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第九章　水溶液中的离子反应与平衡
第41讲　电离平衡
化学
内容索引
考点一　弱电解质的电离平衡
考点二　电离平衡常数及其应用
第一部分
第二部分
必备知识整合
01
对点题组突破
02
课时作业
第五部分
必备知识整合
01
对点题组突破
02
高考真题演练
第四部分
考点三　强酸(或碱)与弱酸(或碱)的比较
第三部分
必备知识整合
01
对点题组突破
02
1．理解弱电解质在水溶液中的电离平衡，能用化学用语正确表示弱电解质的电离平衡。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
第
分
部
一
1．电离平衡的概念
在一定条件下(如温度、浓度等)，当______________________的速率和______________的速率相等时，达到电离平衡状态。
必备知识整合
弱电解质分子电离成离子
离子结合成分子
2．电离平衡的建立和特征
3．外界条件对电离平衡的影响
向右
温度 温度升高，电离平衡____移动，电离程度____
浓度 稀释溶液，电离平衡____移动，电离程度____
同离子效应 加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡____移动，电离程度____
加入能反应的物质 电离平衡____移动，电离程度____
增大
向右
增大
向左
减小
向右
增大
√　
×
×
×
×
1．在0.1 mol/L CH3COOH溶液中存在如下平衡：CH3COOH
CH3COO－＋H＋。对于该平衡体系，下列叙述正确的是(　　)
A．加水时，平衡向逆反应方向移动
B．加入0.5 mol/L HCl溶液导电性减弱
C．加入NaOH固体平衡向右移动
D．加入少量CH3COONa固体溶液pH减小
对点题组突破
C
题组一　弱电解质电离平衡及影响因素
解析：加水可以促进CH3COOH的电离，A错误；加入0.5 mol·L-1 HCl溶液使溶液中离子浓度增大，导电性增强，B错误；加入氢氧化钠消耗H＋平衡向右移动，C正确；加入醋酸钠使醋酸根的浓度增大，抑制CH3COOH的电离，H＋浓度减小pH增大，D错误。
2．已知次磷酸(H3PO2)为一元酸，欲证明它是弱电解质，下列操作方法不正确的是(　　)
A．用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验，比较灯泡的亮度
B．用一定浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、等pH的盐酸和次磷酸溶液，比较消耗碱液的体积
C．加热滴有酚酞溶液的NaH2PO2溶液，溶液颜色变深
D．常温下，稀释0.1 mol·L-1次磷酸溶液至原溶液体积的100倍，
测得pH在4～5
A
解析：NaCl和NaH2PO2都属于强电解质，所以用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验，比较灯泡的亮度，不能证明H3PO2是弱电解质，A错误；因HCl为强酸，若滴定时次磷酸溶液消耗NaOH溶液的体积大于等体积、等pH的盐酸消耗的NaOH溶液的体积，则说明次磷酸为弱电解质，B正确；若次磷酸为弱电解质，则NaH2PO2溶液呈碱性，加热促进其水解，滴有酚酞溶液的NaH2PO2溶液颜色变深，C正确；常温下，若次磷酸为一元强酸，则把0.1 mol·L-1次磷酸溶液稀释至原溶液体积的100倍，pH应为3，而现测得pH在4～5，说明次磷酸没有完全电离，为弱电解质，D正确。
判断弱电解质的两种常用方法
(1)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。
(2)弱电解质形成的盐能水解，如用玻璃棒蘸取一定浓度的CH3COONa溶液滴在pH试纸上，pH＞7，说明CH3COONa为弱酸盐，即CH3COOH为弱酸。
题组二　弱电解质溶液导电图像分析
3．一定温度下，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：c＜a＜b
B．a、b、c三点CH3COOH的电离程度：c＜a＜b
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1 mol·L-1NaOH溶液中和，消耗NaOH溶液体积：c＜a＜b
C
解析：用湿润的pH试纸测量，相当于加水稀释，从图像来看，导电能力加强，c(H＋)增大，pH减小。
4．电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。如图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中，能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是(　　)
D
解析：HCl为强电解质，CH3COOH为弱电解质，滴加NH3·H2O，先与HCl反应，生成同样为强电解质的NH4Cl，但溶液体积不断增大，溶液稀释，所以电导率下降。当HCl被中和完后，继续与弱电解质CH3COOH反应，生成CH3COONH4(强电解质)，所以电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后，继续滴加弱电解质NH3·H2O，电导率变化不大，但因为溶液被稀释，有下降趋势。
考点二　电离平衡常数及其应用
第
分
部
二
必备知识整合
1．电离平衡常数及其相关概念
(1)概念
在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对一元弱酸或一元弱碱来说，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(弱酸用Ka，弱碱用Kb)表示。
(2)表达式
(3)特点
①电离平衡常数与温度有关，与浓度无关，升高温度，K值增大。
②多元弱酸的各级电离常数的大小关系是Ka1 Ka2 Ka3……故其酸性取决于第一步电离。
(3)影响因素
温度 升高温度，电离平衡向右移动，电离度____；
降低温度，电离平衡向左移动，电离度____
浓度 当弱电解质溶液浓度增大时，电离度____；
当弱电解质溶液浓度减小时，电离度____
增大
减小
减小
增大
正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)同一弱电解质，浓度不同其电离常数一定不同。(　 　 )
(2)电离平衡正向移动时，电离度、电离常数均增大。(　 　 )
(3)相同温度时电离常数越大，表示电解质的电离能力越强。(　 　 )
(4)常温下，依据Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO3)，可知碳酸的酸性比磷酸强。(　 　 )
(5)电离常数大的酸溶液中的c(H＋)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H＋)大。(　 　 )
×
×
√
×
×
对点题组突破
题组一　电离常数的理解与应用
1．部分弱酸的电离平衡常数如下表：
弱酸 HCOOH H2S
电离平衡常数(25 ℃) Ka＝1.77×10-4 Ka1＝1.1×10-7
Ka2＝1.3×10-13

弱酸 H2CO3 HClO
电离平衡常数(25 ℃) Ka1＝4.5×10-7 Ka2＝4.7×10-11 Ka＝4.0×10-8
HCOOH＞
H2CO3＞H2S＞HClO
①②④
变小
变大
解析：假设无限稀释，c(CH3COO－)趋近于0，极稀溶液要考虑水的电离，
c(H＋)趋近于10-7 mol·L-1，因此比值变小。
变小
解析：该式为CH3COOH的电离常数表达式，温度不变，Ka不变。
不变
不变
判断溶液中粒子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，只需分析粒子数目的变化即可。
(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。
题组二　电离常数的有关计算
3．(1)25 ℃，0.01 mol·L-1的HA溶液的电离常数为1×10-8，则溶液的c(H＋)约为________________，电离度为________。
1×10-5 mol·L-1
0.1%
(2)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CH3COOH的电离常数Ka＝
__________(用含a和b的代数式表示)。
则常温下：
(1)Ka1＝_________。
10-1.2
(2)Ka2＝_________。
10-4.2
1 000
计算电离平衡常数的思维方法
(1)根据电离方程式，写出电离平衡常数表达式。
(2)根据题干信息，结合电荷守恒、元素守恒，找出各粒子的浓度，代入表达式即可。
(3)若有图像信息，可选择曲线上的特殊点(能准确读出纵、横坐标的数值)，确定各粒子的浓度，最后代入平衡常数表达式计算。
考点三　强酸(或碱)与弱酸(或碱)的比较
第
分
部
三
必备知识整合
1．一元强酸(如HCl)与一元弱酸(如CH3COOH)的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸的比较
比较项目 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 小 大 小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸的比较
比较项目 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 大 大 多 2.一元强酸(如HCl)与一元弱酸(如CH3COOH)稀释图像比较
(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
对点题组突破
1．相同温度下，关于盐酸和醋酸两种溶液的比较，下列说法正确的是(　 　)
A．pH相等的两溶液中：c(CH3COO－)＝c(Cl－)
B．分别中和pH相等、体积相等的两溶液，所需NaOH的物质的量相同
C．相同浓度的两溶液，分别与金属镁反应，反应速率相同
D．相同浓度、相同体积的两溶液，分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化)：c(CH3COO－)＝c(Cl－)
A
解析：在pH相等的两种溶液中，氢离子的浓度相同，根据溶液中电荷守恒可知阴离子浓度相等，即c(CH3COO－)＝c(Cl－)，A正确；CH3COOH为弱酸，是弱电解质，只能部分电离，与pH相同的强酸溶液比起来，与其他物质反应时，可以持续电离出氢离子，平衡右移，所以醋酸消耗的氢氧化钠的量要更多一些，B错误；反应刚开始时，CH3COOH是弱酸，部分电离，与同等浓度的强酸比较，反应速率会慢一些，C错误；相同浓度、相同体积的这两种酸的物质的量相等，醋酸钠溶液呈碱性，要使混合溶液呈中性，则醋酸应该稍微过量，NaCl溶液呈中性，根据电荷守恒得c(Na＋)＝c(CH3COO－)、c(Na＋)＝c(Cl－)，反应后的中性溶液中氯化钠浓度大于醋酸钠，所以c(CH3COO－)＜c(Cl－)，D错误。
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(　　)
C
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CH3COOH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-1NaOH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
解析：2 mL 2 mol·L-1的盐酸和醋酸，盐酸中c(H＋)大，与镁条反应的速率快，相同时间内产生的氢气多，容器内压强大，反应先结束，故②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，A错误；从图像可以看出，100 s后，醋酸与镁的反应速率更大，此时盐酸与镁已接近反应结束，c(H＋)较小，反应速率较小，B错误；由于盐酸和醋酸的浓度和体积均相同，则二者物质的量相同，故反应结束时，产生的氢气总量基本相等，C正确；用1 mol·L-1NaOH溶液完全中和题述两种酸溶液时，盐酸与醋酸消耗NaOH溶液的体积相等，D错误。
3．(2024·黑龙江哈尔滨期中)常温下，浓度均为1 mol·L-1的CH3NH2和NH2OH两种溶液各10 mL，分别加水稀释，所得曲线如图所示{V表示溶液的体积，pOH＝－lg[c(OH－)]}，下列说法正确的是(　　)
D
高考真题演练
第
分
部
四
D
B
D
解析：随着pH的增大，CH2ClCOOH、CHCl2COOH浓度减小，
CH2ClCOO－、CHCl2COO－浓度增大，—Cl为吸电子基团，CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH，即Ka(CHCl2COOH)>Ka(CH2ClCOOH)，δ(酸分子)＝δ(酸根离子)＝0.5时的pH分别约为1.3、2.8，则两种酸的电离常数分别为Ka(CHCl2COOH)≈10-1.3，Ka(CH2ClCOOH)≈10-2.8，则曲线M表示δ(CH2ClCOO－)～pH的变化关系，A、C错误；根据Ka(CHCl2COOH)
4．(2024·广东卷节选)酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的Ka。
a．选择合适的指示剂HIn，Ka(HIn)＝3.6×10-20；其钾盐为KIn。
b．向KIn溶液中加入HX，发生反应：In－＋HX X－＋HIn。KIn起始的物质的量为n0(KIn)，加入HX的物质的量为n(HX)，平衡时，测得c平
(In－)/c平(HIn)随n(HX)/n0(KIn)的变化曲线如图。
已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。
(1)计算Ka(HA)＝______________。(结果保留两位有效数字)
4.0×10-21
(2)在该溶剂中，Ka(HB)__(填“>”“<”或“＝”，下同)Ka(HA)；Ka(HB)__Ka(HIn)。
＞
＞
课时作业41
第
分
部
五
B
C
C
4．H2S在水溶液中存在电离平衡：H2S H＋＋HS－和HS－ H＋＋S2-。若向H2S溶液中分别采取下列措施，有关叙述正确的是(　　)
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
C
解析：加水促进电离，但氢离子浓度减小，A错误；通入过量SO2气体发生反应2H2S＋SO2===3S＋2H2O，当SO2过量时溶液显酸性，而且酸性比H2S强，pH减小，B错误；滴加新制氯水，发生反应Cl2＋H2S===2HCl＋S↓，平衡向左移动，HCl酸性大于H2S，所以溶液pH减小，C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错误。
5．分析表中数据，下列叙述错误的是(　　)
C
弱酸 CH3COOH HCN H2CO3
电离常数(25 ℃) 1.8×10-5 4.9×10-10 Ka1＝4.4×10-7
Ka2＝4.7×10-11
6．常温下，有体积相同的四种溶液：①pH＝2的CH3COOH溶液；②pH＝2的盐酸；③0.01 mol/L的醋酸；④0.01 mol/L的盐酸，下列说法正确的是(　　)
A．把四种溶液稀释到相同pH，所需水的体积：①>②＝④＝③
B．四种溶液中和氢氧化钠的能力：①＝②＝④>③
C．与镁条反应的起始速率的大小关系为①>②＝④>③
D．与镁条反应生成相同体积的氢气所需的时间为①<②＝④<③
D
解析：CH3COOH为弱酸，在溶液中存在电离平衡，HCl是强酸，在溶液中完全电离，则等浓度的盐酸和醋酸稀释到相同pH，所需水的体积为④>③，A错误；CH3COOH为弱酸，在溶液中存在电离平衡，HCl是强酸，在溶液中完全电离，pH＝2的醋酸的浓度大于0.01 mol·L-1，中和氢氧化钠的能力大于其他三种溶液，B错误；pH＝2的醋酸和pH＝2的盐酸中氢离子浓度相同，与镁条反应的起始速率相等，C错误；CH3COOH为弱酸，在溶液中存在电离平衡，HCl是强酸，在溶液中完全电离，pH＝2的醋酸的浓度大于0.01 mol·L-1，与镁条反应过程中，氢离子浓度减小，电离平衡向右
移动，氢离子浓度变化小，生成氢气的反应速率最快，pH＝2的盐酸和0.01 mol·L-1的盐酸中氢离子浓度小于pH＝2的醋酸，与镁条反应过程中，两种溶液生成氢气的反应速率相等，但慢于pH＝2的醋酸，0.01 mol·L-1的醋酸中氢离子浓度最小，与镁条反应过程中，生成氢气的反应速率最慢，则生成相同体积的氢气所需的时间为①<②＝④<③，D正确。
A
7．(2024·辽宁沈阳联考)常温下，有关下列4种溶液的叙述中错误的是(　　)
A．温度下降10 ℃，四种溶液的pH均不变
B．在溶液①②中分别加入适量的氯化铵晶体，两种溶液的pH均减小
C．等体积的③④溶液分别与足量锌反应，生成H2的量：④<③
D．将溶液①④等体积混合，所得溶液显碱性
编号 ① ② ③ ④
溶液 氨水 氢氧化钠溶液 醋酸 盐酸
pH 11 11 3 3
解析：NH3·H2O、CH3COOH是弱电解质，降低温度，电离平衡逆向移动，氨水中氢氧根离子浓度减小、醋酸中氢离子浓度减小；降低温度，Kw减小，氢氧化钠溶液中氢离子浓度减小；温度下降10 ℃，只有盐酸的pH不变，A错误。在氨水中加入适量的氯化铵晶体，铵根离子浓度增大，NH3·H2O的电离平衡逆向移动，氢氧根离子浓度减小；氢氧化钠溶液中加入适量的氯化铵晶体，氢氧化钠和氯化铵反应生成氯化钠和一水合氨，强
碱生成弱碱，氢氧根离子浓度减小，所以两种溶液的pH均减小，B正确。pH相等的醋酸和盐酸，盐酸的浓度小于醋酸，所以等体积等pH的醋酸和盐酸分别与足量锌反应，醋酸生成H2的量大于盐酸，C正确。pH＝11的氨水的浓度大于pH＝3的盐酸的浓度，将溶液①④等体积混合，氨水有剩余，溶液呈碱性，D正确。
8．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>③>②
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
C
解析：CH3COOH为弱电解质，①点溶液中c(H＋)<0.200 mol·L-1，A错误；酸碱中和反应放热，①点溶液温度较低，B错误；③点时恰好完全反应生成等物质的量的氯化铵和醋酸铵，其中CH3COO－发生微弱水解，则③点溶液中：c(Cl－)>c(CH3COO－)，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，D错误。
B
D
即c(H＋)＝10-2 mol·L-1，强酸HA由于完全电离c(HA)＝10-2 mol·L-1，弱酸HB部分电离，三段式分析
　　　　 HB　　 　 H＋　 ＋　B－
初始浓度 c(HB) 0
转化浓度 c(HB)·α c(HB)·α
平衡浓度 c(HB)－c(HB)·α 10-2 mol·L-1
②③
解析：①向氨水中加入氯化铵固体，溶液中铵根离子浓度增大，电离平衡左移，溶液中氢氧根离子浓度减小，故错误；②向氨水中通入氨气，一水合氨的浓度增大，电离平衡右移，溶液中氢氧根离子浓度增大，故正确；③向氨水中加入强碱氢氧化钠固体，溶液中氢氧根离子浓度增大，故正确；④向氨水中加入水稀释，溶液中氢氧根离子浓度减小，故错误。
<
<
1.34×10-3 mol·L-1
b
(5)c(H＋)相同、体积相同的盐酸和醋酸分别与足量的锌反应，生成的H2在相同状况下的体积分别为V1和V2，则V1__(填“>”“<”或“＝”，下同)V2；物质的量浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸分别与足量的锌反应，生成的H2在相同状况下的体积分别为V3和V4，则V3__V4。
<
＝
解析：CH3COOH是弱酸，在溶液中部分电离，HCl是强酸，在溶液中完全电离，氢离子相同、体积相同的盐酸的浓度小于醋酸的浓度，则氢离子浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸分别与足量的锌反应时，在相同状况下醋酸生成氢气的体积大于盐酸，但物质的量浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸完全电离出的氢离子浓度相等，与足量锌反应的能力相同，则物质的量浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸分别与足量的锌反应时，在相同状况下两者生成的氢气的体积相等。
12．(14分)25 ℃时，某混合溶液中c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.1 mol·L-1，lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO－)、lg c(H＋)和lg c(OH－)随pH变化的关系如图所示。
CH3COOH H＋＋CH3COO－
α1>α2
<
(3)pH＝5时，该体系中CH3COOH分子的浓度为_____________________。
0.038 mol·L-1

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