高考化学一轮复习第八章水溶液中的离子反应与平衡第40讲弱电解质的电离平衡课件

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高考化学一轮复习第八章水溶液中的离子反应与平衡第40讲弱电解质的电离平衡课件

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(共72张PPT)
第40讲 弱电解质的电离平衡
1.从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶液的组成和 性质(如酸碱性、导电性等)。
2.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡,了解电离平衡常数的
含义。
3.能运用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡,能通过实 验证明水溶液中存在的离子平衡,能举例说明离子反应与平衡在
生 产、生活中的应用。
考点·全面突破
考点一 弱电解质的电离平衡及影响因素
1. 电离平衡的建立与特征
在一定条件下(如温度、浓度等),当弱电解质分子电离成离子的速 率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到平衡。
2. 外界条件对电离平衡的影响
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
向右
增大
向右
增大
向左
减小
向右
增大
 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
×

×
×
×
一、弱电解质的电离及影响因素
A. 加水后,溶液中n(OH-)增大
B. 加入少量浓盐酸,电离平衡正向移动,溶液中c(OH-)增大
C. 加入少量浓NaOH溶液,电离平衡正向移动

2. 常温下,①100 mL 0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液,
②10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液。用“>”“=”或“<”回答下列问题。
(1)c(CH3COO-):① ②。
(2)电离程度:① ②。
(3)在上述两种溶液中加入足量锌片。开始时的反应速率: ① ②;反应结束时生成相同状况下H2的体积:① ②。
(4)与相同浓度的NaOH溶液恰好完全反应消耗NaOH溶液的体积: ① ②。





二、溶液导电能力的判断
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

解析:湿润pH试纸,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,根据溶液电导率的变化可以确定滴定反应的终点。如图是用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(  )

解析:HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质,向二者的混合 液中滴加NH3·H2O溶液时,NH3·H2O先与HCl反应,生成强电解质 NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液被稀释,电导率减小;当HCl被 完全中和后,NH3·H2O继续与弱电解质CH3COOH反应,生成强电解 质CH3COONH4,电导率增大;HCl与CH3COOH均反应完全后,继 续滴加NH3·H2O溶液,电导率变化不大,但因为溶液被稀释,电导率 略有下降趋势,选D。
  (1)溶液的导电能力与溶液中的离子浓度有关,溶液中的离子 浓度越大,导电能力越强;当溶液中离子浓度相同时,离子所带电荷 越高,导电能力越强。
(2)强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电 能力不一定弱,如浓的醋酸溶液的导电能力比非常稀的盐酸的导电能 力强。
【题后归纳】
考点二 电离平衡常数及应用
1. 概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到电离平衡时,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
一元弱酸HA 一元弱碱BOH
电离方程式
电离常数表达式
计算公式


3. 特点
(1)电离平衡常数与 有关,与浓度无关,升高温度,K 。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示弱电解质 越易电离。
(3)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是Ka1 Ka2 Ka3……,故 其酸性取决于第一步的电离。
4. 电离度
温度

大 
(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分子总数的百分比。
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 
(3)影响因素
一、电离常数及应用
1. 已知:常温下,Ka(HF)=6.3×10-4、Ka(HCN)=6.2×10-10。下列说法正确的是(  )
A. 相同pH的HF溶液和HCN溶液,溶质的物质的量浓度:c(HF) >c(HCN)
B. 相同物质的量浓度的HF溶液和HCN溶液,溶液pH:HF>HCN

2. 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”)。
变小
不变
不变
变小
【题后归纳】
判断溶液中微粒浓度比值的常用方法
  (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”,假设无限稀释。
  (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。
  (4)微粒浓度大小、微粒浓度比值在稀释或浓缩时变化,其核 心是与电离平衡常数建立联系。
二、电离常数的相关计算
3. (单一溶液)已知常温下,0.1 mol·L-1的NH3·H2O溶液的pH= 11,则NH3·H2O的电离常数Kb= 。
10-5

(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)。

则常温下:(1)Ka1= 。
10-1.2
(2)Ka2= 。
10-4.2
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真题·体验品悟
(2024·新课标卷13题)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两 种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:
δ(CH2ClCOO-)=
A. 曲线M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B. 若酸的初始浓度为0.10 mol·L-1,则a点对应的溶液中有c(H+) =c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C. CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-1.3
下列叙述正确的是(  )

解析:Cl—为弱吸电子基,则CH2ClCOOH的酸性弱于 CHCl2COOH,故Ka(CH2ClCOOH)<Ka(CHCl2COOH)。调pH 时,CHCl2COOH溶液中CHCl2COOH分布系数减小的趋势快, CHCl2COO-分布系数增大的趋势快,CH2ClCOOH溶液中 CH2ClCOOH分布系数减小的趋势缓慢,CH2ClCOO-分布系数增大 的趋势缓慢,故曲线M表示δ(CH2ClCOO-)~pH的变化关系,A 错误;由题图可知,a点溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,c(OH-)=10-13 mol·L-1,对应c(CHCl2COO-)=0.35×0.1 mol·L-1=0.035 mol·L-1,则c(H+)>c(CHCl2COO-)+c(OH-),B错误;
(1)该反应在恒温、恒容的密闭容器中进行,CO2和H2的投料浓度 均为1.0 mol·L-1,平衡常数K=2.4×10-8,则CO2的平衡转化率 为 。
2.4×10-6%
(2)用氨水吸收HCOOH,得到1.00 mol·L-1氨水和0.18 mol·L-1甲 酸铵的混合溶液,298 K时该混合溶液的pH= 。[已知:298 K 时,电离常数Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5、Ka(HCOOH)= 1.8×10-4]
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课时跟踪检测
一、选择题(本题包括11个小题,每小题只有一个选项符合题意)
1. (2025·浙江杭州期末)室温下,关于pH、体积均相同的醋酸与盐 酸两种稀溶液的叙述正确的是(  )
A. 加水稀释相同倍数后,醋酸的pH大于盐酸
B. 温度均升高10 ℃(忽略酸的挥发),两溶液的pH不变
C. 与足量锌粉反应,当产生相同体积的H2时,醋酸所需时间短
D. 与足量NaHCO3溶液反应,完全反应时产生气体的物质的量相同
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解析:室温下,pH、体积均相同的醋酸与盐酸两种稀溶液,加水稀释相同倍数后,醋酸的电离程度增大,电离产生的氢离子数目增多,而HCl为强酸,电离程度不变,所以醋酸溶液中c(H+)比盐酸中的大,醋酸的pH小于盐酸,A不正确;温度均升高10 ℃(忽略酸的挥发),盐酸的pH不变,而由于醋酸的电离程度增大,醋酸溶液中c(H+)增大,所以醋酸的pH减小,B不正确;与足量锌粉反应,刚开始反应时,由于c(H+)相同,二者反应速率相同,随着反应的进行,醋酸不断发生电离,醋酸溶液中c(H+)大于盐酸中c(H+),醋酸溶液中反应速率快,所以当产生相同体积的H2时,醋酸所需时间短,C正确;室温下,pH、体积均相同的醋酸与盐酸两种稀溶液,由于醋酸发生部分电离,所以醋酸的物质的量大于HCl的物质的量,与足量NaHCO3溶液完全反应时醋酸产生气体的物质的量比盐酸的大,D不正确。
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A. 加少量烧碱固体 B. 升高温度
C. 加少量冰醋酸 D. 加CH3COONa固体

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3. (2025·浙江杭州期中)下列叙述不正确的是(  )
A. 25 ℃时,0.01 mol·L-1 Na2S溶液比等浓度的H2S溶液的导电能力强
B. 90 ℃时,纯水的pH=6.3,说明加热可导致水呈酸性
C. 25 ℃时,pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH<7
D. 25 ℃时,pH均为3的醋酸溶液和盐酸等体积混合后pH仍为3

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4. 在相同温度下,100 mL 0.1 mol·L-1的醋酸与10 mL 1 mol·L-1的 醋酸相比较,下列说法正确的是(  )
A. 发生中和反应时所需NaOH的量前者大于后者
B. 前者的电离程度小于后者
C. 所含H+的物质的量前者大于后者
D. 所含CH3COOH的物质的量前者大于后者

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解析:由于溶质n(CH3COOH)都为0.01 mol,中和时所需NaOH的量相同,A错误;醋酸为弱电解质,浓度越大,电离程度越小,故前者的电离程度大于后者,B错误;两种溶液中醋酸的物质的量相同,且前者醋酸的电离程度大,所以溶液中H+的物质的量前者大于后者,C正确;两者溶液中溶质均为0.01 mol,发生部分电离,前者电离程度大于后者,故溶液中CH3COOH的物质的量前者小于后者,D错误。
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5. (2025·浙江杭州期中)将pH和体积都相同的HA和HB溶液分别加 蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示,已知25 ℃时Ka(HA) =3.0×10-8,Ka(HB)=3.5×10-4。下列叙述正确的是(  )
A. a点:c(HA)<c(HB)
B. 曲线Ⅰ为HB稀释时pH的变化曲线
C. b点溶液中水的电离程度比d点溶液中水的电离程度大
D. 分别取b点、c点的两种酸溶液,中和相同体 积、相同浓度的NaOH溶液,消耗c点溶液体积较大

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解析:25 ℃时,Ka(HA)=3.0×10-8,Ka(HB)=3.5×10-4,则酸性:HA<HB,酸性越强,加水稀释时溶液pH变化越大,HB酸性强于HA,加水稀释时pH变化大,所以曲线Ⅰ代表HB稀释时pH变化曲线,曲线Ⅱ代表HA稀释时pH变化曲线,以此作答。pH相同的两种酸溶液,酸性越弱其浓度越大,所以a点时c(HA)>c(HB),故A错误;由上述分析知,曲线Ⅰ代表HB稀释时pH变化曲线,故B正确;酸抑制水的电离,酸中c(H+)越大其抑制水电离程度越大,c(H+):b>d,则水的电离程度:d>b,故C错误;b点、c点为稀释相同倍数的两种酸,由于初始c(HA)>c(HB),所以此时两溶液的浓度:c(HA)>
c(HB),中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,需要HB溶液的体积较大,即消耗b点溶液体积较大,故D错误。
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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

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7. 常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离常数分别为 1.7×10-5、1.8×10-4,以下关于0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液、
0.1 mol·L-1 HCOOH溶液的说法正确的是(  )
A. c(H+):CH3COOH>HCOOH
B. 等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,产生氢气的体积: HCOOH>CH3COOH
D. 将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,其电离常数保持不变

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8. 以下是常温下几种弱酸的电离平衡常数:
CH3COOH H2S HClO
Ka=1.8×10-5 Ka1=1.3×10-7
Ka2=7.1×10-15 Ka=4.69×10-11
下列说法正确的是(  )
B. CH3COOH溶液与Na2S溶液不能反应生成NaHS
C. 同物质的量浓度的H2S、HClO、CH3COOH溶液,酸性最强的是 CH3COOH
D. Na2S、NaClO、CH3COONa中,结合质子能力最强的是NaClO

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解析:次氯酸根离子具有强氧化性,与H2S反应时发生的是氧化还原反应,H2S被氧化生成硫单质,A错误;根据电离平衡常数可知酸性强弱为CH3COOH>H2S,所以当少量醋酸与Na2S溶液反应时会生成NaHS,B错误;根据电离平衡常数可知酸性强弱为CH3COOH>H2S>HClO>HS-,所以同物质的量浓度的H2S、HClO、CH3COOH溶液,酸性最强的是CH3COOH,酸越弱则酸根离子得到质子能力越强:CH3COO-<HS-<ClO-<S2-,结合质子能力最强的Na2S,C正确,D错误。
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A. pH=4的HClO溶液加水稀释10倍,pH>5
B. 降低温度,平衡逆向移动,次氯酸的电离常数Ka减小
D. 欲使0.1 mol·L-1次氯酸溶液的pH、电离程度都减小,可加入1 mol·L-1次氯酸溶液

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①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤MgSO4固体
A. ①②③ B. ③⑤
C. ③ D. ③④

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11. (2025·浙江期中)根据下列图示,相应叙述正确的是(  )
A. 图甲表示一定温度下,CH3COOH稀溶液加水时溶液导电性变化,a点pH大于b点
B. 图乙表示常温下,稀释等体积、等pH的HA、HB两种弱酸的稀溶液时溶液pH随加水量的变化,则Ka(HA)<Ka(HB)

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c(A-)增大,平衡向c(A-)
减小的方向移动,即逆向移动

减小


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(3)HA溶液中主要成分的分布分数随pH的变化如图所示。
HA的电离常数Ka= 。
10-4.7
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13. 下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃):
酸 CH3COOH HNO2 HCN HClO
电离平衡常数 1.8×10-5 4.6×10-4 5×10-10 3×10-8
(1)结合表中给出的电离常数回答下列问题:
①上述四种酸中,酸性最弱、最强的酸分别是 、 (用化学式表示)。
解析:根据表中数据,酸性:HNO2>CH3COOH>HClO>HCN, 则酸性最弱、最强的酸分别是HCN、HNO2;
HCN
HNO2
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②下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数 不变的操作是 (填字母)。
A. 升高温度
B. 加水稀释
C. 加少量的CH3COONa固体
D. 加少量冰醋酸
E. 加氢氧化钠固体
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ClO-+
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草酸是二元弱酸,分步电离,第一步电离的氢离子抑制第
二步电离
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