资源简介 第 9 讲 电离平衡学习目标1. 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. 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。课前诊断1.下列反应属于非自发反应的是( )A.钠与水反应B.氢气在氧气中燃烧生成水C.水分解变成氢气和氧气D.氨气和氯化氢相遇变成氯化铵2.下列对熵的理解不正确的是( )A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小D.25℃、1.01×105 Pa时,2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是熵增反应3.灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在 0℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知:在 0℃、100 kPa -条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J·mol 1,ΔS=-6.61J·mol-1·K-1)( )A.会变成灰锡 B.不会变成灰锡C.不能确定 D.升高温度才会变成灰锡4.相同温度下,有体积相同的甲、乙两个容器,甲容器中充入 1 g N2和 1 g H2,乙容器中充入 2 g N2和 2 g H2,分别进行合成氨反应。下列叙述中错误的是( )A.化学反应速率:乙>甲 B.平衡后 N2的浓度:乙>甲C.H2的平衡转化率:乙>甲 D.平衡混合气体中 H2的体积分数:乙>甲知识清单知识点 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(1)实验探究盐酸和醋酸的电离程度取相同体积、0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸,比较它们 pH 的大小,试验其导电能力,并分别与等量镁条反应。观察、比较并记录现象。酸 0.1 mol·L-1盐酸 0.1 mol·L-1醋酸pH 较小 较大导电能力 较强 较弱与镁条反应的现象 产生无色气泡较快 产生无色气泡较慢c(H+实验结论 实验表明盐酸中 )更大,说明盐酸的电离程度大于醋酸的电离程度(2)强电解质与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多数盐(包括难溶性盐); ①弱酸,如 CH3COOH、HClO 等;实例 ②强酸,如 HCl、H2SO4等; ②弱碱,如 NH3·H2O等;③强碱,如 KOH、Ba(OH)2等 ③水经典例题例 1.下列物质中,属于电解质的是________(填序号,下同),属于非电解质的是________,属于强电解质的是______,属于弱电解质的是________。①H2SO4 ②盐酸 ③氯气 ④硫酸钡 ⑤乙醇 ⑥铜⑦H2CO3 ⑧氯化氢 ⑨CH3COOH ⑩氨气 CO2例 2.下列事实中,可以证明醋酸是弱电解质的是( )A.1 mol·L-1 +的醋酸溶液中,c(H )=1 mol·L-1B.醋酸与水以任意比互溶C.10 mL 1 mol·L-1的醋酸溶液恰好与 10 mL 1 mol·L-1的 NaOH溶液完全反应D.在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸弱知识点 2 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 CH3COOH:CH3COOH CH3COO-+H+,NH + -3·H2O:NH3·H2O NH4+OH 。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 H2CO3:H2CO H+ HCO-3 + 3 (主),HCO-3 H++CO2-3 (次)。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)3:Fe(OH)3 Fe3++3OH-。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。经典例题例 1 - + -.在 0.1 mol·L 1的 HCN 溶液中存在如下电离平衡:HCN H +CN ,下列叙述正确的是( )A.加入少量 NaOH固体,平衡正向移动B.加水,平衡逆向移动C.滴加少量 0.1 mol·L-1的 HCl +溶液,溶液中 c(H )减小D.加入少量 NaCN固体,平衡正向移动例 2.已知相同条件下,HClO的电离常数小于 H2CO3的第一级电离常数。为了提高氯水中HClO的浓度,可加入( )A.HCl B.CaCO3(s) C.H2O D.NaOH(s)例 3.在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力如图所示,请回答:(1)“O”点导电能力为 0的理由是________________________________________________。(2)a、b、c三点溶液中醋酸的电离程度由小到大的顺序为____________。(3)a、b、c三点溶液中 CH3COO-物质的量最大的是___________________________________。(1)电离吸热,升高温度,电离平衡一定正向移动,电离程度增大。(2)弱电解质的电离程度、溶液的导电性与电离平衡的移动没有必然的关系。(3)弱电解质溶液加水稀释时,要注意离子浓度与离子物质的量的变化。如 0.1 mol·L-1 CH3COOH加水稀释,c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH -3COO )均减小,但稀释促进电离,所以 n(CH3COOH)减小,n(H+)、n(CH3COO-)增大。知识点 3 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c A+ ·c B- AB A+ B-+ K=c AB (1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数。例如:CH3COOH CH3COO-+H+c CH3COO- ·c H+ Ka=c CH3COOH NH3·H + -2O NH4+OHK c NH+4 ·c OH- b=c NH3·H2O (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 K1、K2等来分别表示。例如,- +H CO H+ HCO- K c HCO3 ·c H 2 3 + 3 a1= ;c H2CO3 + 2-HCO- H+ CO2- K c H ·c CO3 3 + 3 a2= 。c HCO-3 多元弱酸各步电离常数的大小比较为 Ka1 Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。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 CH3COOHCH3COOH CH COO-+H+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 xK c CH3COO- ·c H+ x2 x2则 a= = ≈c CH3COOH a-x 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。经典例题例 1.25 ℃时,0.10 mol·L-1 HA 溶液中有 1%的 HA 电离,则 HA 的电离平衡常数 Ka为________。例 2.25℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:CH3COOH:Ka=1.7 10-× 5H2CO3:Ka1=4.4×10-7Ka2=4.7×10-11HClO:Ka=3.0×10-8(1)CH -3COOH、H2CO3、HCO3、HClO的酸性由强到弱的顺序:________________________________________________________________________。(2)CH COO- HCO- CO2- ClO- H+3 、 3、 3 、 结合 的能力由强到弱的顺序:________________________________________________________________________。(3)写出向 NaClO和 CH3COONa 的混合溶液中通入少量 CO2的化学方程式:________________________________________________________________________。例 3 -.写出在一定温度下,加水逐渐稀释 1 mol·L 1氨水的过程中,随着水量的增加,溶液中下列含量的变化(填“增大”“减小”或“不变”)。(1)n(OH-) ____。-(2) c OH ______。c NH3·H2O (3) c NH3·H2O ________。c NH+4 ·c OH- 电离平衡常数的应用(1)根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。(2)根据浓度商 Q与电离平衡常数 K的相对大小判断电离平衡的移动方向。(3)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。c CH COO- c CH COO--1 3 3 ·c H+ 如 0.1 mol·L CH3COOHKa溶液加水稀释, = = ,加水c CH3COOH c CH3COOH ·c H+ c H+ -稀释时,c(H+) K c CH3COO 减小, a值不变,则 增大。c CH3COOH 知识点 4 强酸与弱酸的比较1.实验探究:CH3COOH与 H2CO3酸性强弱比较实验操作实验现象 有气泡产生实验结论 CH3COOH酸性大于碳酸Ka大小比较 Ka(CH3COOH)大于 Ka1(H2CO3)2.思考与讨论:镁条与等浓度、等体积盐酸、醋酸的反应向两个锥形瓶中各加入 0.05 g 镁条,盖紧橡胶塞,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。由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况。宏观辨识 微观探析盐酸是强酸,完全电离,醋酸是弱酸,部分电离,反应初+盐酸的反应速率比醋酸大 同浓度的盐酸和醋酸,盐酸中的 c(H )较大,因期而反应速率较大盐酸的反应速率始终比醋酸大, 醋酸中存在电离平衡,随反应的进行,电离平衡反应过盐酸的反应速率减小明显,醋酸 正向移动,消耗的氢离子能及时电离补充,所以程中的反应速率减小不明显 一段时间速率变化不明显镁条稍微过量,两种酸的物质的量相同,随醋酸电离,平衡正向移动,醋酸几乎消耗完全,最终二者产生的氢气的量基本相等, 二者与镁条反应的氢离子的物质的量几乎相同,最终速率几乎都变为零 因而产生的 H2的量几乎相同。两种酸都几乎消耗完全,反应停止,因而反应速率几乎都变为 03.一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c(H+比较项 ) 酸性 中和碱的 与足量活泼金属反应 与同一金属反应时的起目酸 能力 产生 H2的总量 始反应速率一元强酸 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 H2的总量 起始反应速率一元强酸 小 少相同 相同 相同一元弱酸 大 多经典例题例 1.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )A.相同浓度的两溶液中 c(H+)相同B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠C +.c(H ) 10-3 mol·L-1 + - -= 的两溶液稀释 100倍,c(H )均为 10 5 mol·L 1D +.向两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c(H )均明显减小+例 2.c(H )相等的盐酸(甲)和醋酸(乙),分别与锌反应,若最后锌已全部溶解且放出气体一样多,则下列说法正确的是( )A.反应开始时的速率:甲>乙B +.反应结束时的 c(H ):甲=乙C.反应开始时的酸的物质的量浓度:甲=乙D.反应所需时间:甲>乙课堂闯关1.下列物质中,属于弱电解质的是( )A.CO2 B.NH3·H2OC.NH4NO3 D.BaSO42.下列叙述正确的是( )A.硫酸钡难溶于水,故硫酸钡为弱电解质B.硝酸钾溶液能导电,故硝酸钾溶液为电解质C.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳为弱电解质D.石墨虽能导电,但既不是电解质,也不是非电解质3.下列电离方程式的书写正确的是( )A.熔融状态下的 NaHSO4电离:NaHSO4===Na++H++SO2-4B.H2CO3的电离:H2CO + -3 2H +CO23C.Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3 Fe3++3OH-D.水溶液中的 NaHSO4电离:NaHSO4===Na+ HSO-+ 44.下列说法正确的是( )A - +.根据溶液中有 CH3COOH、CH3COO 和 H 即可证明 CH3COOH达到电离平衡状态B - +.根据溶液中 CH3COO 和 H 的物质的量浓度相等即可证明 CH3COOH 达到电离平衡状态C + -.当 NH3·H2O达到电离平衡时,溶液中 NH3·H2O、NH 4和 OH 的浓度相等D.H2CO3是分步电离的,电离程度依次减弱5.在 0.2 mol·L-1 +的 CH3COOH溶液中,当 CH3COOH H +CH3COO-已达平衡时,若要使 CH +3COOH的电离程度减小,溶液中的 c(H )增大,应加入( )A.CH3COONa 固体 B.氨水C.HCl D.H2O6.下列关于电离常数的说法正确的是( )A.电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大B CH COOH K c CH3COOH . 3 的电离常数表达式为 a=c H+ ·c CH3COO- C.向 CH3COOH溶液中加入少量 CH3COONa固体,电离常数减小D.电离常数只与温度有关,与浓度无关7 c CH3COO- ·c H+ -.已知 25℃时,Ka= =1.75×10 5,其中 Ka是该温度下 CH3COOH的电c CH3COOH 离平衡常数。下列说法正确的是( )A.向该溶液中加入一定量的稀硫酸,Ka增大B.升高温度,Ka增大C.向 CH3COOH溶液中加入少量水,Ka增大D.向 CH3COOH溶液中加入少量氢氧化钠溶液,Ka增大8.(2020·南昌高二月考)相同温度下,根据三种酸的电离平衡常数,下列判断正确的是( )酸 HX HY HZ- - -电离平衡常数 Ka 9×10 7 9×10 6 1×10 2A.三种酸的强弱关系:HX>HY>HZB.反应 HZ+Y-===HY+Z-不能发生C.由电离平衡常数可以判断:HZ属于强酸,HX和 HY属于弱酸D - -.相同温度下,1 mol·L 1 HX溶液的电离平衡常数等于 0.1 mol·L 1 HX溶液的电离平衡常数9.已知 25℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:HCOOH:Ka=1.77×10-4,HCN:Ka=4.9×10-10,H2CO3:Ka1=4.4×10-7,K -a2=4.7×10 11,则以下反应不能自发进行的是( )A.HCOOH+NaCN===HCOONa+HCNB.NaHCO3+NaCN===Na2CO3+HCNC.NaCN+H2O+CO2===HCN+NaHCO3D.2HCOOH+CO2-===2HCOO-3 +H2O+CO2↑10.在 25 -℃时,用蒸馏水稀释 1 mol·L 1氨水至 0.01 mol·L-1,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是( )-A. c OH B.c NH+4 c NH -3·H2O c OH C.c NH3·H2O D -.c(OH )c NH+4 11.在一定温度下,对冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力 I随加入水的体积 V变化的曲线如图所示。请回答下列问题:(1)a b c c(H+、 、 三点对应的溶液中, )由小到大的顺序为________________。(2)a、b、c三点对应的溶液中,CH3COOH的电离程度最大的是________。(3) -若使 c点对应的溶液中的 c(CH3COO )增大,则下列措施中,可行的是________(填字母,下同)。A.加热 B.加入 NaOH稀溶液C.加入 KOH固体 D.加水E.加入 CH3COONa 固体 F.加入锌粒(4)在稀释过程中,随着醋酸浓度的减小,下列始终保持增大趋势的是________。A.c(H+) B.n(H+)+C.CH c H 3COOH分子数 D.c CH3COOH 自我挑战1.HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒剂,已知熔融的 HgCl2不导电,而 HgCl2的稀溶液有弱的导电能力,下列关于 HgCl2的叙述正确的是( )A.HgCl2属于离子化合物B.HgCl2属于共价化合物C.HgCl2属于非电解质D.HgCl2中既存在离子键也存在共价键2.下列各项中电解质的电离方程式正确的是( )A.氨水:NH3+H2O===NH+4+OH-B.NaHCO3的水溶液:NaHCO3===Na++HCO-3C.HF的水溶液:HF===H++F-D.H S + -2 的水溶液:H2S 2H +S23 -.把 1 L 0.1 mol·L 1醋酸溶液用蒸馏水稀释到 10 L,下列叙述正确的是( )A.c(CH3COOH)1变为原来的10B.c(H+) 1变为原来的10C.c CH3COO- 的比值增大c CH3COOH D.溶液的导电性增强4.醋酸的电离方程式为 CH3COOH(aq) H+(aq)+CH -3COO (aq) ΔΗ>0。25 ℃时,0.1+mol·L-1 K c H ·c CH3COO- 醋酸溶液的 a= =1.75 -×10 5。下列说法正确的是( )c CH3COOH A +.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,平衡时溶液中 c(H )减小B.向该溶液中加少量 CH3COONa 固体,平衡正向移动C.该温度下,0.01 mol·L-1 -醋酸溶液的 Ka<1.75×10 5D +.升高温度,c(H )增大,Ka增大5 -.已知 H2CO3的电离平衡常数:Ka1=4.3×10 7、Ka2=5.6×10-11,HClO的电离平衡常数:K=2.95×10-a 8。在反应 Cl2+H2O HCl+HClO达到平衡后,要使 HClO的浓度增大可加入( )A.NaOH B.HClC.NaHCO3 D.H2O6.(1) + - +某浓度的氨水中存在平衡:NH3·H2O NH4+OH 。如想增大 NH 4的浓度而不增大 OH-的浓度,应采取的措施是________(填字母)。a.适当升高温度 b.加入 NH4Cl固体c.通入 NH3 d.加入少量浓盐酸(2)常温下,有 c(H+)相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,采取以下措施:+ +①加适量醋酸钠晶体后,两溶液中的 c(H )变化是醋酸溶液中 c(H )________(填“增+大”“减小”或“不变”,下同),盐酸中 c(H )________。②加水稀释 10倍后,醋酸溶液中的 c(H+)________(填“>”“=”或“<”,下同)盐酸中的 c(H+)。③加等浓度的 NaOH溶液至恰好中和,所需 NaOH溶液的体积:醋酸________盐酸。+④使温度都升高 20℃,溶液中 c(H ):醋酸________盐酸。⑤分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是____________(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)(3)将 0.1 mol·L- 1 的 CH3COOH 加水稀释,有关稀释后醋酸溶液的说法中,正确的是________(填字母)。a.电离程度增大 b.溶液中离子总数增多c.溶液导电性增强 d.溶液中醋酸分子增多7.(1)25℃时,a mol·L-1CH +3COOH溶液中 c(H )=10-b mol·L-1,用含 a和 b的代数式表示CH3COOH的电离常数 K=______。(2)已知 25 ℃时,K(CH3COOH)=1.8×10-5,K(HSCN)=0.13。在该温度下将 20 mL 0.1mol·L-1CH3COOH溶液和 20 mL 0.1 mol·L-1HSCN -溶液分别与 20 mL 0.1 mol·L 1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如下,反应初始阶段,两种溶液产生 CO2气体的速率存在明显差异的原因是______________________________________。(3)下表是几种弱酸常温下的电离常数:CH3COOH H2CO3 H2S H3PO4K -1=7.1×10 3K1=4.4×10-7 K1=9.1×10-8K 1.8 10-= × 5 K -2=6.3×10 8K2=4.7×10-11 K2=1.1×10-12K3=4.2×10-13①CH3COOH、H2CO3、H2S、H3PO4四种酸的酸性由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。②多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离的主要原因是_______________________________________________________(从电离平衡常数角度考虑)。③同浓度的 CH3COO-、HCO-3、CO2-3 、S2- +结合 H 的能力由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。第 9 讲 电离平衡学习目标1. 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. 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。课前诊断1.下列反应属于非自发反应的是( )A.钠与水反应B.氢气在氧气中燃烧生成水C.水分解变成氢气和氧气D.氨气和氯化氢相遇变成氯化铵答案 C2.下列对熵的理解不正确的是( )A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小D.25℃、1.01×105 Pa时,2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是熵增反应答案 C3.灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在 0℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知:在 0℃、100 kPa 条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J·mol-1,ΔS=-6.61J·mol-1·K-1)( )A.会变成灰锡 B.不会变成灰锡C.不能确定 D.升高温度才会变成灰锡答案 A4.相同温度下,有体积相同的甲、乙两个容器,甲容器中充入 1 g N2和 1 g H2,乙容器中充入 2 g N2和 2 g H2,分别进行合成氨反应。下列叙述中错误的是( )A.化学反应速率:乙>甲 B.平衡后 N2的浓度:乙>甲C.H2的平衡转化率:乙>甲 D.平衡混合气体中 H2的体积分数:乙>甲答案 D知识清单知识点 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(1)实验探究盐酸和醋酸的电离程度-取相同体积、0.1 mol·L 1的盐酸和醋酸,比较它们 pH 的大小,试验其导电能力,并分别与等量镁条反应。观察、比较并记录现象。酸 0.1 mol·L-1盐酸 0.1 mol·L-1醋酸pH 较小 较大导电能力 较强 较弱与镁条反应的现象 产生无色气泡较快 产生无色气泡较慢实验结论 实验表明盐酸中 c(H+)更大,说明盐酸的电离程度大于醋酸的电离程度(2)强电解质与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多数盐(包括难溶性盐); ①弱酸,如 CH3COOH、HClO 等;实例 ②强酸,如 HCl、H2SO4等; ②弱碱,如 NH3·H2O等;③强碱,如 KOH、Ba(OH)2等 ③水经典例题例 1.下列物质中,属于电解质的是________(填序号,下同),属于非电解质的是________,属于强电解质的是______,属于弱电解质的是________。①H2SO4 ②盐酸 ③氯气 ④硫酸钡 ⑤乙醇 ⑥铜⑦H2CO3 ⑧氯化氢 ⑨CH3COOH ⑩氨气 CO2答案 ①④⑦⑧⑨ ⑤⑩ ①④⑧ ⑦⑨例 2.下列事实中,可以证明醋酸是弱电解质的是( )A.1 mol·L-1 +的醋酸溶液中,c(H )=1 mol·L-1B.醋酸与水以任意比互溶C.10 mL 1 mol·L-1的醋酸溶液恰好与 10 mL 1 mol·L-1的 NaOH溶液完全反应D.在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸弱答案 D知识点 2 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 CH3COOH:CH - +3COOH CH3COO +H ,NH3·H2O:NH3·H + -2O NH4+OH 。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 H2CO3:H2CO3 H++HCO-3 (主),HCO- + -3 H +CO23 (次)。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)3:Fe(OH) Fe3+3 +3OH-。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。经典例题例 1.在 0.1 mol·L-1的 HCN溶液中存在如下电离平衡:HCN H++CN-,下列叙述正确的是( )A.加入少量 NaOH固体,平衡正向移动B.加水,平衡逆向移动C.滴加少量 0.1 mol·L-1的 HCl +溶液,溶液中 c(H )减小D.加入少量 NaCN固体,平衡正向移动答案 A例 2.已知相同条件下,HClO的电离常数小于 H2CO3的第一级电离常数。为了提高氯水中HClO的浓度,可加入( )A.HCl B.CaCO3(s) C.H2O D.NaOH(s)答案 B例 3.在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力如图所示,请回答:(1)“O”点导电能力为 0的理由是________________________________________________。(2)a、b、c三点溶液中醋酸的电离程度由小到大的顺序为____________。(3)a、b、c三点溶液中 CH COO-3 物质的量最大的是___________________________________。答案 (1)冰醋酸中没有自由移动的离子(2)a(1)电离吸热,升高温度,电离平衡一定正向移动,电离程度增大。(2)弱电解质的电离程度、溶液的导电性与电离平衡的移动没有必然的关系。(3)弱电解质溶液加水稀释时,要注意离子浓度与离子物质的量的变化。如 0.1 mol·L-1 CH3COOH加水稀释,c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)均减小,但稀释促进电离,所以 n(CH3COOH)减小,n(H+)、n(CH -3COO )增大。知识点 3 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 c A ·c B- + =c AB (1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数。例如:CH COOH CH COO-+H+3 3K c CH3COO- ·c H+ a=c CH3COOH NH3·H + -2O NH4+OH+ -K c NH4 ·c OH b=c NH3·H2O (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 K1、K2等来分别表示。例如,- +H CO H+ HCO- K c HCO3 ·c H 2 3 + 3 a1= ;c H2CO3 + 2-HCO-3 H++CO32- Kc H ·c CO3 a2= 。c HCO-3 多元弱酸各步电离常数的大小比较为 Ka1 Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。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 CH3COOHCH3COOH CH COO- H+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 xK c CH-3COO ·c H+ x2 x2则 a= = ≈c CH3COOH a-x 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。经典例题例 1.25 ℃时,0.10 mol·L-1 HA 溶液中有 1%的 HA 电离,则 HA 的电离平衡常数 Ka为________。答案 1.0×10-5例 2.25℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:CH3COOH:Ka=1.7×10-5H2CO -3:Ka1=4.4×10 7K 4.7 10-a2= × 11HClO:Ka=3.0 10-× 8(1)CH3COOH、H2CO -3、HCO3、HClO的酸性由强到弱的顺序:________________________________________________________________________。(2)CH3COO-、HCO-3、CO2- - +3 、ClO 结合 H 的能力由强到弱的顺序:________________________________________________________________________。(3)写出向 NaClO和 CH3COONa 的混合溶液中通入少量 CO2的化学方程式:________________________________________________________________________。答案 (1)CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO-3(2)CO2- -3 >ClO >HCO- -3>CH3COO(3)NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3例 3 -.写出在一定温度下,加水逐渐稀释 1 mol·L 1氨水的过程中,随着水量的增加,溶液中下列含量的变化(填“增大”“减小”或“不变”)。(1)n(OH-) ____。(2) c OH- ______。c NH3·H2O (3) c NH3·H2O ________。c NH+4 ·c OH- 答案 (1)增大 (2)增大 (3)不变电离平衡常数的应用(1)根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。(2)根据浓度商 Q与电离平衡常数 K的相对大小判断电离平衡的移动方向。(3)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。- - +如 0.1 mol·L-1 CH COOH c CH3COO c CH3COO ·c H Ka3 溶液加水稀释, = = ,加水c CH3COOH c CH3COOH ·c H+ c H+ c(H+) K c CH3COO- 稀释时, 减小, a值不变,则 增大。c CH3COOH 知识点 4 强酸与弱酸的比较1.实验探究:CH3COOH与 H2CO3酸性强弱比较实验操作实验现象 有气泡产生实验结论 CH3COOH酸性大于碳酸Ka大小比较 Ka(CH3COOH)大于 Ka1(H2CO3)2.思考与讨论:镁条与等浓度、等体积盐酸、醋酸的反应向两个锥形瓶中各加入 0.05 g 镁条,盖紧橡胶塞,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。由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况。宏观辨识 微观探析盐酸是强酸,完全电离,醋酸是弱酸,部分电离,反应初+盐酸的反应速率比醋酸大 同浓度的盐酸和醋酸,盐酸中的 c(H )较大,因期而反应速率较大盐酸的反应速率始终比醋酸大, 醋酸中存在电离平衡,随反应的进行,电离平衡反应过盐酸的反应速率减小明显,醋酸 正向移动,消耗的氢离子能及时电离补充,所以程中的反应速率减小不明显 一段时间速率变化不明显镁条稍微过量,两种酸的物质的量相同,随醋酸电离,平衡正向移动,醋酸几乎消耗完全,最终二者产生的氢气的量基本相等, 二者与镁条反应的氢离子的物质的量几乎相同,最终速率几乎都变为零 因而产生的 H2的量几乎相同。两种酸都几乎消耗完全,反应停止,因而反应速率几乎都变为 03.一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 H2的总量 始反应速率一元强酸 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 H2的总量 起始反应速率一元强酸 小 少相同 相同 相同一元弱酸 大 多经典例题例 1.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )A +.相同浓度的两溶液中 c(H )相同B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠C c(H+) 10-. = 3 mol·L-1的两溶液稀释 100倍,c(H+)均为 10-5 mol·L-1D +.向两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c(H )均明显减小答案 B例 2.c(H+)相等的盐酸(甲)和醋酸(乙),分别与锌反应,若最后锌已全部溶解且放出气体一样多,则下列说法正确的是( )A.反应开始时的速率:甲>乙B +.反应结束时的 c(H ):甲=乙C.反应开始时的酸的物质的量浓度:甲=乙D.反应所需时间:甲>乙答案 D课堂闯关1.下列物质中,属于弱电解质的是( )A.CO2 B.NH3·H2OC.NH4NO3 D.BaSO4答案 B2.下列叙述正确的是( )A.硫酸钡难溶于水,故硫酸钡为弱电解质B.硝酸钾溶液能导电,故硝酸钾溶液为电解质C.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳为弱电解质D.石墨虽能导电,但既不是电解质,也不是非电解质答案 D3.下列电离方程式的书写正确的是( )A.熔融状态下的 NaHSO4电离:NaHSO4===Na++H++SO2-4B.H2CO3的电离:H2CO +3 2H +CO2-3C.Fe(OH)3的电离:Fe(OH) Fe3+3 +3OH-D.水溶液中的 NaHSO4电离:NaHSO4===Na+ -+HSO4答案 C4.下列说法正确的是( )A - +.根据溶液中有 CH3COOH、CH3COO 和 H 即可证明 CH3COOH达到电离平衡状态B.根据溶液中 CH COO- H+3 和 的物质的量浓度相等即可证明 CH3COOH 达到电离平衡状态C.当 NH3·H2O达到电离平衡时,溶液中 NH3·H2O、NH + OH-4和 的浓度相等D.H2CO3是分步电离的,电离程度依次减弱答案 D5.在 0.2 mol·L-1的 CH3COOH溶液中,当 CH3COOH H++CH COO-3 已达平衡时,若要使 CH3COOH的电离程度减小,溶液中的 c(H+)增大,应加入( )A.CH3COONa 固体 B.氨水C.HCl D.H2O答案 C6.下列关于电离常数的说法正确的是( )A.电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大B.CH3COOHc CH3COOH 的电离常数表达式为 Ka=c H+ ·c CH3COO- C.向 CH3COOH溶液中加入少量 CH3COONa固体,电离常数减小D.电离常数只与温度有关,与浓度无关答案 Dc CH3COO- ·c H+ 7.已知 25℃时,Ka= =1.75 10-× 5,其中 Ka是该温度下 CH3COOH的电c CH3COOH 离平衡常数。下列说法正确的是( )A.向该溶液中加入一定量的稀硫酸,Ka增大B.升高温度,Ka增大C.向 CH3COOH溶液中加入少量水,Ka增大D.向 CH3COOH溶液中加入少量氢氧化钠溶液,Ka增大答案 B8.(2020·南昌高二月考)相同温度下,根据三种酸的电离平衡常数,下列判断正确的是( )酸 HX HY HZ电离平衡常数 Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2A.三种酸的强弱关系:HX>HY>HZB -.反应 HZ+Y ===HY+Z-不能发生C.由电离平衡常数可以判断:HZ属于强酸,HX和 HY属于弱酸D.相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数等于 0.1 mol·L-1 HX溶液的电离平衡常数答案 D9.已知 25℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:HCOOH:Ka=1.77×10-4,HCN:Ka=4.9×10-10,H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11,则以下反应不能自发进行的是( )A.HCOOH+NaCN===HCOONa+HCNB.NaHCO3+NaCN===Na2CO3+HCNC.NaCN+H2O+CO2===HCN+NaHCO3D 2HCOOH CO2-===2HCOO-. + 3 +H2O+CO2↑答案 B10.在 25 -℃时,用蒸馏水稀释 1 mol·L 1氨水至 0.01 mol·L-1,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是( )A. c OH- +B.c NH4 c NH3·H2O c OH- C.c NH3·H2O D.c(OH-)c NH+4 答案 A11.在一定温度下,对冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力 I随加入水的体积 V变化的曲线如图所示。请回答下列问题:(1)a、b、c +三点对应的溶液中,c(H )由小到大的顺序为________________。(2)a、b、c三点对应的溶液中,CH3COOH的电离程度最大的是________。(3)若使 c点对应的溶液中的 c(CH -3COO )增大,则下列措施中,可行的是________(填字母,下同)。A.加热 B.加入 NaOH稀溶液C.加入 KOH固体 D.加水E.加入 CH3COONa 固体 F.加入锌粒(4)在稀释过程中,随着醋酸浓度的减小,下列始终保持增大趋势的是________。A c(H+. ) B.n(H+)+C.CH c H 3COOH分子数 D.c CH3COOH 答案 (1)c<a<b (2)c (3)ACEF (4)BD自我挑战1.HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒剂,已知熔融的 HgCl2不导电,而 HgCl2的稀溶液有弱的导电能力,下列关于 HgCl2的叙述正确的是( )A.HgCl2属于离子化合物B.HgCl2属于共价化合物C.HgCl2属于非电解质D.HgCl2中既存在离子键也存在共价键答案 B2.下列各项中电解质的电离方程式正确的是( )A.氨水:NH3+H2O===NH+4+OH-B.NaHCO + -3的水溶液:NaHCO3===Na +HCO3C.HF的水溶液:HF===H+ -+FD.H2S 的水溶液:H2S 2H++S2-答案 B3.把 1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液用蒸馏水稀释到 10 L,下列叙述正确的是( )A.c(CH3COOH) 1变为原来的10B.c(H+) 1变为原来的10c CH COO-C. 3 的比值增大c CH3COOH D.溶液的导电性增强答案 C4 +.醋酸的电离方程式为 CH3COOH(aq) H (aq)+CH3COO-(aq) ΔΗ>0。25 ℃时,0.1+mol·L-1 K c H ·c CH COO-3 醋酸溶液的 a= =1.75×10-5。下列说法正确的是( )c CH3COOH A.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,平衡时溶液中 c(H+)减小B.向该溶液中加少量 CH3COONa 固体,平衡正向移动C.该温度下,0.01 mol·L-1醋酸溶液的 Ka<1.75×10-5D +.升高温度,c(H )增大,Ka增大答案 D5 - -.已知 H2CO3的电离平衡常数:Ka1=4.3×10 7、Ka2=5.6×10 11,HClO的电离平衡常数:Ka=2.95×10-8。在反应 Cl2+H2O HCl+HClO达到平衡后,要使 HClO 的浓度增大可加入( )A.NaOH B.HClC.NaHCO3 D.H2O答案 C6.(1)某浓度的氨水中存在平衡:NH3·H2O NH+4+OH- +。如想增大 NH 4的浓度而不增大 OH-的浓度,应采取的措施是________(填字母)。a.适当升高温度 b.加入 NH4Cl固体c.通入 NH3 d.加入少量浓盐酸(2) +常温下,有 c(H )相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,采取以下措施:①加适量醋酸钠晶体后,两溶液中的 c(H+)变化是醋酸溶液中 c(H+)________(填“增+大”“减小”或“不变”,下同),盐酸中 c(H )________。+②加水稀释 10倍后,醋酸溶液中的 c(H )________(填“>”“=”或“<”,下同)盐酸中的 c(H+)。③加等浓度的 NaOH溶液至恰好中和,所需 NaOH溶液的体积:醋酸________盐酸。+④使温度都升高 20℃,溶液中 c(H ):醋酸________盐酸。⑤分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是____________(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)(3)将 0.1 mol·L- 1 的 CH3COOH 加水稀释,有关稀释后醋酸溶液的说法中,正确的是________(填字母)。a.电离程度增大 b.溶液中离子总数增多c.溶液导电性增强 d.溶液中醋酸分子增多答案 (1)bd (2)①减小 减小 ②> ③> ④> ⑤c (3)ab7.(1)25℃时,a mol·L-1CH3COOH溶液中 c(H+)=10-b mol·L-1,用含 a和 b的代数式表示CH3COOH的电离常数 K=______。(2)已知 25 ℃时,K(CH3COOH)=1.8×10-5,K(HSCN)=0.13。在该温度下将 20 mL 0.1mol·L-1CH3COOH溶液和 20 mL 0.1 mol·L-1HSCN溶液分别与 20 mL 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如下,反应初始阶段,两种溶液产生 CO2气体的速率存在明显差异的原因是______________________________________。(3)下表是几种弱酸常温下的电离常数:CH3COOH H2CO3 H2S H3PO4K1=7.1 -×10 3K 4.4 10-1= × 7 K1=9.1×10-8K 1.8 10-5 K 6.3 10-= × 2= × 8K2=4.7×10-11 K2=1.1×10-12K3=4.2×10-13①CH3COOH、H2CO3、H2S、H3PO4四种酸的酸性由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。②多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离的主要原因是_______________________________________________________(从电离平衡常数角度考虑)。CH COO- HCO- - - +③同浓度的 3 、 3、CO32 、S2 结合 H 的能力由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。10-2b答案 (1)a 10-- b(2)K(CH3COOH)+液的 c(H )大于 CH3COOH溶液的 c(H+),故 HSCN与 NaHCO3反应速率快(3)①H3PO4>CH3COOH>H2CO3>H2S②一级电离产生的氢离子对二级电离起抑制作用③S2->CO2-3 >HCO- -3 >CH3COO 展开更多...... 收起↑ 资源列表 3.1 电离平衡(原卷版).pdf 3.1 电离平衡(解析版).pdf