1、第 1 讲 弱电解质的电离平衡【高考导航】1.了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。2.了解电解质在水溶液中的电离。3.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。一、电解质1电解质与非电解质 2强、弱电解质(1)概念和种类(2)与化合物类型的关系强电解质主要是大部分的离子化合物及某些化合物，弱电解质主要是某些化合物。共价共价3电离方程式的书写“强等号，弱可逆，多元弱酸分步离”(1)强电解质：如 H2SO4：。(2)弱电解质：一元弱酸，如 CH3COOH：。多元弱酸，分步电离，分步书写且第一步电离程度远远大于第二步的电离程度，如 H2CO3：、。H2SO4=2HSO24CH3COOHHCH3C
2、OOH2CO3HHCO3 HCO3HCO23多元弱碱，分步电离，一步书写，如 Fe(OH)3：。(3)酸式盐：强酸的酸式盐，如 NaHSO4 溶液：。弱酸的酸式盐，如 NaHCO3 溶液：、。HCO3HCO23Fe(OH)3Fe33OHNaHSO4=NaHSO24NaHCO3=NaHCO3二、弱电解质的电离平衡1电离平衡的建立在一定条件(如温度、浓度等)下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程就达到平衡。平衡建立过程如图所示：3影响电离平衡的外部条件(1)温度：温度升高，电离平衡移动，电离程度。(2)浓度：稀释溶液，电离平衡移动，电离程度。(3)同离子效
3、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。(4)加入与离子反应的物质：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4实例分析弱电解质的电离平衡移动遵循化学平衡移动原理。以 CH3COOHCH3COOH H0 为例：反应条件平衡移动方向n(H)c(H)c(CH3COO)c(CH3COOH)电离程度()Ka加水稀释加入少量冰醋酸向右增大不变减小减小减小增大向右增大增大增大增大减小不变反应条件平衡移动方向 n(H)c(H)c(CH3COO)c(CH3COOH)电离程度()Ka通入 HCl(g)加入 NaOH(s)加入CH3COONa(s)升高温度向左增大不变减小减
4、小减小增大向右增大增大增大增大减小不变减小向左向右减小 减小增大减小不变增大增大增大减小增大增大1判断下列说法的正误并说明理由，明确相关概念的含义弱电解质的判断和电离方程式书写问题BaSO4 难溶于水，其属于弱电解质。()由 0.1 molL1 一元碱 BOH 的 pH10，可知溶液存在 BOH=BOH。()弱电解质的电离平衡判断氨气溶于水，当 c(OH)c(NH4)时，表明氨水电离处于平衡状态。()氢硫酸溶液中 H2S 的电离方程式：H2SHHS、HSHS2。()提示：BaSO4 虽难溶于水，但溶解的部分完全电离，所以 BaSO4 是强电解质。NH3H2ONH3H2ONH4 OH，NH3H2
5、O 电离出的c(OH)与 c(NH4)永远相等，不能表明氨水电离处于平衡状态。答案：2稀醋酸加水稀释时溶液中的所有离子浓度一定减小吗？3电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小吗？离子的浓度一定增大吗？电离程度一定增大吗？提示：不一定。因温度不变，c(H)c(OH)是定值，稀醋酸加水稀释时，溶液中的 c(H)减小，故 c(OH)增大。提示：都不一定。如对于 CH3COOHCH3COOH，平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能消除，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大；加水稀释或加少量 NaOH固体，都会引起平衡右移，但 c(CH3CO
6、OH)、c(H)都比原平衡时要小。加水稀释或增大弱电解质的浓度，都使电离平衡向电离方向移动，但加水稀释时弱电解质的电离度增大，而增大弱电解质的浓度时弱电解质的电离程度减小。角度一：强、弱电解质的判断与比较1(2015福建龙岩模拟)下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类，完全正确的是()ABCD强电解质FeNaClCaCO3HNO3弱电解质CH3COOHNH3H3PO4Fe(OH)3非电解质 C12H22O11(蔗糖)BaSO4 C2H5OHH2O解析：Fe 是单质，既不是电解质也不是非电解质，A 错误；NH3 是非电解质，BaSO4 是强电解质，B 错误；CaCO3 是盐，为强电解质，
7、H3PO4 是中强酸，是弱电解质，乙醇是非电解质，C 正确；Fe(OH)3 和 H2O 都是弱电解质，D 错误。答案：C2.25 时，0.1molL1 的 HA 溶液中 cHcOH1010,0.01 molL1的 BOH 溶液 pH12。请回答下列问题：(1)HA 是_(填“强电解质”或“弱电解质”，下同)，BOH 是_。(2)HA 的电离方程式是_。解析：0.1 molL1 的 HA 溶液中 HOHHKWHH210141010，则H0.01 molL1，则 HA 为弱酸。0.01 molL1 BOH 溶液中，pH12，c(OH)0.01 molL1 故 BOH 为强碱。答案：(1)弱电解质
8、强电解质(2)HAHA角度二：弱电解质的电离平衡特点3下列有关电离平衡的叙述正确的是()A电离平衡是相对的、暂时的，外界条件改变时，平衡就会发生移动B电离平衡时，由于分子和离子的浓度不断发生变化，所以说电离平衡是动态平衡C电解质在溶液里达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度相等D电解质达到电离平衡后，各种离子的浓度相等解析：电离平衡是化学平衡的一种，达到平衡时，反应仍在进行，分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等，各分子和离子的浓度不再变化，与分子和离子浓度是否相等没有关系，所以只有 A 正确。答案：A4下列溶液中所含微粒种类由多到少的顺序是_(填字母)。A氨水 B氯水C硫酸氢钠溶液D
9、盐酸解析：氨水：NH3、H2O、NH3H2O、NH4、OH、H共 6 种；氯水：H2O、Cl2、HClO、H、Cl、ClO、OH共 7 种；硫酸氢钠溶液：H2O、Na、H、SO24、OH共 5 种；盐酸：H、Cl、OH、H2O 共 4 种。答案：BACD角度三：外界条件对弱电解质电离平衡的影响5 在 0.1 molL 1 CH3COOH 溶 液 中 存 在 如 下 电 离 平 衡：CH3COOHCH3COOH，对于该平衡，下列叙述正确的是()A加入水时，平衡向逆反应方向移动B加入少量 NaOH 固体，平衡向逆反应方向移动C加入少量 0.1 molL1 HCl 溶液，溶液中 c(H)减小D加入少
10、量 CH3COONa 固体，平衡向逆反应方向移动解析：A 选项中加水，有利于弱电解质的电离，平衡正向移动；B 选项中加碱，与弱酸电离的 H反应使电离平衡正向移动；C 选项中加强酸提供 H，抑制弱酸电离，但 H浓度增大，溶液酸性增强；D 选项中加入含有相同阴离子的强电解质，CH3COO浓度增大抑制弱酸电离，平衡逆向移动。答案：D6稀氨水中存在着下列平衡：NH3H2ONH4 OH，若要使平衡向逆反应方向移动，同时使 c(OH)增大，可采取的措施是()加入少量 NH4Cl 固体 加入少量硫酸 加入少量 NaOH固体 加水稀释 加热 加入少量 MgSO4 固体A B C D解析：若在氨水中加入 NH4
11、Cl 固体，c(NH4)增大，平衡向逆反应方向移动，c(OH)减小，错误；硫酸中的 H与 OH反应，使 c(OH)减小，平衡向正反应方向移动，错误；当在氨水中加入 NaOH 固体后，c(OH)增大，平衡向逆反应方向移动，符合题意，正确；若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向正反应方向移动，但 c(OH)减小，错误；电离属吸热过程，加热平衡向正反应方向移动，c(OH)增大，错误；加入 MgSO4固体发生反应 Mg22OH=Mg(OH)2，溶液中 c(OH)减小，错误。答案：C1表达式(1)对于一元弱酸 HA：HAHA，电离常数 K。(2)对于一元弱碱 BOH：BOHBOH，电离常数 K。2特点(1)
12、电离常数只与温度有关，因电离是吸热过程，所以升温，K 值。(2)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是，故其酸性取决于第一步。3意义 增大K1K2K3125 时，部分物质的电离平衡常数如表所示：化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.7103Ka14.3107Ka25.61011 3.0108注：电离平衡常数的单位已略去请回答下列问题：(1)H2CO3 的 Ka1、Ka2 差别很大，试从电离平衡角度解释其原因。(2)写出 CH3COOH、H2CO3、HClO 的酸性由强到弱的顺序。(3)写出同浓度的 CH3COO、HCO3、CO23、ClO结合 H的能力由强到弱的顺序。(4)在 Na
13、2CO3 溶液中加 CH3COOH 能产生 CO2 气体，试从电离平衡常数的角度解释其原因。提示：(1)第一步电离产生的 H对第二步电离起到抑制作用，且HCO3 是阴离子，从阴离子中电离出 H比较困难。(2)CH3COOHH2CO3HClO。(3)CO23 ClOHCO3 CH3COO。(4)醋酸的电离平衡常数比 H2CO3 的大，醋酸酸性较强，较强的酸可制备较弱的酸。2现有 0.1molL1 HCOOH 溶液，升高温度，HCOOH 的电离程度如何变化？加水稀释，cHcHCOOH如何变化？提示：升高温度，能促进 HCOOH 的电离；加水稀释，cHcHCOOH增大。根据cHcHCOOHcHcHC
14、OOcHCOOHcHCOOKacHCOO，加水稀释，Ka 不变，c(HCOO)减小，所以cHcHCOOH增大。角度一：电离平衡常数的影响因素及应用1下列说法正确的是()A电离常数受溶液浓度的影响B电离常数可以表示弱电解质的相对强弱C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DH2CO3 的电离常数表达式：KacHcCO23 cH2CO3解析：电离常数是温度的函数，与溶液浓度无关，A 错误；电离常数可以表示弱电解质的相对强弱，B 正确；酸中 c(H)既与酸的电离常数有关，又与酸的浓度有关，C 错误；碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为 Ka1Ka1cHcHCO3
15、cH2CO3，第二步电离常数表达式为 Ka2cHcCO23 cHCO3，D 错误。答案：B2已知下面三个数据：7.2104 molL1、4.6104 molL1、4.91010 molL1 分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生：NaCNHNO2=HCNNaNO2；NaCNHF=HCNNaF；NaNO2HF=HNO2NaF，由此可判断下列叙述不正确的是()AK(HF)7.2104 molL1BK(HNO2)4.91010 molL1C根据其中两个反应即可得出结论DK(HCN)K(HNO2)HNO2HCN。由此可判断 K(HF)K(HNO2)K(HCN)，故其电离常数依次为 K
16、(HF)7.2104 molL1，K(HNO2)4.6104 molL1，K(HCN)4.91010 molL1。答案：B角度二：有关电离平衡常数的定量计算3电离常数是用实验的方法测定出来的。现已经测得 25 时 c molL1 的醋酸溶液中 c(H)a molL1，试用 a、c 表示该温度下醋酸的电离常数 K(CH3COOH)_。解析：电离平衡常数 KcHcCH3COOcCH3COOH答案：a2ca4已知室温时，0.1 molL1 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 pH4B升高温度，溶液的 pH 增大C此酸的电离平衡常数约为 1107D由 HA 电离
17、出的 c(H)约为水电离出的 c(H)的 106 倍解析：根据 HA 在水中的电离度可算出 c(H)0.1 molL10.1%104molL1，pH4，A 正确；升高温度，HA 在水中的电离平衡向电离的方向移动，c(H)增大，pH 减小，B 错误；平衡常数为 KcH cAcHA1107 molL1，C 正确；c(H)酸电离104 molL1，所以 c(H)水电离c(OH)1010 molL1，前者是后者的 106 倍，D 正确。答案：B浓度均为 0.01 molL1的强酸 HA 与弱酸 HBpH 均为 2 的强酸HA 与弱酸 HB体积相同时与过量活泼金属反应产生 H2 的量HAHBHAHBc(
18、A)与 c(B)大小c(A)c(B)c(A)c(B)分别加入固体 NaA、NaB 后 pH 变化HA：HB：HA：HB：加水稀释 10 倍后3pHHApHHB3pHHApHHB2溶液的导电性HAHBHAHB水的电离程度HAHBHAHB=不变变大不变变大=浓度均为 0.01 molL1的强酸 HA 与弱酸 HBpH 均为 2 的强酸HA 与弱酸 HBpH 或物质的量浓度2pHHApHHB0.01 molL1c(HA)c(HB)开始与金属反应的速率HAHBHAHB体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量HAHBHAHB=1等体积、等浓度的盐酸和醋酸。(1)加入足量的 Zn，单位时间内，产生的 H2 多
19、；反应停止时，产生H2 的量。(2)加水稀释相同的倍数，的 pH 大；加水稀释到相同的 pH 值，加入的水多。2等体积、等 pH 值的盐酸和醋酸。(1)加入足量 Zn，单位时间内，产生的 H2 多；反应停止时，产生的 H2 多。(2)加水稀释相同的倍数，的 pH 大；加水稀释到相同的 pH，加入的水多。盐酸一样多醋酸盐酸醋酸醋酸盐酸醋酸角度一：强酸与弱酸的比较1对室温下 100 mL pH2 的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是()A加水稀释至溶液体积为 200 mL，醋酸溶液的 pH 变为 4B温度都升高 20 后，两溶液的 pH 不再相等C加水稀释至溶液体积为 200 m
20、L 后，两种溶液中 c(OH)都减小D加足量的锌充分反应后，两溶液中产生氢气的体积如图所示解析：A 选项中醋酸是弱酸，存在电离平衡，加水稀释至 200 mL 时，pHac(2)bac(3)cab(或 ca2b)(4)cab(5)abc abc(6)cab角度二：弱电解质的判断方法典例 为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验：0.1 molL1醋酸溶液、0.1 molL1盐酸、pH3 的盐酸、pH3 的醋酸、CH3COONa 晶体、NaCl 晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH 试纸、酚酞、NaOH 溶液等。(1)甲取出 10 mL 0.1 molL1 的
21、醋酸溶液，用 pH 试纸测出其 pH a，确 定 醋 酸 是 弱 电 解 质，则a应 该 满 足 的 关 系 是_，理由是_。(2)乙将 pH3 的醋酸和盐酸，各取 1 mL，用蒸馏水稀释到 100 mL，然后用 pH 试纸分别测定两溶液的 pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是_。(3)丙分别取 pH3 的盐酸和 pH3 的醋酸各 10 mL，然后分别加入质量相同的锌粒，醋酸放出 H2 的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法 正 确 吗？_(填“正 确”或“不 正 确”)。并 说 明 理 由：_。(4)丁用 CH3COONa 晶体、NaCl 晶体、蒸馏水和酚酞试液，也论证了醋酸是
22、弱酸的事实，该同学的实验操作和现象是_。答案(1)a1 因醋酸是弱酸，不能完全电离(2)盐酸的 pH5，醋酸的 pH5(3)正确 由于醋酸是弱酸，随着反应的进行，醋酸不断电离，c(H)变化小，产生 H2 的速率醋酸比盐酸快(4)配制同浓度的 CH3COONa、NaCl 溶液，分别滴入酚酞试液，CH3COONa 溶液变浅红色，NaCl 溶液不变色【对点训练】4(2015广州模拟)下列事实不能证明 HNO2 是弱电解质的是()滴入酚酞，NaNO2 溶液显红色用 HNO2 溶液做导电实验，灯泡很暗等 pH、等体积的盐酸和 HNO2 溶液中和碱时，HNO2 的中和碱能力强0.1 molL1 HNO2
23、溶液的 pH2HNO2 与 CaCO3 反应放出 CO2 气体c(H)0.1 molL1 的 HNO2 溶液稀释至 1 000 倍，pH7，则 H2A 是弱酸；若 pHKi(HCN)Ki2(H2CO3)，故 HCN 可与 CO23 发生反应生成 CN和 HCO3，因此向含 CN离子的溶液中通入 CO2 发生反应：CNH2OCO2HCNHCO3，A 项错误；利用甲酸与碳酸的电离平衡常数可知酸性：HCOOHH2CO3，则 HCOOH 可与碳酸盐作用生成甲酸盐和 CO2、H2O，B 项正确；酸性：HCOOHHCN，故等 pH 的 HCOOH 和 HCN 相比，HCN 的物质的量浓度大，所以中和等体积、等 pH 的 HCOOH 和 HCN 消耗NaOH 的量前者小于后者，C 项正确；在等体积、等浓度的 HCOONa 和 NaCN溶液中，均存在：NaHROH(R表示 HCOO或 CN)，因CN水解程度大，则在 NaCN 溶液中 c(H)较小，而两溶液中 c(Na)相等，故两溶液中所含离子数目前者大于后者，D 项错误。答案：A、D