5.3),
,
代表
与
的关系,根据点(1,2.9),
,
,故C 错误;
D.由图可知,Q 点
=
,则溶液中
,故D 正确;
故选C。
【变式训练2·变题型】相同温度下,三种酸在一定物质的量浓度下的电离度如表所示,下列说法正确的是
酸
HA
HB
HD
浓度/(mol·L-1)
1
0.1
0.5
0.9
1
电离度/%
0.3
0.3
0.15
0.1
10
A.HD 是强酸
B.酸性:HB<HA<HD
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C.在相同温度下,HA 浓度越大其电离度越小,因而溶液酸性越弱
D.由表可知在相同温度下,弱酸HB 浓度越小其电离平衡常数越大
【答案】B
【详解】强酸在水溶液中完全电离,HD 的电离度为10%<100%,故HD 为弱酸,A 错误;浓度相同时,酸
的电离度越大,其酸性越强,故酸性HA<HD,由表中数据知,HB 的电离度随浓度的增大而减小,其浓度
为1 mol·L-1时,电离度小于0.1%,故酸性HB<HA,B 正确;在相同温度下,HA 浓度越大,其电离度越
小,但浓度增大,其电离平衡正向移动,溶液中c(H+)增大,酸性增强,C 错误;温度不变,弱酸的电离
平衡常数不变,D 错误。
【变式训练3·
】常温下,二元酸H2A 的Ka2(H2A)= 1.0 ×10-2。 在某体系中,H+与A2-离子不能穿
过隔膜,HA-可自由穿过该膜(如图所示)。溶液中c 总(H2A)=c(HA-)+c(A2-),当达到平衡时,下列叙述正确
的是
A.溶液I 中: c(H+)-c(OH-)=c 总(H2A)
B.溶液II 中: c (H2A) >c(H+)>c(HA-) >c(OH-)
C.溶液I 和II 中的c 总(H2A)不相等
D.溶液I 和II 中的c(A2-)之比为105
【答案】C
【分析】由c 总(H2A)=c(HA-)+c(A2-)可知溶液中不存在H2A 分子,说明H2A 的第一步电离是完全电离,由
H+与A2-离子不能穿过隔膜,HA-可自由穿过该膜可知溶液I 和溶液II 中HA-的浓度相同。
【详解】A.溶液I 中pH=7.0,c(H+)=c(OH-),A 错误;
B.H2A 的第一步电离是完全电离,所以溶液中不存在H2A 分子,B 错误;
C.结合Ka2(H2A)=1.0 ×10-2可计算出c(A2-)=
,又因溶液I 和溶液II 中HA-的浓
度相同而H+浓度不同,因此c(A2-)的浓度不同,又因c 总(H2A) =c(HA-)+c(A2-),故溶液I 和II 中的c 总(H2A)
不相等,C 正确;
D.由c(A2-)=
可计算出二者c(A2-)的比值为10-1:10-7=106,D 错误;
故选C。
思维建模 利用电离常数判断反应能否进行及反应产物
已知:常温下,H2CO3和HClO 的电离常数分别为:
H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11 HClO:Ka=3.0×10-8
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故酸性:H2CO3>HClO>HCO。
因此:(1)HClO 与NaHCO3溶液不反应。
(2)HClO 与Na2CO3溶液反应:CO+HClO===HCO+ClO-。
(3)向NaClO 溶液中通少量CO2:ClO-+H2O+CO2===HClO+HCO(不生成CO)。
通足量CO2:ClO-+H2O+CO2===HClO+HCO。
1.(2025·安徽·高考真题)
是二元弱酸,
不发生水解。
时,向足量的难溶盐
粉末中加
入稀盐酸,平衡时溶液中
与
的关系如下图所示。
已知
时,
。下列说法正确的是
A.
时,
的溶度积常数
B.
时,溶液中
C.
时,溶液中
D.
时,溶液中
【答案】A
【分析】MA 存在沉淀溶解平衡:
,向足量的难溶盐
粉末中加入稀盐酸,
发生反应
,继续加盐酸发生反应
,由,
可知,当
时,pH=1.6,
,则
时,pH=6.8,
,当
时,pH=4.2,则可将图像转化为
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进行分析;
【详解】A.溶液中存在物料守恒:
,当pH=6.8 时,
,
很低,可忽略不计,则
,
,
,则
,A 正确;
B.根据物料守恒:
,
,由图像可知,pH=1.6 时,
成立,由电荷守恒:
,结合物料守
恒,约掉
得到
,由图像可知,
且
,则
,故离子浓度顺序:
,B 错误;
C.由图像可知,
时,溶液中
,C 错误;
D.
时,
,根据电荷守恒关系:
,将物料守恒代入,约掉
得到
,化简得到
,D 错误;
故选A。
2.(2024·安徽·高考真题)环境保护工程师研究利用
、
和
处理水样中的
。已知
时,
饱和溶液浓度约为
,
,
,
,
。下列说法错误的是
A.
溶液中:
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B.
溶液中:
C.向
的溶液中加入
,可使
D.向
的溶液中通入
气体至饱和,所得溶液中:
【答案】B
【详解】A.
溶液中只有5 种离子,分别是
,溶液是电中性的,存在电荷守
恒,可表示为
,A 正确;
B.
溶液中,
水解使溶液呈碱性,其水解常数为
,根据硫元素守恒可知
,所以
,则
,B 不正确;
C.
远远大于
,向
的溶液中加入
时,可以发生沉淀的转化
FeS(s)+Cd2+(aq)
CdS(s)+Fe2+(aq),该反应的平衡常数为
,
因此该反应可以完全进行,当溶液中Cd2+完全沉淀时,溶液中c(Fe2+)约为0.01mol/L,此时溶液中c(Cd2+)=
mol/L=10-10.9mol/L<10-8mol/L,C 正确;
D.
的平衡常数
,该
反应可以完全进行,因此,当向
的溶液中通入
气体至饱和,
可以完全沉淀,
所得溶液中
,D 正确;
综上所述,本题选B。
3.(2024·安徽·高考真题)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y 均为
氮氧化物),羟胺(
)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐
酸反应的产物盐酸羟胺
广泛用于药品、香料等的合成。已知
时,
,
,
。
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完成下列小题。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A.键角:
B.熔点:
C.
同浓度水溶液的
D.羟胺分子间氢键的强弱:
【答案】D
【详解】A.
中N 原子的价层电子对数=
,为sp3杂化,键角为107°,
中N 的
价层电子对数=
,为sp2杂化,键角为120°,故键角:
,A 错误;
B.
为分子晶体,
为离子晶体,故熔点:
,B 错误;
C.由题目信息可知,25℃下,
,故
的碱性比
弱,故同浓度
的水溶液中,
的水解程度大于
的水解程度,同浓度水溶液的pH:
,C
错误;
D.O 的电负性大于N,O-H 键的极性大于N-H 键,故羟胺分子间氢键的强弱
,D 正确;
故选D。
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