资源简介 第45讲 弱电解质的电离平衡【复习目标】 1.能用化学用语正确表示弱电解质的电离平衡,能通过实验证明水溶液中存在的电离平衡,能举例说明电离平衡在生产、生活中的应用。2.了解电离平衡常数的含义和应用;掌握电离平衡常数的相关计算。考点一 弱电解质的电离平衡及影响因素1.电离平衡的含义在一定条件(如温度、浓度)下,当电离的速率和离子结合为分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态。2.电离平衡的建立及特征(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。3.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。【微思考】 (1)以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例,只改变一种条件对CH3COOH(aq) CH3COO-(aq)+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 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CH3-COONa(s) 向左 减小 减小 增强升高温度 向右 增大 增大 增强(2)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。提示:学生用书 第251页电离平衡的移动1.H2S水溶液中存在电离平衡H2S H++HS-和HS- H++S2-。若对H2S溶液进行以下操作,说法正确的是( )A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大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:C解析:加水促进H2S的电离,由于溶液体积增大,氢离子浓度减小,A项错误;通入SO2和H2S发生反应:2H2S+SO23S↓+2H2O,pH增大;当SO2过量,溶液显酸性,因H2SO3酸性比H2S强,故pH减小,B项错误;滴加新制氯水,发生反应Cl2+H2S2HCl+S↓,平衡向左移动,但生成了强酸,溶液pH减小,C项正确;加入少量硫酸铜固体,发生反应H2S+Cu2+CuS↓+2H+,H+浓度增大,D项错误。多角度证明弱电解质2.下列事实,可以说明次氯酸是弱酸的是( )A.次氯酸不稳定难保存B.次氯酸钠与硫酸反应有次氯酸生成C.能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠D.0.1 mol·L-1次氯酸溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1答案:D解析:次氯酸不稳定难保存,不能说明次氯酸是弱酸,A不选;次氯酸钠与硫酸反应有次氯酸生成,说明硫酸酸性大于次氯酸,不能说明次氯酸是弱酸,B不选;次氯酸能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,是酸的通性,不能说明次氯酸是弱酸,C不选;0.1 mol·L-1次氯酸溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,说明HClO在水溶液中不能完全电离,说明次氯酸是弱酸,D选。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1.电离常数的表达式(1)一元弱酸或弱碱一元弱酸HA 一元弱碱BOH电离方程式 HA H++A- BOH B++OH-电离常数表达式 Ka= Kb=(2)多元弱酸(以H2CO3为例)第一步电离 第二步电离电离方程式 H2CO3 H++HC HC H++C电离常数表达式 Ka1= Ka2=电离常数关系 Ka1>Ka2(填“>”或“<”)2.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Ka1>Ka2>Ka3……,当Ka1 Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。3.电离常数的影响因素(1)内因:相同温度下,电解质越弱,其电离常数越小;反之,电离常数越大。(2)外因:电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K增大。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。学生用书 第252页【微思考】 (1)25 ℃时,0.01 mol·L-1的HA溶液中HA的电离度为0.1%,则25 ℃时,c(H+)和Ka(HA)分别为多少?写出解题步骤。 。(2)思考下列问题,并分析总结①改变条件,电离度增大,电离常数一定增大吗?为什么? 。②向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,电离平衡右移,电离度增大吗?为什么? 。提示:(1)c(H+)=0.01 mol·L-1×0.1%=1×10-5 mol·L-1,c(HA)=0.01-1×10-5 mol·L-1≈0.01 mol·L-1,Ka(HA)==10-8。(2)①不一定,升温引起电离度增大,电离常数一定增大,否则不变(如改变C,电离常数不变)。②不增大,根据勒夏特列原理可知,电离程度变小,电离度变小。弱电解质相对强弱的比较1.(2022·湖北卷)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:N2+NH3N+N2H4,N2H4+CH3COOHN2+CH3COO-,下列酸性强弱顺序正确的是( )A.N2>N2H4>NB.N2>CH3COOH>NC.NH3>N2H4>CH3COO-D.CH3COOH>N2>N答案:D解析:根据复分解反应的规律,强酸能制得弱酸,根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,则反应N2H4+CH3COOHN2+CH3COO-中,酸性:CH3COOH>N2,反应N2+NH3N+N2H4中,酸性:N2>N,故酸性:CH3COOH>N2>N。2.部分弱酸的电离平衡常数如下表:弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO电离平衡 常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka1=1.1×10-7 Ka2=1.3×10-13 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka=4.0×10-8按要求回答下列问题:(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为 。(2)相同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HC、C、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NaHCO3溶液的反应:HClO+HCClO-+H2O+CO2↑②少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+2ClO-C+2HClO③少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+ClO-HC+HClO④硫化氢通入NaClO溶液中:H2S+ClO-HS-+HClO⑤碳酸钠滴入足量甲酸溶液中:2HCOOH+C2HCOO-+CO2↑+H2O答案:(1)HCOOH>H2CO3>H2S>HClO(2)S2->C>ClO->HS->HC>HCOO-(3)①②④分析微粒浓度比值的变化3.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,请填写下列表达式中的数据变化情况(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,c(CH3COOH)减小,Ka不变,因此其比值变小。(2)稀释时醋酸的电离平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大,因此其比值变大。(5)将该式变为=,故其比值不变。分析微粒浓度比值变化的三种方法 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(CH3COO-)趋近于0,c(H+)趋于10-7 mol·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。学生用书 第253页1.(2020·北京卷)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CH3COO-的粒子数为6.02×1022B.加入少量CH3COONa固体后,溶液的pH降低C.滴加NaOH溶液过程中,n(CH3COO-)与n(CH3COOH)之和始终为0.1 molD.与Na2CO3溶液反应的离子方程式为C+2H+H2O+CO2↑答案:C解析:醋酸属于弱电解质,则含0.1 mol醋酸的溶液中CH3COO-的粒子数小于6.02×1022,A错误;加入少量CH3COONa固体,抑制醋酸的电离,溶液的pH升高,故B错误;根据元素守恒,n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,故C正确;醋酸的酸性强于碳酸,则根据强酸制取弱酸,醋酸与Na2CO3溶液反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,醋酸是弱电解质,离子反应中不能拆写,故D错误。2.(2022·全国乙卷)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )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总(HA)之比为10-4答案:B解析:常温下,溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;常温下,溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1 mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C错误;常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,溶液Ⅰ中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液Ⅰ中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液Ⅱ中c(H+)=0.1 mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液Ⅱ中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(1041)∶1.01≈104,D错误。3.(2020·天津卷节选)已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶ ∶ 。答案:1012·Ka1 1024·Ka1·Ka2解析:H2CO3是二元弱酸,发生分步电离:H2CO3 HC+H+、HC C+H+,则有Ka1=、Ka2=,从而可得Ka1·Ka2=。当溶液pH=12时,c(H+)=10-12 mol·L-1,代入Ka1、Ka1·Ka2可得c(H2CO3)∶c(HC)=1∶(1012·Ka1),c(H2CO3)∶c(C)=1∶(1024·Ka1·Ka2),综合可得c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。1.依据电离平衡常数计算c(H+)或c(OH-)当一元弱酸或一元弱碱的电离常数很小时,可用如下两个公式计算c(H+)或c(OH-)。(1)一元弱酸(以CH3COOH为例):c(H+)=。(2)一元弱碱(以NH3·H2O为例):c(OH-)=。 已知饱和硫化氢的浓度为0.1 mol·L-1,硫化氢的电离常数为Ka1=1.0×10-7、Ka2=1.0×10-19。计算饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度。答案:由于硫化氢Ka1 Ka2,且电离常数很小,因而可用其一级电离常数计算氢离子浓度。c(H+)=≈ mol·L-1=1.0×10-4 mol·L-1。2.电离常数(K)与电离度(α)的定量关系一定温度下,当电离常数很小时,电离度与电离常数有如下关系:K=c·α2或α= 。 计算25 ℃时,2 mol·L-1氨水的电离度(已知25 ℃时,Kb=1.8×10-5)。答案:α= = =3×10-3=0.3%。3.计算电离常数的思维方法(以弱酸HX为例)HX H+ + X-起始/(mol·L-1) c(HX) 0 0平衡/(mol·L-1) c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)则K=,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(HX)-c(H+)≈c(HX),则K=或c(H+)=。 常温下,向20 mL 0.010 mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg c(OH-)与所加NaOH溶液的体积(V)的关系如图。学生用书 第254页(1)判断HA为 酸(填“强”或“弱”)。(2)若HA为弱酸,请计算P点的电离平衡常数。答案:(1)弱 (2)1.0×10-6解析:(1)纵坐标为lg c(OH-),在M点时,溶液中c(OH-)=10-10mol·L-1,常温时c(H+)=10-4mol·L-1<0.010 mol·L-1,HA为弱酸。(2)在相同温度下,M、P点的电离常数相同,用M点计算电离常数。HAH++A-,c(H+)≈c(A-),常温下,Ka(HA)=≈=1.0×10-6。1.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的BOH溶液中,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。(1)写出BOH的电离方程式: 。(2)BOH的电离度α= 。(3)BOH的电离平衡常数Kb= 。答案:(1)BOH B++OH- (2)1% (3)1×10-5解析:因c初始(BOH)=0.1 mol·L-1,c电离(BOH)=c(B+)=c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则电离度α=×100%=1%;BOH不完全电离,故电离方程式为BOH B++OH-;电离达平衡时,c平衡(BOH)=0.1 mol·L-1-1×10-3mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离常数Kb===1×10-5。2.常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3 HC+H+的电离常数K1≈ (已知:10-5.60=2.5×10-6)。答案:4.2×10-7解析:由H2CO3 H++HC得K1==≈4.2×10-7。3.(1)常温下,向a mol·L-1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b mol·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),则醋酸的电离常数Ka= (用含a和b的代数式表示)。(2)常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka= (用含a和b的代数式表示)。答案:(1) (2)解析:(1)因溶液呈中性,溶质为NaCl、CH3COOH、CH3COONa,由电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-),溶液呈中性,所以c(CH3COO-)=c(Na+)-c(Cl-)=(-) mol/L,由元素守恒,c(CH3COOH)=-(-)= mol/L。 CH3COOH CH3COO-+H+ - 10-7Ka==。(2)根据电荷守恒2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由于c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=b mol·L-1,所以c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。 CH3COOH CH3COO-+H+ -b b 10-7Ka==。4.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4 HC2+H+ Ka1,HC2 C2+H+ Ka2,常温下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2、C2三种微粒的分布系数(δ)与溶液pH的关系如图所示。(1)常温下草酸的电离常数Ka1= ,Ka2= 。(2)pH=2.7时,溶液中= 。答案:(1)10-1.2 10-4.2 (2)1 000解析:(1)由图像可知:pH=1.2时,c(HC2)=c(H2C2O4),Ka1(H2C2O4)==10-1.2。pH=4.2时,c(HC2)=c(C2),Ka2( H2C2O4)==10-4.2。(2)由电离常数表达式可知===1 000。5.已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,常温下,向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。(1)写出亚磷酸电离的方程式: 、 。(2)表示pH与lg 的变化关系的曲线是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(3)根据图像计算亚磷酸的Ka1= 。答案:(1)H3PO3 H2P+H+ H2P HP+H+ (2)Ⅰ (3)10-1.4解析:由于Ka1=,Ka2=,且Ka1>Ka2,由图像可知,在和的值相同时,“曲线Ⅱ”对应的c(H+)较大,为一级电离(Ka1),“曲线Ⅰ”对应的c(H+)较小,为二级电离(Ka2),选用“曲线Ⅱ”中的特殊点B计算Ka1,Ka1==10×10-2.4=10-1.4。学生用书 第255页由教材导向看命题趋向教材导向—— 教材这样写 [教材] (人教版选择性必修1 “思考与讨论”) 向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、 2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。 (1)两个反应的反应速率及其变化有什么特点? (2)反应结束时,两个锥形瓶内气体的压强基本相等,由此你能得出什么结论? 教材相关知识 曲线①代表镁条与盐酸的反应,曲线②代表镁条与醋酸的反应。 (1)镁条与盐酸反应比与醋酸反应快,说明盐酸中c(H+)大于醋酸中c(H+),进一步说明醋酸部分电离,存在电离平衡。 (2)由于盐酸、醋酸相对镁条均过量,最终生成氢气的量由镁条决定,两个反应产生氢气的量相同。发掘训练—— 可能这样考 [练习] 向两个锥形瓶内各加入0.24 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入10 mL 2 mol·L-1的盐酸、10 mL 2 mol·L-1的醋酸,测得锥形瓶内压强和pH变化如图所示。下列说法正确的是( ) A.a、b表示溶液pH随时间的变化,c、d表示气体压强随时间的变化 B.a、d曲线表示盐酸,b、c曲线表示醋酸 C.反应开始时醋酸的反应速率大于盐酸的速率 D.反应全部结束时,醋酸放出的气体物质的量多 逻辑推理与论证 镁的物质的量为0.01 mol,盐酸和醋酸的物质的量均为0.02 mol,则反应中镁和盐酸、醋酸均恰好反应分别生成氯化镁和醋酸镁,氯化镁中由于镁离子水解生成氢离子导致溶液显酸性,醋酸镁中醋酸根离子、镁离子均水解,使得醋酸镁溶液pH大于氯化镁,c、d分别为醋酸、盐酸反应的pH曲线;盐酸为强酸,反应速率更快,开始压强变化更大,a、b分别为盐酸、醋酸反应的压强曲线,A错误,B正确。盐酸为强酸,反应速率更快,开始压强变化更大,反应开始时醋酸的反应速率小于盐酸的速率,C错误。反应全部结束时,醋酸、盐酸放出的气体物质的量相同,D错误。 答案:B课时测评45 弱电解质的电离平衡(时间:45分钟 满分:60分)(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)选择题1-10题,每小题3分,共30分。1.等物质的量的下列物质溶于水配成等体积的溶液,导电能力最弱的是( )A.NaOH B.H3PO4C.NH3 D.CH3CH2OH答案:D解析: NaOH是强电解质,在水溶液中完全电离,故其中自由移动的离子浓度最大,导电能力最强,A错误;H3PO4是弱电解质,在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱,B错误;NH3溶于水,与水反应生成的NH3·H2O是弱电解质,在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱,C错误;CH3CH2OH是非电解质,其水溶液几乎不导电,导电能力最弱,D正确。2.已知人体体液中存在如下平衡:CO2+H2O H2CO3 H++HC,以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是( )A.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。3.下列事实一定能说明亚硝酸(HNO2)是弱电解质的是( )A.NaNO2溶液呈碱性B.向HNO2溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液呈红色C.用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗D.10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应答案:A解析:NaNO2溶液呈碱性说明N发生水解反应,说明HNO2是弱酸,为弱电解质,A正确;紫色石蕊溶液呈红色说明HNO2为酸,不能说明HNO2部分电离,则不能说明HNO2为弱电解质,B错误;用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗,说明溶液中离子浓度很小,不能说明HNO2部分电离,所以不能证明HNO2为弱电解质,C错误;10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液完全反应,说明HNO2为一元酸,不能说明HNO2部分电离,所以不能证明HNO2为弱电解质,D错误。4.液态化合物AB会发生微弱的自身电离,电离方程式为AB A++B-,在不同温度下其平衡常数K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是( )A.c(A+)随温度的升高而降低B.35 ℃时,c(A+)>c(B-)C.AB的电离程度:α(25 ℃)>α(35 ℃)D.AB的电离是吸热过程答案:D解析:升高温度,K增大,说明AB的电离程度增大,所以c(A+)随着温度的升高而增大,A项错误;根据题给信息,无法推出35 ℃时,c(A+)>c(B-),B项错误;升高温度,K增大,AB的电离程度增大,所以AB的电离程度:α(25 ℃)<α(35 ℃),C项错误;升高温度,平衡向吸热反应方向移动,AB的电离程度增大,则AB的电离是吸热过程,D项正确。5.已知:在25 ℃时,次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如表:弱电解质 电离平衡常数(Ka)HClO Ka=4.7×10-8H2CO3 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11H2SO3 Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7下列微粒在溶液中不能大量共存的是( )A.S、HC B.ClO-、HCC.HS、C D.HClO、HC答案:C解析:根据表中电离平衡常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HS>HClO>HC;根据“较强酸制取较弱酸”的复分解反应规律,判断溶液中微粒能否大量共存。由于酸性:HS>HC,则S、HC不能反应,可以大量共存,A不符合题意;酸性:HClO>HC,则ClO-、HC不能反应,可以大量共存,B不符合题意;由于酸性:HS>HC,则HS、C反应生成S和HC,不能大量共存,C符合题意;由于酸性:H2CO3>HClO,HClO、HC不能反应,可以大量共存,D不符合题意。6.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是( )答案:B解析:乙酸和一氯乙酸均显弱酸性。弱酸的浓度越大,在水中的电离度越小,排除C项、D项。电离平衡常数:CH3COOH<CH2ClCOOH,浓度相同时,电离平衡常数越大,酸性越强,电离度越大,排除A项,故选B项。7.常温下,向0.01 mol·L-1的醋酸溶液中加入醋酸铵固体(其水溶液pH=7),溶液的pH随加入醋酸铵固体质量的变化曲线如图所示。下列分析正确的是( )A.a点:pH=2B.b点:c(CH3COO-)>c(N)C.c点:pH可能大于7D.a点到c点,溶液pH增大是因为醋酸铵水解显碱性答案:B解析:醋酸是弱电解质,0.01 mol·L-1的醋酸溶液中c(H+)<0.01 mol·L-1,则溶液的pH>2,A错误。b、c点为CH3COOH和CH3COONH4的混合溶液,而CH3COONH4溶液显中性,CH3COOH电离使溶液显酸性,则混合溶液的pH<7,即b点溶液中c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒推知,c(CH3COO-)>c(N),B正确,C错误。a点到c点,溶液的pH增大,其原因是醋酸是弱电解质,溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,向醋酸溶液中加入醋酸铵固体,c(CH3COO-)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,则溶液中的c(H+)减小,溶液的pH增大,常温下,醋酸铵的水溶液pH=7,即醋酸铵溶液显中性,D错误。8.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是( )A.该溶液的pH=4B.升高温度,溶液的pH增大C.室温时,此酸的电离常数约为1×10-7D.稀释HA溶液时,不是所有粒子的浓度都一定会减小答案:B解析:0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,说明溶液中c(H+)约为0.1 mol·L-1×0.1%=1×10-4mol·L-1,溶液的pH=4,A项正确;电离属于吸热过程,升温促进HA电离,溶液中的c(H+)增大,pH减小,B项错误;室温时,此酸的电离常数约为=1×10-7,C项正确;稀释HA溶液可促进HA电离,溶液中c(H+)、c(A-)、c(HA)都减小,而c(OH-)增大,D项正确。9.常温时,改变饱和氯水的pH,得到部分含氯微粒的物质的量分数与pH的关系如图所示。下列叙述不正确的是( )A.该温度下,HClO H++ClO-的电离常数Ka的对数值lg Ka=-7.54B.氯水中的Cl2、ClO-、HClO均能与KI发生反应C.pH=1的氯水中,c(Cl2)>c(C)>c(HClO)>c(ClO-)D.已知常温下反应Cl2(aq)+Cl-(aq) C(aq)的K=0.191,当pH增大时,K减小答案:D解析:HClO H++ClO-的电离常数Ka的对数值lg Ka=lg=lg c(H+)+lg,根据题图,当溶液的pH=7.54时,HClO和ClO-的物质的量分数相等,即c(H+)=10-7.54mol·L-1时,c(HClO)=c(ClO-),代入得lg Ka=-7.54,A项正确;氯水中的Cl2、ClO-、HClO均有强氧化性,均能与KI发生反应,B项正确;根据题图,pH=1的氯水中,c(Cl-)>c(Cl2)>c(C)>c(HClO)>c(ClO-),C项正确;平衡常数只与温度有关,当pH增大时,K不变,D项错误。10.亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,可以用于治疗白血病,H3AsO3水溶液中含砷物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图,下列说法正确的是( )A.Na2HAsO3的水解方程式为HAs+H3O+ H2As+H2OB.H3AsO3第一步的电离常数为Ka1,则Ka1=10-9.2C.H3AsO3溶液的pH约为9.2D.pH=12时,溶液中c(H2As)+2c(HAs)+3c(As)+c(OH-)=c(H+)答案:B解析:亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,分三步电离,电离方程式为H3AsO3 H++H2As、H2As H++HAs、HAs H++As,由此可知,随着pH的增大,含砷元素的微粒由H3AsO3向H2As、HAs转化,因此曲线a表示H3AsO3的分布分数,曲线b表示H2As的分布分数,曲线c表示HAs的分布分数。Na2HAsO3的水解方程式为HAs+H2O H2As+OH-,故A错误;由图可知,pH=9.2时,c(H+)=10-9.2 mol/L,曲线a和曲线b的交点存在c(H3AsO3)=c(H2As),则Ka1==c(H+)=1.0×10-9.2,故B正确;pH=9.2时,c(H+)=10-9.2 mol/L,c(H3AsO3)=c(H2As),不代表H3AsO3溶液的pH,H3AsO3是三元弱酸,其水溶液的pH小于7,故C错误;pH=12时,溶液呈碱性,此时c(OH-)>c(H+),故D错误。11.(10分)食醋(主要成分CH3COOH)、纯碱(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)均为家庭厨房中常用的物质。已知:弱酸 CH3COOH H2CO3 HNO2 HCN电离 常数 Ka=1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=5.0×10-4 Ka=6.2×10-10请回答下列问题:(1)CO2通入NaNO2溶液中, (填“能”或“否”)生成HNO2,理由是 。(2)少量CO2通入足量NaCN溶液中,反应的离子方程式为 。(3)25 ℃时,向CH3COOH溶液中加入一定量的NaHCO3,所得溶液的pH=6,则混合液中= 。(4)常温下,下列方法可以使0.1 mol·L-1CH3COOH的电离程度增大的是 (填字母)。a.加入少量的稀盐酸 b.加热溶液c.加水稀释 d.加入少量冰醋酸答案:(1)否 H2CO3的Ka1小于HNO2的Ka,H2CO3比HNO2的酸性弱(2)CO2+H2O+CN-HCN+HC(3)18 (4)bc12.(8分)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,已知10 mL 1 mol·L-1 H3PO2与20 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液充分反应后生成组成为NaH2PO2的盐,回答下列问题:(1)NaH2PO2属于 (填“正盐”“酸式盐”或“无法确定”)。(2)若25 ℃时,Ka(H3PO2)=1×10-2,则0.02 mol·L-1的H3PO2溶液的pH约为 。(3)设计两种实验方案,证明次磷酸是弱酸: ; 。答案:(1)正盐 (2)2 (3)测NaH2PO2溶液的pH,若pH>7,则证明次磷酸为弱酸 向等体积、等物质的量浓度的盐酸、次磷酸溶液中各滴入2滴石蕊溶液,若次磷酸溶液中红色浅一些,则说明次磷酸为弱酸(答案合理即可)解析: (1)计算可知NaOH过量,只生成NaH2PO2,说明次磷酸只能电离出一个H+,因而NaH2PO2是正盐。(2)设溶液中的H+浓度为x mol·L-1,列三段式如下:H3PO2 H++H2P起始/(mol·L-1) 0.02 0 0转化/(mol·L-1) x x x平衡/(mol·L-1) 0.02-x x xKa(H3PO2)==1×10-2,解得x≈0.01,故pH=-lg 0.01=2。(3)可从NaH2PO2溶液存在水解平衡以及H3PO2存在电离平衡等角度设计实验。13.(12分)H2A是一种二元酸。改变0.1 mol·L-1H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数随pH的变化如图所示。[已知:δ(X)=](1)Ka1= (填具体数值)。(2)pH=1时,H2A溶液中存在的含A元素的微粒为 。(3)已知碳酸的电离平衡常数为Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。向足量Na2CO3溶液中加入少量H2A,反应的离子方程式为 。(4)下列说法正确的是 (填字母)。A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)B.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)C.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)D.pH>6时,H2A溶液中只有A2-一种阴离子(5)0.1 mol·L-1NaHA溶液呈 (填“酸”“中”或“碱”)性。答案:(1)1×10-1.2 (2)H2A、HA-、A2-(3)2C+H2AA2-+2HC (4)AB (5)酸解析:(1)当溶液的pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),故Ka1==10-1.2;(2)由于H2A为二元弱酸,任何溶液中均存在的含A元素的微粒为H2A、HA-、A2-;(3)由(1)分析可知,H2A的Ka1=10-1.2,同理Ka2=10-4.2,结合已知碳酸的电离平衡常数为Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.3×10-11可知,酸性:H2A>HA->H2CO3>HC,故向足量Na2CO3溶液中加入少量H2A,反应的离子方程式为2C+H2AA2-+2HC;(4)当pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),A正确;pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),B正确;pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)≈0.05 mol/L>c(H+)=10-4.2 mol/L,C错误;H2A为二元弱酸,故任何溶液中均存在H2A、HA-、A2-等三种含A的微粒,故pH>6时,H2A溶液中有HA-、OH-和A2-三种阴离子,D错误;(5)由题干图中数据可知,H2A的Ka1=10-1.2,Ka2=10-4.2,故HA-的水解平衡常数为Kh2===10-12.8<Ka2,说明HA-电离程度大于水解程度,故0.1 mol·L-1 NaHA溶液呈酸性。学生用书 第256页(共93张PPT)第45讲 弱电解质的电离平衡第十章 水溶液中的离子反应与平衡高三一轮复习讲义 人教版 (单选)1.能用化学用语正确表示弱电解质的电离平衡,能通过实验证明水溶液中存在的电离平衡,能举例说明电离平衡在生产、生活中的应用。2.了解电离平衡常数的含义和应用;掌握电离平衡常数的相关计算。复习目标考点一 弱电解质的电离平衡及影响因素考点二 电离平衡常数重点强化内容索引考教衔接课时测评考点一弱电解质的电离平衡及影响因素1.电离平衡的含义在一定条件(如温度、浓度)下,当电离的速率和离子结合为分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态。2.电离平衡的建立及特征(1)开始时,v(电离)______,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。必备知识 整合最大3.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。越大结合成弱电解质分子电离小(1)以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例,只改变一种条件对CH3COOH(aq) CH3COO-(aq)+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 ______ ______ ______ ______向右增大减小减弱向右增大增大增强改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 导电能力通入HCl(g) ______ ______ ______ ______加NaOH(s) ______ ______ ______ ______加CH3- COONa(s) ______ ______ ______ ______升高温度 ______ ______ ______ ______向左增大增大增强向右减小减小增强向左减小减小增强向右增大增大增强(2)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。提示:考向1 电离平衡的移动1.H2S水溶液中存在电离平衡H2S H++HS-和HS- H++S2-。若对H2S溶液进行以下操作,说法正确的是A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大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关键能力 提升√加水促进H2S的电离,由于溶液体积增大,氢离子浓度减小,A项错误;通入SO2和H2S发生反应:2H2S+SO23S↓+2H2O,pH增大;当SO2过量,溶液显酸性,因H2SO3酸性比H2S强,故pH减小,B项错误;滴加新制氯水,发生反应Cl2+H2S2HCl+S↓,平衡向左移动,但生成了强酸,溶液pH减小,C项正确;加入少量硫酸铜固体,发生反应H2S+Cu2+CuS↓+2H+,H+浓度增大,D项错误。考向2 多角度证明弱电解质2.下列事实,可以说明次氯酸是弱酸的是A.次氯酸不稳定难保存B.次氯酸钠与硫酸反应有次氯酸生成C.能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠D.0.1 mol·L-1次氯酸溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1次氯酸不稳定难保存,不能说明次氯酸是弱酸,A不选;次氯酸钠与硫酸反应有次氯酸生成,说明硫酸酸性大于次氯酸,不能说明次氯酸是弱酸,B不选;次氯酸能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,是酸的通性,不能说明次氯酸是弱酸,C不选;0.1 mol·L-1次氯酸溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,说明HClO在水溶液中不能完全电离,说明次氯酸是弱酸,D选。√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。练后归纳返回考点二电离平衡常数1.电离常数的表达式(1)一元弱酸或弱碱必备知识 整合 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 Ka=_________________ Kb=(2)多元弱酸(以H2CO3为例) 第一步电离 第二步电离电离 方程式 H2CO3 H++HC HC H++C电离常数 表达式 Ka1=________________Ka2=________________电离常 数关系 Ka1 Ka2(填“>”或“<”)2.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Ka1>Ka2>Ka3……,当Ka1 Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑____________。3.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______。第一步电离越大越小增大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____。②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越____。小大(1)25 ℃时,0.01 mol·L-1的HA溶液中HA的电离度为0.1%,则25 ℃时,c(H+)和Ka(HA)分别为多少?写出解题步骤。 c(H+)=0.01 mol·L-1×0.1%=1×10-5 mol·L-1,c(HA)=0.01-1×10-5 mol·L-1≈0.01 mol·L-1,Ka(HA)==10-8。2(2)思考下列问题,并分析总结①改变条件,电离度增大,电离常数一定增大吗?为什么? ②向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,电离平衡右移,电离度增大吗?为什么? 不一定,升温引起电离度增大,电离常数一定增大,否则不变(如改变C,电离常数不变)不增大,根据勒夏特列原理可知,电离程度变小,电离度变小。。考向1 弱电解质相对强弱的比较1.(2022·湖北卷)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:N2+NH3N+N2H4,N2H4+CH3COOHN2+CH3COO-,下列酸性强弱顺序正确的是A.N2>N2H4>NB.N2>CH3COOH>NC.NH3>N2H4>CH3COO-D.CH3COOH>N2>N关键能力 提升√根据复分解反应的规律,强酸能制得弱酸,根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,则反应N2H4+CH3COOHN2+CH3COO-中,酸性:CH3COOH>N2,反应N2+NH3N+N2H4中,酸性:N2>N,故酸性:CH3COOH>N2>N。2.部分弱酸的电离平衡常数如下表:按要求回答下列问题:(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为 。(2)相同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HC、C、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为 。弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO电离平衡 常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka1=1.1×10-7 Ka2=1.3×10-13 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka=4.0×10-8HCOOH>H2CO3>H2S>HClOS2->C>ClO->HS->HC>HCOO-(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NaHCO3溶液的反应:HClO+HCClO-+H2O+CO2↑②少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+2ClO-C+2HClO③少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+ClO-HC+HClO④硫化氢通入NaClO溶液中:H2S+ClO-HS-+HClO⑤碳酸钠滴入足量甲酸溶液中:2HCOOH+C2HCOO-+CO2↑+H2O①②④考向2 分析微粒浓度比值的变化3.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。(1) ;变小将该式变为=或稀释时醋酸的电离平衡正向移动,c(CH3COOH)减小,Ka不变,因此其比值变小。(2) ;变大稀释时醋酸的电离平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大,因此其比值变大。(3) ;(4) ;(5) 。将该式变为=,故其比值不变。变小不变不变分析微粒浓度比值变化的三种方法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(CH3COO-)趋近于0,c(H+)趋于10-7 mol·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。练后归纳1.(2020·北京卷)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CH3COO-的粒子数为6.02×1022B.加入少量CH3COONa固体后,溶液的pH降低C.滴加NaOH溶液过程中,n(CH3COO-)与n(CH3COOH)之和始终为0.1 molD.与Na2CO3溶液反应的离子方程式为C+2H+H2O+CO2↑高考真题 感悟√醋酸属于弱电解质,则含0.1 mol醋酸的溶液中CH3COO-的粒子数小于6.02×1022,A错误;加入少量CH3COONa固体,抑制醋酸的电离,溶液的pH升高,故B错误;根据元素守恒,n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,故C正确;醋酸的酸性强于碳酸,则根据强酸制取弱酸,醋酸与Na2CO3溶液反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,醋酸是弱电解质,离子反应中不能拆写,故D错误。2.(2022·全国乙卷)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是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总(HA)之比为10-4√常温下,溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;常温下,溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1 mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C错误;常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,溶液Ⅰ中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液Ⅰ中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液Ⅱ中c(H+)=0.1 mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液Ⅱ中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(1041)∶1.01≈104,D错误。3.(2020·天津卷节选)已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶ ∶ 。H2CO3是二元弱酸,发生分步电离:H2CO3 HC+H+、HC C+H+,则有Ka1=、Ka2=,从而可得Ka1·Ka2=。当溶液pH=12时,c(H+)=10-12 mol·L-1,代入Ka1、Ka1·Ka2可得c(H2CO3)∶c(HC)=1∶(1012·Ka1),c(H2CO3)∶c(C)=1∶(1024·Ka1·Ka2),综合可得c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。1012·Ka1 1024·Ka1·Ka2返回重点强化19电离常数的相关计算1.依据电离平衡常数计算c(H+)或c(OH-)当一元弱酸或一元弱碱的电离常数很小时,可用如下两个公式计算c(H+)或c(OH-)。(1)一元弱酸(以CH3COOH为例):c(H+)=。(2)一元弱碱(以NH3·H2O为例):c(OH-)=。重点精讲 已知饱和硫化氢的浓度为0.1 mol·L-1,硫化氢的电离常数为Ka1=1.0×10-7、Ka2=1.0×10-19。计算饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度。答案:由于硫化氢Ka1 Ka2,且电离常数很小,因而可用其一级电离常数计算氢离子浓度。c(H+)=≈ mol·L-1=1.0×10-4 mol·L-1。典例12.电离常数(K)与电离度(α)的定量关系一定温度下,当电离常数很小时,电离度与电离常数有如下关系:K=c·α2或α= 。计算25 ℃时,2 mol·L-1氨水的电离度(已知25 ℃时,Kb=1.8×10-5)。答案:α= = =3×10-3=0.3%。典例23.计算电离常数的思维方法(以弱酸HX为例)HX H+ + X-起始/(mol·L-1) c(HX) 0 0平衡/(mol·L-1) c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)则K=,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(HX)-c(H+)≈c(HX),则K=或c(H+)=。 常温下,向20 mL 0.010 mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg c(OH-)与所加NaOH溶液的体积(V)的关系如图。(1)判断HA为 酸(填“强”或“弱”)。典例3弱 纵坐标为lg c(OH-),在M点时,溶液中c(OH-)=10-10mol·L-1,常温时c(H+)=10-4mol·L-1<0.010 mol·L-1,HA为弱酸。(2)若HA为弱酸,请计算P点的电离平衡常数。在相同温度下,M、P点的电离常数相同,用M点计算电离常数。HAH++A-,c(H+)≈c(A-),常温下,Ka(HA)=≈=1.0×10-6。答案:1.0×10-61.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的BOH溶液中,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。(1)写出BOH的电离方程式: 。(2)BOH的电离度α= 。(3)BOH的电离平衡常数Kb= 。强化训练BOH B++OH-1%1×10-5因c初始(BOH)=0.1 mol·L-1,c电离(BOH)=c(B+)=c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则电离度α=×100%=1%;BOH不完全电离,故电离方程式为BOH B++OH-;电离达平衡时,c平衡(BOH)=0.1 mol·L-1-1×10-3mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离常数Kb===1×10-5。2.常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3 HC+H+的电离常数K1≈ (已知:10-5.60=2.5×10-6)。4.2×10-7由H2CO3 H++HC得K1==≈4.2×10-7。3.(1)常温下,向a mol·L-1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b mol·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),则醋酸的电离常数Ka= ____________(用含a和b的代数式表示)。 因溶液呈中性,溶质为NaCl、CH3COOH、CH3COONa,由电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-),溶液呈中性,所以c(CH3COO-)=c(Na+)-c(Cl-)=(-) mol/L,由元素守恒,c(CH3COOH)=-(-)= mol/L。 CH3COOH CH3COO-+H+ - 10-7Ka==。(2)常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka= (用含a和b的代数式表示)。根据电荷守恒2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由于c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=b mol·L-1,所以c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。 CH3COOH CH3COO-+H+ -b b 10-7Ka==。4.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4 HC2+H+ Ka1,HC2 C2+H+ Ka2,常温下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2、C2三种微粒的分布系数(δ)与溶液pH的关系如图所示。(1)常温下草酸的电离常数Ka1= ,Ka2= 。10-1.2 10-4.2由图像可知:pH=1.2时,c(HC2)=c(H2C2O4),Ka1(H2C2O4)==10-1.2。pH=4.2时,c(HC2)=c(C2),Ka2( H2C2O4)==10-4.2。(2)pH=2.7时,溶液中= 。由电离常数表达式可知===1 000。1 0005.已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,常温下,向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。(1)写出亚磷酸电离的方程式:______________________、_____________________________。H3PO3 H2P+H+H2P HP+H+(2)表示pH与lg 的变化关系的曲线是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。Ⅰ(3)根据图像计算亚磷酸的Ka1= 。10-1.4由于Ka1=,Ka2=,且Ka1>Ka2,由图像可知,在和的值相同时,“曲线Ⅱ”对应的c(H+)较大,为一级电离(Ka1),“曲线Ⅰ”对应的c(H+)较小,为二级电离(Ka2),选用“曲线Ⅱ”中的特殊点B计算Ka1,Ka1==10×10-2.4=10-1.4。返回考教衔接6由教材导向看命题趋向教材导向——教材这样写 [教材] (人教版选择性必修1 “思考与讨论”) 向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、 2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。(1)两个反应的反应速率及其变化有什么特点?(2)反应结束时,两个锥形瓶内气体的压强基本相等,由此你能得出什么结论?教材导向——教材这样写 教材相关知识曲线①代表镁条与盐酸的反应,曲线②代表镁条与醋酸的反应。(1)镁条与盐酸反应比与醋酸反应快,说明盐酸中c(H+)大于醋酸中c(H+),进一步说明醋酸部分电离,存在电离平衡。(2)由于盐酸、醋酸相对镁条均过量,最终生成氢气的量由镁条决定,两个反应产生氢气的量相同。发掘训练—— 可能这样考 [练习] 向两个锥形瓶内各加入0.24 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入10 mL 2 mol·L-1的盐酸、10 mL 2 mol·L-1的醋酸,测得锥形瓶内压强和pH变化如图所示。下列说法正确的是A.a、b表示溶液pH随时间的变化,c、d表示气体压强随时间的变化B.a、d曲线表示盐酸,b、c曲线表示醋酸C.反应开始时醋酸的反应速率大于盐酸的速率D.反应全部结束时,醋酸放出的气体物质的量多√返回发掘训练—— 可能这样考 逻辑推理与论证镁的物质的量为0.01 mol,盐酸和醋酸的物质的量均为0.02 mol,则反应中镁和盐酸、醋酸均恰好反应分别生成氯化镁和醋酸镁,氯化镁中由于镁离子水解生成氢离子导致溶液显酸性,醋酸镁中醋酸根离子、镁离子均水解,使得醋酸镁溶液pH大于氯化镁,c、d分别为醋酸、盐酸反应的pH曲线;盐酸为强酸,反应速率更快,开始压强变化更大,a、b分别为盐酸、醋酸反应的压强曲线,A错误,B正确。盐酸为强酸,反应速率更快,开始压强变化更大,反应开始时醋酸的反应速率小于盐酸的速率,C错误。反应全部结束时,醋酸、盐酸放出的气体物质的量相同,D错误。课 时 测 评1.等物质的量的下列物质溶于水配成等体积的溶液,导电能力最弱的是A.NaOH B.H3PO4C.NH3 D.CH3CH2OHNaOH是强电解质,在水溶液中完全电离,故其中自由移动的离子浓度最大,导电能力最强,A错误;H3PO4是弱电解质,在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱,B错误;NH3溶于水,与水反应生成的NH3·H2O是弱电解质,在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱,C错误;CH3CH2OH是非电解质,其水溶液几乎不导电,导电能力最弱,D正确。√2.已知人体体液中存在如下平衡:CO2+H2O H2CO3 H++HC,以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是A.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,会使体液的pH减小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。√3.下列事实一定能说明亚硝酸(HNO2)是弱电解质的是A.NaNO2溶液呈碱性B.向HNO2溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液呈红色C.用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗D.10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应√NaNO2溶液呈碱性说明N发生水解反应,说明HNO2是弱酸,为弱电解质,A正确;紫色石蕊溶液呈红色说明HNO2为酸,不能说明HNO2部分电离,则不能说明HNO2为弱电解质,B错误;用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗,说明溶液中离子浓度很小,不能说明HNO2部分电离,所以不能证明HNO2为弱电解质,C错误;10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液完全反应,说明HNO2为一元酸,不能说明HNO2部分电离,所以不能证明HNO2为弱电解质,D错误。4.液态化合物AB会发生微弱的自身电离,电离方程式为AB A++B-,在不同温度下其平衡常数K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是A.c(A+)随温度的升高而降低B.35 ℃时,c(A+)>c(B-)C.AB的电离程度:α(25 ℃)>α(35 ℃)D.AB的电离是吸热过程√升高温度,K增大,说明AB的电离程度增大,所以c(A+)随着温度的升高而增大,A项错误;根据题给信息,无法推出35 ℃时,c(A+)>c(B-),B项错误;升高温度,K增大,AB的电离程度增大,所以AB的电离程度:α(25 ℃)<α(35 ℃),C项错误;升高温度,平衡向吸热反应方向移动,AB的电离程度增大,则AB的电离是吸热过程,D项正确。5.已知:在25 ℃时,次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如表:下列微粒在溶液中不能大量共存的是A.S、HCB.ClO、HCC.HS、CD.HClO、HC√弱电解质 电离平衡常数(Ka)HClO Ka=4.7×10-8H2CO3 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11H2SO3 Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7根据表中电离平衡常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HS>HClO>HC;根据“较强酸制取较弱酸”的复分解反应规律,判断溶液中微粒能否大量共存。由于酸性:HS>HC,则S、HC不能反应,可以大量共存,A不符合题意;酸性:HClO>HC,则ClO-、HC不能反应,可以大量共存,B不符合题意;由于酸性:HS>HC,则HS、C反应生成S和HC,不能大量共存,C符合题意;由于酸性:H2CO3>HClO,HClO、HC不能反应,可以大量共存,D不符合题意。弱电解质 电离平衡常数(Ka)HClO Ka=4.7×10-8H2CO3 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11H2SO3 Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-76.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是乙酸和一氯乙酸均显弱酸性。弱酸的浓度越大,在水中的电离度越小,排除C项、D项。电离平衡常数:CH3COOH<CH2ClCOOH,浓度相同时,电离平衡常数越大,酸性越强,电离度越大,排除A项,故选B项。√7.常温下,向0.01 mol·L-1的醋酸溶液中加入醋酸铵固体(其水溶液pH=7),溶液的pH随加入醋酸铵固体质量的变化曲线如图所示。下列分析正确的是A.a点:pH=2B.b点:c(CH3COO-)>c(N)C.c点:pH可能大于7D.a点到c点,溶液pH增大是因为醋酸铵水解显碱性√醋酸是弱电解质,0.01 mol·L-1的醋酸溶液中c(H+)<0.01 mol·L-1,则溶液的pH>2,A错误。b、c点为CH3COOH和CH3COONH4的混合溶液,而CH3COONH4溶液显中性,CH3COOH电离使溶液显酸性,则混合溶液的pH<7,即b点溶液中c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒推知,c(CH3COO-)>c(N),B正确,C错误。a点到c点,溶液的pH增大,其原因是醋酸是弱电解质,溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,向醋酸溶液中加入醋酸铵固体,c(CH3COO-)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,则溶液中的c(H+)减小,溶液的pH增大,常温下,醋酸铵的水溶液pH=7,即醋酸铵溶液显中性,D错误。8.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是A.该溶液的pH=4B.升高温度,溶液的pH增大C.室温时,此酸的电离常数约为1×10-7D.稀释HA溶液时,不是所有粒子的浓度都一定会减小√0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,说明溶液中c(H+)约为0.1 mol·L-1×0.1%=1×10-4mol·L-1,溶液的pH=4,A项正确;电离属于吸热过程,升温促进HA电离,溶液中的c(H+)增大,pH减小,B项错误;室温时,此酸的电离常数约为=1×10-7,C项正确;稀释HA溶液可促进HA电离,溶液中c(H+)、c(A-)、c(HA)都减小,而c(OH-)增大,D项正确。9.常温时,改变饱和氯水的pH,得到部分含氯微粒的物质的量分数与pH的关系如图所示。下列叙述不正确的是A.该温度下,HClO H++ClO-的电离常数Ka的对数值lg Ka=-7.54B.氯水中的Cl2、ClO-、HClO均能与KI发生反应C.pH=1的氯水中,c(Cl2)>c(C)>c(HClO)>c(ClO-)D.已知常温下反应Cl2(aq)+Cl-(aq) C(aq)的K=0.191,当pH增大时,K减小√HClO H++ClO-的电离常数Ka的对数值lg Ka=lg=lg c(H+)+lg,根据题图,当溶液的pH=7.54时,HClO和ClO-的物质的量分数相等,即c(H+)=10-7.54mol·L-1时,c(HClO)=c(ClO-),代入得lg Ka=-7.54,A项正确;氯水中的Cl2、ClO-、HClO均有强氧化性,均能与KI发生反应,B项正确;根据题图,pH=1的氯水中,c(Cl-)>c(Cl2)>c(C)>c(HClO)>c(ClO-),C项正确;平衡常数只与温度有关,当pH增大时,K不变,D项错误。10.亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,可以用于治疗白血病,H3AsO3水溶液中含砷物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图,下列说法正确的是A.Na2HAsO3的水解方程式为HAs+H3O+ H2As+H2OB.H3AsO3第一步的电离常数为Ka1,则Ka1=10-9.2C.H3AsO3溶液的pH约为9.2D.pH=12时,溶液中c(H2As)+2c(HAs)+3c(As)+c(OH-)=c(H+)√亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,分三步电离,电离方程式为H3AsO3 H++H2As、H2As H++HAs、HAs H++As,由此可知,随着pH的增大,含砷元素的微粒由H3AsO3向H2As、HAs转化,因此曲线a表示H3AsO3的分布分数,曲线b表示H2As的分布分数,曲线c表示HAs的分布分数。 Na2HAsO3的水解方程式为HAs+H2O H2As+OH-,故A错误;由图可知,pH=9.2时,c(H+)=10-9.2 mol/L,曲线a和曲线b的交点存在c(H3AsO3)=c(H2As),则Ka1==c(H+)=1.0×10-9.2,故B正确;pH=9.2时,c(H+)=10-9.2 mol/L,c(H3AsO3)=c(H2As),不代表H3AsO3溶液的pH,H3AsO3是三元弱酸,其水溶液的pH小于7,故C错误;pH=12时,溶液呈碱性,此时c(OH-)>c(H+),故D错误。11.(10分)食醋(主要成分CH3COOH)、纯碱(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)均为家庭厨房中常用的物质。已知:请回答下列问题:(1)CO2通入NaNO2溶液中, (填“能”或“否”)生成HNO2,理由是 。(2)少量CO2通入足量NaCN溶液中,反应的离子方程式为_______________________ ____ _____。弱酸 CH3COOH H2CO3 HNO2 HCN电离 常数 Ka=1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=5.0×10-4 Ka=6.2×10-10否H2CO3的Ka1小于HNO2的Ka,H2CO3比HNO2的酸性弱CO2+H2O+CN-HCN+HC(3)25 ℃时,向CH3COOH溶液中加入一定量的NaHCO3,所得溶液的pH=6,则混合液中= 。(4)常温下,下列方法可以使0.1 mol·L-1CH3COOH的电离程度增大的是 (填字母)。a.加入少量的稀盐酸 b.加热溶液c.加水稀释 d.加入少量冰醋酸18bc12.(8分)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,已知10 mL 1 mol·L-1 H3PO2与20 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液充分反应后生成组成为NaH2PO2的盐,回答下列问题:(1)NaH2PO2属于 (填“正盐”“酸式盐”或“无法确定”)。计算可知NaOH过量,只生成NaH2PO2,说明次磷酸只能电离出一个H+,因而NaH2PO2是正盐。正盐 (2)若25 ℃时,Ka(H3PO2)=1×10-2,则0.02 mol·L-1的H3PO2溶液的pH约为 。2设溶液中的H+浓度为x mol·L-1,列三段式如下:H3PO2 H++H2P起始/(mol·L-1) 0.02 0 0转化/(mol·L-1) x x x平衡/(mol·L-1) 0.02-x x xKa(H3PO2)==1×10-2,解得x≈0.01,故pH=-lg 0.01=2。(3)设计两种实验方案,证明次磷酸是弱酸:___________________________________________________;_______________________________________________________________________________________________________________________________。测NaH2PO2溶液的pH,若pH>7,则证明次磷酸为弱酸向等体积、等物质的量浓度的盐酸、次磷酸溶液中各滴入2滴石蕊溶液,若次磷酸溶液中红色浅一些,则说明次磷酸为弱酸(答案合理即可)可从NaH2PO2溶液存在水解平衡以及H3PO2存在电离平衡等角度设计实验。13.(12分)H2A是一种二元酸。改变0.1 mol·L-1H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数随pH的变化如图所示。[已知:δ(X)=](1)Ka1= (填具体数值)。1×10-1.2 当溶液的pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),故Ka1==10-1.2;(2)pH=1时,H2A溶液中存在的含A元素的微粒为 。H2A、HA-、A2-由于H2A为二元弱酸,任何溶液中均存在的含A元素的微粒为H2A、HA-、A2-;(3)已知碳酸的电离平衡常数为Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。向足量Na2CO3溶液中加入少量H2A,反应的离子方程式为__________________________________。2C+H2AA2-+2HC 由(1)分析可知,H2A的Ka1=10-1.2,同理Ka2=10-4.2,结合已知碳酸的电离平衡常数为Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.3×10-11可知,酸性:H2A>HA->H2CO3>HC,故向足量Na2CO3溶液中加入少量H2A,反应的离子方程式为2C+H2AA2-+2HC;(4)下列说法正确的是 (填字母)。A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)B.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)C.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)D.pH>6时,H2A溶液中只有A2-一种阴离子AB当pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),A正确;pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),B正确;pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)≈0.05 mol/L>c(H+)=10-4.2 mol/L,C错误;H2A为二元弱酸,故任何溶液中均存在H2A、HA-、A2-等三种含A的微粒,故pH>6时,H2A溶液中有HA-、OH-和A2-三种阴离子,D错误;(5)0.1 mol·L-1NaHA溶液呈 (填“酸”“中”或“碱”)性。酸由题干图中数据可知,H2A的Ka1=10-1.2,Ka2=10-4.2,故HA-的水解平衡常数为Kh2===10-12.8<Ka2,说明HA-电离程度大于水解程度,故0.1 mol·L-1 NaHA溶液呈酸性。返回谢 谢 观 看弱电解质的电离平衡 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第45讲 弱电解质的电离平衡.docx 第45讲 弱电解质的电离平衡.pptx