51 第十章 第1讲 弱电解质的电离平衡 (讲义) 2027年高中化学一轮复习

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51 第十章 第1讲 弱电解质的电离平衡 (讲义) 2027年高中化学一轮复习

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第1讲 弱电解质的电离平衡
1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡,能用电离方程式进行表征。
2.依据勒夏特列原理分析外界条件对电离平衡的影响及结果。
3.了解电离平衡常数的含义,掌握电离平衡常数的相关计算。
考点1 弱电解质的电离平衡及影响因素
1.弱电解质电离平衡的建立及特征
(1)开始时,v(电离)________,而v(结合)为________。
(2)平衡的建立过程中,v(电离)逐渐_______________________________________,
v(结合)逐渐________,但v(电离)________v(结合)。
(3)当v(电离)________v(结合)时,电离达到平衡状态。
2.影响电离平衡的因素
(1)影响电离平衡的内因  影响电离平衡的决定性因素
影响电离平衡的内因是弱电解质本身的________________,其他条件相同时,电解质越弱越难电离。
(2)外因对电离平衡的影响
以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0的影响。
改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 导电能力 Ka
加水稀释 向右 ____ ____ ____ ___
加入少量冰醋酸 向右 ____ ____ ____ ___
通入HCl(g) 向左 ____ ____ ____ ___
加NaOH(s) 向右 ____ ____ ____ ___
加CH3COONa(s) 向左 ____ ____ ____ ___
升高温度 向右 ____ ____ ____ ___
(3)依据勒夏特列原理分析外界条件对电离平衡的影响
 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,反应结束时相同状况下生成H2的体积:①________②。
(4)与同浓度的NaOH溶液完全反应消耗NaOH溶液的体积:①________②。
[备考提醒]
(1)一般情况下,加水稀释时,弱电解质电离产生离子的浓度减小,并非溶液中所有离子的浓度都减小。如CH3COOH溶液加水稀释时,c(CH3COO-)、c(H+)减小,但溶液中c(OH-)反而增大。
(2)电离平衡向右移动,电离程度不一定增大,如向CH3COOH溶液中加入冰醋酸,CH3COOH电离程度减小。
电离平衡的移动
1.(鲁科选择性必修1习题改编)已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,要使CH3COOH的电离程度增大,可以采取的措施是(  )
①加少量CH3COONa固体 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水
A.①② B.①③
C.③④ D.②④
2.(人教选择性必修1习题改编)一定温度下,将一定量的冰醋酸加水稀释,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:cB.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:cC.用湿润的pH试纸测量b处溶液的pH,测量结果偏大
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[误区警示]
(1)电离平衡正向移动,弱电解质的电离程度不一定增大,电离产生的离子浓度也不一定增大,如稀醋酸中加入少量纯醋酸,醋酸电离平衡右移,溶液中H+、CH3COO―浓度均增大,但电离程度减小;稀醋酸中加水稀释,醋酸电离平衡右移,溶液中H+、CH3COO―浓度均减小,但电离程度增大。
(2)判断加入物质对电离平衡的影响,首先看加入的物质是否含有同种离子,若没有同种离子,再看是否参加反应,若上面两种情况均不存在,则最后看是否有水解的离子产生H+或OH―影响电离平衡。如稀醋酸中,加入少量醋酸钠,则醋酸钠电离产生的CH3COO―抑制醋酸的电离;加入少量Na2CO3,则会与CH3COOH电离出的H+反应促进醋酸的电离;加入NH4Cl,则水解产生的H+会抑制CH3COOH的电离。
(3)判断加入物质对电离平衡的影响,若加入的是溶液,则不要忽略溶液中的水对电离平衡的影响,如稀醋酸中,加入少量NaCl溶液,虽然NaCl不影响CH3COOH的电离,但加入了水导致CH3COOH的电离平衡右移。
多角度判断弱电解质
3.(鲁科选择性必修1习题改编)下列事实不能说明醋酸是弱酸的是(  )
A.25 ℃时,0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH约为3
B.25 ℃时,0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液的pH约为9
C.10 mL 1 mol·L-1的醋酸恰好与10 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液完全反应
D.镁粉与同浓度的盐酸和CH3COOH溶液反应,盐酸中产生气泡快
[思维模型]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。
看数据:根据溶液的浓度及其电离产生的H+或OH-的浓度或pH,若不是完全电离,则为弱电解质。
角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动。
(1)看平衡:只要电解质溶液中存在该电解质的电离平衡,该电解质就是弱电解质。
(2)看稀释:对酸或碱的溶液稀释10倍,其pH改变小于1,则该电解质是弱电解质。
(3)看对比:当两种酸或碱分别稀释相同倍数,其pH改变不同,则改变数值小的一定为弱电解质;当相同元数,pH也相同的两种酸或碱分别与相同碱或酸反应时,消耗碱或酸的量多的一定是弱电解质。
角度三:弱电解质形成的盐类能水解。
看酸碱性:若强酸盐或强碱盐溶液呈酸性或碱性,则生成盐对应的另一种电解质为弱电解质。
考点2 电离平衡常数及计算
1.电离平衡常数的含义
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。对于一元弱酸或一元弱碱来说,当达到电离平衡时,溶液中弱电解质电离所生成的各种____________的乘积,与溶液中__________的浓度之比是一个常数,这个常数叫作电离平衡常数,简称电离常数。
通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数
2.电离平衡常数的表示
(1)一元弱酸和一元弱碱
一元弱酸以CH3COOH为例:CH3COOH H++CH3COO―,Ka=_____________________________________________________________________。
一元弱碱以NH3·H2O为例:+OH-,可表示为Kb=_____________________________________________________________________。
(2)多元弱酸
多元弱酸的电离分步进行,各步电离常数依次用Ka1、Ka2等表示,例如H2CO3的电离:
第一步电离方程式为+H+,Ka1=________________;
第二步电离方程式为+H+,Ka2=________________。
3.电离平衡常数的特点
 常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,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) ________。
[备考提醒]分析离子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,只需分析粒子物质的量变化即可。
(2)“假设法”,如上述问题(1),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,如==,稀释过程中c(H+)减小,因此比值变大。
4.电离度
依据电离平衡常数判断弱酸酸性强弱
1.(人教选择性必修1习题改编)已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列有关的三种酸的电离平衡常数,若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO2===HCN+NaNO2;NaNO2+HF===HNO2+NaF,由此可判断下列叙述不正确的是(  )
A.相同浓度的三种酸中,c(H+)最小的是HF
B.Ka(HF)=7.2×10-4
C.HF和NaCN可以生成HCN
D.相同温度下,Ka(HCN)<Ka(HNO2)<Ka(HF)
2.(鲁科选择性必修1习题改编)已知三种酸的电离平衡常数,下列说法不正确的是(  )
弱酸 醋酸 次氯酸 碳酸
电离平衡常数 Ka=1.7×10-5 Ka=4.7×10-8 Ka1=4.2×10-7, Ka2=5.6×10-11
A.三种酸的酸性由强到弱的顺序是CH3COOH>H2CO3>HClO
B.CO2与NaClO溶液反应的离子方程式为
C.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的溶液的碱性:NaClO>NaHCO3>CH3COONa
D.向NaClO溶液中滴加醋酸,可生成HClO,使杀菌、消毒能力增强
电离常数(K)的相关计算
3.(鲁科选择性必修1习题改编)25 ℃时,0.1 mol·L-1的不同弱电解质的电离度α如表所示:
弱电解质 HNO2 HF NH3·H2O
α/% 7.0 7.8 1.3
下列叙述错误的是(  )
A.能发生反应
B.NH4F溶液呈酸性
C.25 ℃时,Kb=1.69×10-5
D.等体积等浓度的HNO2溶液和HF溶液消耗相同物质的量的NH3·H2O
[思维模型]当一元弱酸或一元弱碱的电离程度较小时,可用如下两个公式计算其电离度α[设一元弱酸(或一元弱碱)起始浓度为c,电离常数为K]:
一元弱酸:α=×100%=×100%;一元弱碱:α=×100%=×100%。
4.(人教选择性必修1习题改编)在某温度时,NH3·H2O的电离常数Kb=1.0×10-5,则溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L-1的氨水中,下列说法错误的是(  )
A.溶液中浓度为0.001 mol·L-1
B.溶液的pH=11
C.NH3·H2O的电离度为1%
D.把该氨水稀释到0.01 mol·L-1,溶液中OH―浓度会大于10-4 mol·L-1
[思维模型]当一元弱酸或一元弱碱的电离程度较小时,可用如下两个公式计算平衡时的c(H+)或c(OH-)。
设一元弱酸(或一元弱碱)起始浓度为c,电离常数为K,则
(1)一元弱酸:c(H+)=cα=。
(2)一元弱碱:c(OH-)=cα=。
考点3 一元强酸(碱)与一元弱酸(碱)的性质及稀释规律比较
1.一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的比较
项目 c(H+) pH 与活泼金属反应产生H2的量 中和碱的能力 开始与金属反应的速率
盐酸 ____ ___ ____ ____ ____
醋酸 ____ ___ ____
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸的比较
项目 c(H+) c(酸) 与足量活泼金属反应产生H2的量 中和 碱的 能力 开始与金属反应的速率
盐酸 ____ ____ ____ ____ ____
醋酸 ____ ____ ____
2.一元强酸与一元弱酸稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸(常温下)
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大① 加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
①相同浓度的盐酸、醋酸稀释相同倍数,二者浓度仍然相等,因此醋酸中c(H+)小,pH大。
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸(常温下)
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大② 加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
②相同pH的盐酸、醋酸,溶液中酸电离出的c(H+)相等,稀释相同倍数,醋酸继续电离,则醋酸中c(H+)大,pH小。
3.强酸与弱酸、强碱与弱碱稀释时的pH变化图像
如图中,常温条件下,a、b为pH相等的NaOH溶液和氨水,c、d为pH相等的盐酸和醋酸。
对于该图像,要深刻理解以下4点:
(3)无论怎么稀释,溶液仍保持原来性质(酸性或碱性),pH无限趋近于7。
(4)pH相等的溶液
加水稀释相同倍数后的pH大小:氨水>NaOH溶液,盐酸>醋酸。
稀释后的pH仍然相等,则加水量的多少:氨水>NaOH溶液,醋酸>盐酸。
 某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。
(1)请写出HNO2的电离方程式:________________________________,表示HNO2的曲线为________(填写“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)将pH和体积均相同的HNO2和CH3COOH溶液中,溶质的浓度较大的是____________;分别加入足量NaHCO3,充分反应后产生气体较多的是_____________________________________________________________________。
[备考提醒]以一元强酸和一元弱酸为例:解题时一定要看清楚是等浓度的酸溶液还是等pH的酸溶液,等浓度的酸溶液,体积相等时,n(酸)相等,弱酸电离程度小,c(H+)小,pH大;等pH的酸溶液,两种酸电离出的c(H+)相等,体积相等时,弱酸的物质的量远大于强酸,因此中和碱的能力强。
一元强酸与一元弱酸的比较
1.(鲁科选择性必修1习题改编)常温下甲为pH=2的醋酸溶液;乙为pH=2的醋酸和氯化氢的混合液,等体积的甲乙两溶液相比,下列说法正确的是(  )
A.乙溶液中c(OH-)小于甲溶液中c(OH-)
B.甲溶液中c(CH3COO-)一定大于乙溶液中c(CH3COO-)
C.乙溶液离子浓度大小关系为c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D.加入相同浓度的NaOH溶液至中性,甲、乙两溶液消耗NaOH溶液的体积相同
一元强酸与一元弱酸的图像比较
2.(人教选择性必修1习题改编)向两个完全相同的恒容密闭容器中各加入0.048 g Mg,然后用注射器向上述两个密闭容器中分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得上述密闭容器内气体的压强
随时间的变化如图所示,下列说法正确的是(  )
A.两个反应均为吸热反应
B.曲线a为醋酸与镁反应的变化曲线
C.相同时间段内,盐酸生成的气体更少
D.两个反应的反应速率除了与酸的强弱有关外,还与反应过程中产生的热量有关
3.(鲁科选择性必修1习题改编)某温度下,取等体积等H+浓度的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液中c(H+)随溶液体积变化的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.曲线Ⅱ表示的是盐酸的变化曲线
B.b点对应的酸的总浓度大于a点对应的酸的总浓度
C.取等体积的a点、b点对应溶液,完全中和时消耗NaOH的物质的量相同
D.b点对应溶液的导电能力比c点对应溶液的导电能力强
[误区警示]分析一元强酸和一元弱酸的图像时,应首先抓住图像的起点,明确是两种酸的浓度相同还是pH相同,若浓度相同,则稀释相同倍数后两种酸的浓度仍相同;若pH相同,稀释相同倍数弱酸中c(H+)大,pH小。
1.判断正误:正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)相同条件下,可根据电离平衡常数的大小,比较弱电解质的相对强弱。 (  )
(2)H2CO3的电离常数表达式Ka=。 (  )
(3)相同温度下,Ka(HF)>Ka(CH3COOH),说明酸性:HF>CH3COOH。 (  )
(4)一定温度下,醋酸的浓度越大,电离常数也越大。 (  )
(5)电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度不一定增大。 (  )
(6)电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度一定增大。 (  )
(7)(2025·甘肃卷)测定0.01 mol·L-1某酸溶液的pH是否为2;判断该酸是否为强酸。 (  )
(8)向0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液中加入少量的NH4Cl晶体,溶液中的c(OH-)增大。 (  )
(9)常温下,向pH=2的醋酸中加入醋酸钠固体,可抑制醋酸的电离。 (  )
(10)向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加入冰醋酸或水,CH3COOH的电离平衡均右移,均使CH3COOH的电离程度增大。 (  )
(11)向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加水稀释,虽然CH3COOH的电离程度增大,但溶液中离子浓度均减小。 (  )
(12)同一弱电解质的溶液中,其电离度越大,则电离常数越大。 (  )
2.(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:+CH3COO-,下列酸性强弱顺序正确的是(  )
C.NH3>N2H4>CH3COO-
3.(2024·新课标卷)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-)=
]
下列叙述正确的是(  )
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
D.pH=2.08时,=
25 ℃时,用0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,当滴加V mL CH3COOH溶液时,混合溶液的pH=7。已知CH3COOH的电离常数为Ka,忽略混合时引起的溶液体积的变化,下列关系式正确的是(  )
A.Ka= B.V=
C.Ka= D.Ka=
4.(2025·广东卷,节选)酸及盐在生活生产中应用广泛。
(1)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度c0和苯甲酸的Ka,实验如下:取50.00 mL苯甲酸饱和溶液,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得:
①c0=________ mol·L-1。
②苯甲酸的Ka=________________(列出算式,水的电离可忽略)。
(2)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾 羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸Ka的变化顺序为CH3COOH②提出假设 甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为
③验证假设 甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足,不能用所测得的pH直接判断Ka大小顺序,因为__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
乙同学用(1)中方法测定了上述三种酸的Ka,其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
④实验小结 假设不成立,芳香环上取代基效应较复杂,①中规律不可随意推广。
(3)该小组尝试测弱酸HClO的Ka。
①丙同学认为不宜按照(1)中方法进行实验,其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为_________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②小组讨论后,选用0.100 mol·L-1 NaClO溶液(含少量NaCl)进行实验,以获得HClO的Ka。简述该方案______________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(包括所用仪器及数据处理思路)。
③教师指导:设计实验方案时,需要根据物质性质,具体问题具体分析。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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