1、第23讲弱电解质的电离平衡【课标要求】1.了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。3.理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数(Ka、Kb)进行相关计算。考点1弱电解质的电离平衡1弱电解质：包括弱酸、弱碱、极少数盐(如醋酸铅)、两性氢氧化物、水等。2弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。(2)电离平衡的特征(也适用于勒夏特列原理)开始时，v(电离)最大，而v(结合)为0。平衡的建立过程中，v(电离)v(结合)。当v(电离
2、)v(结合)时，电离过程达到平衡状态。3影响电离平衡的因素(1)内因：由弱电解质本身的性质决定，电解质越弱，其电离程度越小。(2)外因：浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，越易电离。温度：温度越高，电离程度越大。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。化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时，可使电离平衡向电离方向移动。以0.1 molL1 CH3COOH溶液为例，填写外界条件对CH3COOHCH3COOHH0的影响。实例(稀溶液)CH3COOHHCH3COOH0改变条件平衡移动方向n(H)c(H)导电能力Ka (稀溶
3、液)CH3COOHHCH3COOH0加水稀释增大减小减弱不变加入少量冰醋酸增大增大增强不变通入HCl(g)增大增大增强不变加NaOH(s)减小减小增强不变加入镁粉减小减小增强不变升高温度增大增大增强增大加CH3COONa(s)减小减小增强不变(1)强电解质的溶液一定比弱电解质的溶液导电性强。()(2)强电解质都是离子化合物，而弱电解质都是共价化合物。()(3)稀醋酸加水稀释，醋酸电离程度增大，溶液的pH减小。()(4)常温下，向pH2的醋酸溶液中加入醋酸铵固体，可抑制醋酸的电离。()(5)常温下由0.1 molL1一元碱BOH溶液的pH10，可推知BOH溶液存在BOH=BOH。()(6)稀释弱
4、电解质溶液时，所有粒子浓度都一定会减小。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)125时，稀释0.1 molL1的CH3COOH溶液，溶液中所有离子浓度都降低吗？请阐述判断的理由_。答案：不是，c(CH3COO)、c(H)降低，水的电离被抑制程度降低，则c(OH)增大或温度不变，Kw不变，c(H)降低，c(OH)必然增大2请画出冰醋酸稀释时，溶液的导电能力随加水量的变化图。答案：题组一改变条件，平衡移动，判结果变化1(双选)在25 时，用蒸馏水稀释1 molL1的醋酸溶液至0.01 molL1，随溶液的稀释，下列始终保持增大趋势的是()Ac(H)c(CH3COOH)BC D解析：稀释过程
5、中c(H)、c(CH3COOH)都减小，则c(H)c(CH3COOH)也减小，故A项错误；在同一溶液中，稀释过程中n(CH3COOH)减小、n(H)增大，其比值一定增大，故B项正确；温度不变，稀释过程中Kw不变，c(H)减小，则一定增大，故C项正确；在同一溶液中，稀释过程中n(CH3COO)增大，n(CH3COOH)减小，比值一定减小，故D项错误。答案：BC225 时不断将水滴入0.1 molL1的氨水中，下列图像变化合理的是()解析：稀释时氢氧根离子浓度下降，pH下降，趋近于7，但不可能小于7，故A项错误；随着水的滴入，电离度始终增大，故B项错误；随着水的滴入，离子浓度下降，导电能力下降，故
6、C项正确；温度不变，Kb不变，故D项错误。答案：C3H2S水溶液中存在电离平衡H2SHHS和HSHS2。若向H2S溶液中()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解析：向H2S溶液中加水，平衡向右移动，但溶液体积增大，溶液中H浓度减小，A项错误；通入SO2，可发生反应：2H2SSO2=3S2H2O，SO2过量时，SO2与水反应生成的H2SO3酸性比氢硫酸酸性强，因此溶液pH减小，B项错误；滴加新制氯水，发生反应：H2SCl2=2HClS，H
7、2S浓度减小，平衡向左移动，反应生成的盐酸为强酸，溶液酸性增强，pH减小，C项正确；加入少量CuSO4，发生反应：Cu2S2=CuS，溶液中S2浓度减小，H浓度增大，D项错误。答案：C题组二平衡移动，结果变化，判采取措施4稀氨水中存在着下列平衡：NH3H2ONHOH，若要使平衡逆向移动，同时使c(OH)增大，应加入的物质或采取的措施是()NH4Cl固体硫酸NaOH固体水加热加入少量MgSO4固体ABC D解析：若在氨水中加入NH4Cl固体，c(NH)增大，平衡向左移动，c(OH)减小，不符合题意；硫酸中的H与OH反应，使c(OH)减小，平衡向右移动，不符合题意；当在氨水中加入NaOH固体后，c
8、(OH)增大，平衡向左移动，符合题意；若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向右移动，且c(OH)减小，不符合题意；电离属吸热过程，加热平衡向右移动，c(OH)增大，不符合题意；加入少量MgSO4固体，发生反应Mg22OH=Mg(OH)2，溶液中c(OH)减小，不符合题意。答案：C5已知0.1 molL1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，要使溶液中的值增大，可以采取的措施是()加少量烧碱溶液升高温度加少量冰醋酸加水A BC D解析：本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动，但会使的值减小。答案：C题组三电离平衡与溶液导电能力6向溶液中加入新物质时，其导电性(I)符合图示
9、变化趋势的实验操作是()A乙酸溶液中通入氨气至过量B澄清的石灰水中通入CO2至过量C.亚硫酸中通入氯气至过量D氨水中通入氯化氢气体答案：B7.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NH3H2O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，滴加NH3H2O，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CH3COOH弱电
10、解质反应，生成CH3COONH4，为强电解质，所以电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后，继续滴加弱电解质NH3H2O，电导率变化不大，因为溶液被稀释，有下降趋势。答案：D归纳总结影响电解质溶液的导电能力的主要因素电解质溶液的导电能力主要取决于离子的浓度、离子在电场中的运动速率以及离子所带的电荷数目。(1)相同条件下溶液的离子浓度越大，其导电能力越强。(2)相同离子浓度时，离子所带的电荷数越多，溶液的导电能力越强。(3)温度越高，溶液的导电能力越强。考点2电离平衡常数、电离度1电离平衡常数(1)表达式填写下表一元弱酸(HA)一元弱碱(BOH)电离方程式HAAHBOHBOH电离常数表达式K
11、aKb碳酸是二元弱酸a电离方程式是H2CO3HHCO，HCOHCO。b电离平衡常数表达式：Ka1，Ka2。c比较大小： Ka1Ka 2。(2)影响因素2电离度(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总数的分数。(2)表示方法100%也可表示为100%(3)影响因素相同温度下，同一弱电解质，浓度越大，其电离度()越小。相同浓度下，同一弱电解质，温度越高，其电离度()越大。(1)电离平衡右移，电离常数一定增大。()(2)H2CO3的电离平衡常数表达式：Ka。()(3)在相同的温度下，电离常数可以表示弱电解质的相对强弱。()(4)在相同的温度下，不同浓度的同一
12、弱电解质，其电离平衡常数(K)不同。()(5)对于0.1 molL1的氨水，加水稀释后，溶液中c(NH)c(OH)变小。()(6)室温下，向10 mL pH3的醋酸溶液中加水稀释后，溶液中不变。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1同一温度下，H2CO3的电离平衡常数Ka14.4107，Ka24.71011，有人认为Ka1、Ka2差别很大的主要原因是第一步电离产生的H对第二步的电离起抑制作用造成的。你认为这种观点对吗？试从影响平衡常数因素的角度阐明你的观点。_。答案：这种观点不正确，电离常数与温度有关，与溶液的H浓度无关2部分弱酸的电离平衡常数如下表：弱酸HCOOHH2SH2CO3H
13、ClO电离平衡常数/25 K1.77104K11.3107K27.11015K14.4107K24.710113.0108按要求书写离子方程式：(1)将少量Na2CO3溶液滴加到HCOOH溶液中_。(2)将少量CO2气体通入NaClO溶液中_。(3)将少量CO2气体通入到Na2S溶液中_。答案：(1)2HCOOHCO=2HCOOH2OCO2(2)ClOCO2H2O=HClOHCO(3)CO2H2OS2=HSHCO题组一应用电离常数判断酸性强弱1已知25时有关弱酸的电离平衡常数如下表：弱酸化学式HXHYH2CO3电离平衡常数7.81093.71015K14.4107K24.71011下列推断正确
14、的是()AHX、HY两种弱酸的酸性：HXHYB相同条件下溶液的碱性：NaXNa2CO3NaYNaHCO3C结合H的能力：COYXHCODHX和HY酸性相同，都比H2CO3弱解析：根据电离平衡常数可知酸性：H2CO3HXHCOHY，则结合H的能力：YCOXHCO，故A正确、C、D错误；酸越弱，其对应的盐的水解能力越强，故相同条件下溶液的碱性：NaYNa2CO3NaXNaHCO3，故B错误。答案：A2已知下面三个数据：7.2104、4.6104、4.91010分别是下列有关的三种酸的电离常数(25 )，若已知下列反应可以发生：NaCNHNO2=HCNNaNO2NaCNHF=HCNNaFNaNO2H
15、F=HNO2NaF。由此可判断下列叙述中不正确的是()AK(HF)7.2104BK(HNO2)4.91010C根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HFHNO2HCNDK(HCN) K(HNO2) K(HF)解析：相同温度下，酸的电离常数越大，该酸的酸性越强，结合强酸制取弱酸分析可知，亚硝酸的酸性大于氢氰酸而小于氢氟酸，所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6104，故B错误。答案：B题组二应用电离常数判断粒子浓度比值的变化3常温下，将0.1 molL1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”)。(1)_；(2)_；(3)_；(4)_。解析：(1)
16、将式变为；(2)此式为Ka；(3)将式变为Ka/c(H)；(4)将式变为。答案：(1)变小(2)不变(3)变大(4)不变题组三利用电离常数与Qc的关系，判断平衡移动方向4试用平衡移动原理、Qc分别解释弱电解质溶液加水稀释时平衡移动的方向(以CH3COOH电离平衡为例)。_。答案：稀释弱电解质溶液时，溶液总浓度减小，电离平衡将向着增大溶液总浓度的正向移动。稀释一倍时，QcKa，此时QcKa，故电离平衡向正向移动题组四电离度及其应用5下列曲线中，可以描述乙酸(甲，Ka1.8105)和一氯乙酸(乙，Ka1.4103)在水中的电离度与浓度关系的是()解析：根据甲、乙的电离平衡常数知，这两种物质都是弱电
17、解质，在温度不变、浓度相等时，电离程度CH3COOH(2)(3)0.1 molL1的H2SO4溶液中，H2SO4第一步电离产生的H抑制了第二步的电离电离常数的求法及其相关计算授课提示：对应学生用书第166页一、电离常数的求法1电离常数表达式法典例1碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH5.60，c(H2CO3)1.5105 molL1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCOH的平衡常数K1_。(已知：105.602.5106)解析H2CO3HHCOK14.2107。答案4.21072特殊点法典例2改变0.1 molL1
18、二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA、A2的物质的量分数(X)随pH的变化如图所示已知(X)。lgK2(H2A)_。策略技巧在微粒浓度或物质的量或含量等随pH或时间等变化的图像中，两种微粒的交叉点往往是计算平衡常数的首选点。交叉点时两种微粒浓度相等，平衡常数公式中该两种微粒数值抵消，简化了计算。解析可由图中pH4.2的交叉点进行计算，此时c(HA)c(A2)，则K2(H2A)c(H)104.2，所以，lg K2(H2A)4.2。答案4.23利用图像中有确定坐标值的点计算典例3常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。Ka2(H2X)
19、_。lg或lg策略技巧在微粒浓度或物质的量或含量等随pH或时间等变化的图像中，若某点(如起点、交叉点等)有确定的坐标值，可以用该点数据来计算相关平衡常数。解析题中Kal，Ka2，由于Ka1Ka2，所以lgKa1lgKa2，即是lglg，当pH相同时，lglg，对照图中任意等pH点可得，M线表示lg、N线表示lg。计算Ka2可选M线上(0，5.4)、(0.4，5.0)、(0.8，4.6)等有确定坐标值的点计算，如(0，5.4)点，lgKa2(H2X)lglglgc(H)05.45.4，Ka2(H2X)105.4。答案105.44守恒法典例425时，将a mol NH4NO3溶于水，向该溶液滴加b
20、 L氨水后溶液呈中性，则所滴加氨水的浓度为_mol/L(NH3H2O的电离平衡常数取Kb2105 mol/L)。策略技巧对于电离平衡或水解平衡常数，若不方便建立平衡三段式计算，可先根据溶液中的电荷守恒、物料守恒等关系找出各微粒的浓度，再代入平衡常数的定义式中计算。解析依题意溶液呈中性c(H)c(OH)107 mol/L，由电荷守恒c(H)c(NH)c(OH)c(NO)，得c(NH)c(NO) mol/L(设混合后溶液为V L，所滴加氨水的浓度为c mol/L)；由加入的总氮元素(除硝酸根)的物料守恒c(NH3H2O)c(NH)，则此时溶液中c(NH3H2O) mol/L；将上述浓度代入Kb21
21、05，得c。答案5类“盖斯定律”法典例5联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨第一步电离反应的平衡常数值为_(已知：N2H4HN2H的K8.7107；Kw1.01014)。策略技巧已知多个相关反应的平衡常数，可用“盖斯定律”法将多个方程式相加或相减，得到目标方程式，对应方程式的K是相乘或相除的关系，若目标方程式系数是已知方程式的n倍，则目标方程式K是已知方程式K的n次方。解析由N2H4HN2H，K8.7107，H2OHOH，Kw1.01014，两方程式相加得，N2H4H2ON2HOH，方法类似利用盖斯定律计算反应热，反应即是联氨第一步电离反应的平衡常数KKKw8.71071.0101
22、48.7107。答案8.7107二、利用电离常数计算c(H)典例6已知室温时，0.1 molL1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离。求：(1)溶液的pH_；(2)室温时，Ka(HA)_。策略技巧由于弱酸只有极少一部分电离，c(H)的数值很小，可做近似处理：c(HX)c(H)c(HX)。解析(1)c(H)c(HA)已电离0.1 molL10.1%1104 molL1，pH4。(2)设HA电离出的c(H)x molL1，忽略水电离出的H，根据：HA HAc0/(molL1)0.1 0 0c变/(molL1) x x xc平/(molL1) 0.1x x xKa(HA)1107。答案(1)4(2)
23、1107考点3一元强酸(碱)与一元弱酸(碱)的比较1相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较比较项目酸c(H)pH中和碱的能力与足量Zn反应产生H2的量开始与金属反应的速率一元强酸大小相同相同大一元弱酸小大小2.相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较比较项目酸c(H)c(酸)中和碱的能力与足量Zn反应产生H2的量开始与金属反应的速率一元强酸相同小小少相同一元弱酸大大多说明：一元强碱与一元弱碱的比较规律与以上类似。3一元强酸(HCl)与一元弱酸(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(
24、2)相同体积、相同pH值的盐酸、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，醋酸加入的水多题组一强酸与弱酸的多角度比较1按要求画出下列图像：.相同体积，相同浓度的盐酸、醋酸。(1)加入足量的Zn，画出H2体积的变化图像(2)加水稀释，画出pH的变化图像.相同体积，相同pH的盐酸、醋酸。(1)加入足量的Zn，画出H2体积的变化图像：(2)加水稀释，画出pH的变化图像：答案：2在一定温度下，有a.盐酸b硫酸c醋酸三种酸：(1)当三种酸物质的量浓度相同时，c(H)由大到小的顺序是_(用字母表示，下同)。(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是_。(3)若
25、三者c(H)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是_。(4)当三者c(H)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是_。(5)当三者c(H)相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为_，反应所需时间的长短关系是_。(6)将c(H)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H)由大到小的顺序是_。(7)将c(H)相同体积相同的三种酸，分别与等浓度的NaOH稀溶液反应至pH7，则消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是_。答案：(1)bac(2)bac(3)cab(4)cab(5)abc
26、abc(6)cab(7)cab题组二一强一弱的图像比较3pH2的两种一元酸X和Y，体积均为100 mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c0.1 molL1)至pH7，消耗NaOH溶液的体积为VX、VY，则()AX为弱酸，VXVYBX为强酸，VXVYCY为弱酸，VXVY DY为强酸，VXVY解析：分析图像可知，X、Y两酸的溶液稀释10倍，X pH增大1，则X为强酸，Y的pH增大的范围小于1，则Y为弱酸，c(Y)c(X)，体积相同的pH2的X、Y两酸的溶液被NaOH溶液滴定至pH7，则Y消耗NaOH溶液的体积多。答案：C题组三弱电解质的判断方法4为了证明醋酸是弱电
27、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的醋酸溶液，用pH试纸测出其pHa，确定醋酸是弱电解质，则a应该满足的关系是_，理由是_。(2)乙分别取pH3的醋酸和盐酸各1 mL，分别用蒸馏水稀释到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的盐酸和醋酸各10 mL，然后加入质量相同的锌粒，醋酸放出H
28、2的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？_，请说明理由： _。(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞做实验，也论证了醋酸是弱酸的事实，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pH1。2弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动，如pH1的CH3COOH加水稀释10倍后，1pH7。1(2019高考全国卷)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH2的H3PO4溶液，下列说法正确的是()A每升溶液中的H数目为0.02NABc(H)c(H2PO)2c(HPO)3c(PO)c(OH)C.加水稀释使电离度增大，
29、溶液pH减小D加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强解析：磷酸是中强酸，存在电离平衡。常温下pH2的H3PO4溶液中，c(H)0.01 mol/L，每升溶液中的H数目为0.01NA，A错；由电荷守恒知，c(H)c(H2PO)2c(HPO)3c(PO)c(OH)，B对；加水稀释使电离平衡右移，电离度增大，但是溶液中的离子浓度减小，溶液中的H浓度减小，故溶液pH增大，C错；加入NaH2PO4固体，抑制了磷酸的第一步电离，溶液酸性减弱，D错。答案：B2(2019高考天津卷)某温度下，HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0104和1.7105。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其pH随加水
30、体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()A曲线代表HNO2溶液B溶液中水的电离程度：b点c点C从c点到d点，溶液中保持不变(其中HA、A分别代表相应的酸和酸根离子)D相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后，溶液中n(Na)相同解析：由Ka(HNO2)Ka(CH3COOH)可知，酸性HNO2CH3COOH。pH相同的两种酸稀释相同倍数时，酸性强的酸pH变化大，所以曲线为HNO2，A错；b、c两点处，b点酸性强，对水的电离抑制程度大，所以水的电离程度：c点b点，B错；从c点到d点，Kw和Ka是两个常数，只要温度不变，比值也不变，C对；a点pH相同，则CH3COOH的浓度大，恰好中和时消耗的N
31、aOH多，所以溶液中n(Na)多，D错。答案：C3(2015高考全国卷)浓度均为0.10 molL1、体积均为V 0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是()AMOH的碱性强于ROH的碱性BROH的电离程度：b点大于a点C若两溶液无限稀释，则它们的c(OH)相等D当lg2时，若两溶液同时升高温度，则增大解析：根据题图信息可判断MOH是强碱，而ROH为弱碱，A项正确；ROH是弱碱，加水稀释时，电离程度增大，B项正确；若两溶液无限稀释，pH最终无限接近于7，它们的c(OH)相等，C项正确；当lg2时，两溶液同时升温，由于ROH是弱碱，c(R)增大，c(M)不变，则减小，D项错误。答案：D
