1、第2课时 弱电解质的电离平衡必备知识自主学习一、弱电解质的电离平衡1弱电解质电离平衡的建立(1)弱电解质电离过程中正、逆反应速率随时间的变化如图所示：(2)电离平衡概念在一定温度下，当弱电解质在水溶液中电离达到最大限度时，电离过程并没有停止，此时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_，溶液中各分子和离子的浓度都不再_，就达到了电离平衡。(3)电离平衡的特征相等发生变化2电离方程式的书写(1)定义：表示电解质电离过程的式子。(2)表示方法：强电解质的电离方程式：用=连接；弱电解质的电离方程式：用连接，如CH3COOH、NH3H2O的电离方程式分别为_、_。垐?噲?垐?噲?垐
2、?噲?4NHCH3COOHCH3COOHNH3H2OOH多元弱酸分步电离，以第一步电离为主，如H2CO3的分步电离方程式分别为_、_。多元弱碱分步电离，但一步书写，如Fe(OH)3_。垐?噲?3HCO3HCO 垐?噲?23CO 垐?噲?H2CO3HHFe33OH【自主探索】(1)硫酸氢钠在水溶液中和熔融状态下的电离方程式如何书写？碳酸氢钠在水溶液中的电离方程式又该如何书写？提示：硫酸氢钠在水溶液中电离方程式为NaHSO4=NaH，硫酸氢钠在熔融状态下电离方程式为NaHSO4=Na，碳酸氢钠在水溶液中电离方程式为NaHCO3=Na。24SO 4HSO3HCO(2)(情境思考)柠檬水(含柠檬酸)是
3、生活中常见的保健饮料，人们发现柠檬水温度升高，酸味就会更浓郁，人对酸味的感觉随温度升高而增强。这是为什么呢？提示：柠檬酸为弱酸，升温后，柠檬酸的电离程度随温度升高而加大，氢离子浓度增大，酸味感觉更浓。二、电离平衡常数1概念在一定温度下，当弱电解质达到电离平衡时，弱电解质电离出的各离子浓度幂之积与溶液中未电离的分子浓度的比值(为一常数)，简称电离常数，弱酸的电离常数用_表示，弱碱的电离常数用_表示。KaKb2表达式(1)CH3COOH的电离平衡常数表达式是Ka。(2)NH3H2O的电离平衡常数表达式是Kb。(3)H2CO3在水溶液中分两步电离，每一步的电离平衡常数表达式分别为、。3意义表示弱电解
4、质的电离能力。一定温度下，K值越大，弱电解质的电离程度越_，酸(或碱)性越_。33c(CH COO)c(H)c(CH COOH)g32c(NH)c(OH)c(NH H O)gga123c(H)c(HCO)K c(H CO)g2a23c(H)c(CO)K=c(HCO)g大强4电离常数的影响因素【自主探索】(1)升高温度，电离平衡常数怎样变化？提示：弱电解质的电离过程吸热，升高温度，电离平衡正向移动，电离平衡常数增大。(2)(情境思考)在生活生产中，我们会用到各种各样的酸，现在已知常温下以下几种酸的电离平衡常数：Ka(HCN)6.210 10，Ka(HF)6.310 4，Ka(CH3COOH)1.
5、8105，Ka(HNO2)5.6104。等浓度的以上四种酸，哪一种溶液c(H)最大？提示：Ka越大，该酸越容易电离，所以等浓度的以上四种酸，HF溶液的c(H)最大。三、电离度1定义弱电解质在水中的电离达到平衡时，可用已电离部分的浓度与其起始浓度的比值来表示电离的程度，简称电离度，通常用表示。2数学表达式_100%已电离的弱电解质浓度弱电解质的起始浓度3意义(1)电离度实质上是一种平衡转化率。表示弱电解质在水中的_。(2)同一弱电解质的浓度不同，电离度也不同，一般而言，浓度越大，电离度越_，反之，电离度越_。电离程度小大【自主探索】(1)改变条件使电离平衡正向移动，电离度是否一定增大？试举例说明
6、。提示：否。例如向醋酸溶液中加入冰醋酸，平衡正向移动，但醋酸电离度减小。(2)(情境思考)醋酸是一种弱酸，在水溶液中存在着电离平衡，若向醋酸溶液中加水进行稀释，醋酸的电离度怎样变化？下图是用电导率传感器测得的20 mL冰醋酸加水稀释过程中溶液的电导率变化曲线，发现在稀释过程中电导率出现先增大后减小的现象，请你尝试解释原因。提示：随着加水，醋酸浓度越来越小，电离度越来越大。图中电导率先变大后变小的原因为开始向冰醋酸中加水，冰醋酸电离出的离子浓度逐渐增大，电导率增大，继续加水后醋酸溶液被稀释，离子浓度减小，所以电导率下降。关键能力合作学习知识点一 电离平衡的影响因素(1)实例分析下列是改变不同条件
7、对醋酸电离平衡的影响(CH3COOHCH3COOH)：条件改变平衡移动方向c(H)n(H)电离程度导电能力升高温度向右移动增大增大增大增强 加 H2O向右移动减小增大增大减弱 通 HCl向左移动增大增大减小增强 条件改变平衡移动方向c(H)n(H)电离程度导电能力加少量 NaOH(s)向右移动减小减小增大增强加少量CH3COONa(s)向左移动减小减小减小增强加少量CH3COOH向右移动增大增大减小增强(2)影响因素升高温度使电离平衡向电离的方向移动，因为电离一般是吸热过程。弱电解质的浓度降低，电离平衡向电离的方向移动，因为离子相互碰撞结合为分子的几率减小。在弱电解质溶液中加入与弱电解质有相同
8、离子的强电解质时，电离平衡逆向移动。加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时，电离平衡向电离方向移动。(1)如果向醋酸、硼酸中滴加盐酸，电离平衡怎样移动？(变化观念与平衡思想)提示：滴加盐酸，醋酸、硼酸的电离平衡逆向移动。(2)电离平衡向右移动，电离程度、离子浓度一定增大吗？举例说明。(变化观念与平衡思想)提示：不一定，如向氨水中通入 NH3，电离平衡右移，而 NH3H2O 电离程度减小；若向氨水中加水，电离平衡右移，但 c(NH4)、c(OH)均减小。【典例】在 0.1 molL1CH3COOH 溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COOH，对于该平衡，下列叙述中，正确的是()A
9、加入水时，平衡向左移动B加入少量 NaOH 固体，平衡向右移动C加入少量 0.1 molL1HCl 溶液，溶液中 c(H)减小D加入少量 CH3COONa 固体，平衡向正反应方向移动【解题指南】解题时应注意以下两点：(1)电离平衡也属于化学平衡，可用勒夏特列原理分析弱电解质的电离平衡。(2)注意加水稀释和加入冰醋酸都会使平衡正向移动，但是电离度却是相反的。【解析】选 B。加水稀释，平衡向右移动，A 错；加入 NaOH 固体，中和 H，平衡向右移动，B 对；因为 0.1 molL1CH3COOH 溶液中 c(H)0.1 molL1，而0.1 molL1HCl 溶液中 c(H)0.1 molL1，
10、故使溶液中 c(H)增大，C 错；加入少量 CH3COONa 固体，使 c(CH3COO)增大，平衡向左移动，D 错。【母题追问】(1)若要使 c(CH3COO)增大，但 c(H)减小，可采取哪些措施？提示：符合条件的措施应为消耗 H，促进平衡向正反应方向移动，故可加入铁粉，少量 NaHCO3 固体、CH3COONa 固体等。(2)若要使 c(H)增大，且平衡向右移动，可采取哪些措施？加水稀释可以吗？提示：可加热，促进平衡向右移动，c(H)增大；加水稀释时，平衡向右移动，但c(H)减小，不符合要求。现代研究，活性的硒酸酯多糖具有营养缺陷细胞、修复受损细胞、激活休眠细胞、纠正突变细胞的功效，硒酸
11、(H2SeO4)极易吸潮，易溶于水，溶于硫酸。储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。硒酸在水中的电离方程式是 H2SeO4=HHSeO4，HSeO4HSeO24。回答下列问题：(1)H2SeO4 是强电解质还是弱电解质？_。(2)已知 0.1 molL1 H2SeO4溶液中氢离子浓度为 0.11 molL1，则 0.1 molL1NaHSeO4溶 液 中c(H)_0.01 molL 1(填“”“H2SeO4 第一步电离产生的 H抑制了 HSeO4 的电离(3)能 HSeO24=HSeO4 知识点二 电离常数及电离度的应用 1有关电离常数的注意事项(1)不同弱电解质电离常数的大小由物质本身的性质决定
12、，同一温度下，不同弱电解质的电离常数不同，K 值越大，电离程度越大。(2)同一弱电解质在同一温度下改变浓度时，其电离常数不变。(3)电离常数 K 只随温度的变化而变化，升高温度，K 值增大。(4)多元弱酸各级电离常数：Ka1Ka2Ka3，其酸性主要由第一步电离决定，Ka值越大，相应酸的酸性越强。2电离常数的相关计算解题模式为“三段式”：利用始态、变化、终态进行求解，如 CH3COOHCH3COO H始态：a molL1 0 0变化：x molL1x molL1 x molL1终态：(ax)molL1x molL1 x molL1Ka(CH3COOH)c（CH3COO）c（H）c（CH3COOH
13、）x2ax。3利用电离常数计算电离度(以一元弱酸 HA 为例)HA H A起始：c 酸 0 0平衡：c 酸(1)c 酸c 酸Ka（c酸）2c酸（1）c酸 2（1），因为 很小，所以(1)1，即 Kac 酸 2，所以 Kac酸。4电离常数的应用(1)判断弱酸弱碱的强弱相同温度下，Ka 或 Kb 越大，对应酸或碱的酸性或碱性越强。例如：常温下：乙酸 Ka1.8105，氢氰酸 Ka6.21010，则酸性：乙酸氢氰酸(2)判断复分解反应能否发生一般而言，酸与盐发生的反应符合“强酸弱酸盐=强酸盐弱酸”的规律。例如：根据(1)可得 CH3COOHNaCN=CH3COONaHCN。(3)判断微粒浓度比值的变
14、化例如：向氢氰酸溶液中加水稀释，c（CN）c（HCN）变化为Kac（H），随着加水稀释Ka 不变 c(H)变小，所以c（CN）c（HCN）变大。(1)将一元弱酸 HB 的稀溶液加水稀释，能使 HB 的电离平衡右移，电离平衡常数增大，这种说法正确吗？并说明理由。(证据推理与模型认知)提示：不正确。加水稀释能使 HB 的电离平衡右移，但电离平衡常数只受温度影响，温度升高 Ka(HB)增大，加水时温度不变，Ka(HB)不变。(2)(情境应用)乙酰水杨酸(俗称阿司匹林)是一种一元弱酸(用 HA 表示)。常用于感冒发热、头痛、神经痛、关节痛等。乙酰水杨酸也是其他药物的中间体。在一定温度下，0.10 mo
15、lL1 乙酰水杨酸水溶液中，乙酰水杨酸的电离度为 5.7%，求该酸的电离平衡常数。(证据推理与模型认知)提示：乙酰水杨酸的电离方程式为 HAHA。在 0.10 molL1 该酸的水溶液中，达到电离平衡状态时：c(H)c(A)c(HA)起始0.10 molL15.7%5.7103 molL1。c(HA)平衡c(HA)起始(1)0.10 molL1(15.7%)9.43102molL1。则：Kac（H）c（A）c（HA）平衡（5.7103）29.431023.4104。【典例】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某温度下的电离常数，若已知下列反应可
16、以发生：NaCNHNO2=HCNNaNO2NaCNHF=HCNNaFNaNO2HF=HNO2NaF由此可判断下列叙述不正确的是()AKa(HF)7.2104BKa(HNO2)4.91010C相同条件下，HF 的电离度最大DKa(HCN)Ka(HNO2)HNO2HCN。由此可判断 Ka(HF)Ka(HNO2)Ka(HCN)，其对应数据依次为 Ka(HF)7.2104，Ka(HNO2)4.6104，Ka(HCN)4.91010，又因为三者均为一元弱酸，故 Ka 越大，酸性越强，电离度越大。【母题追问】(1)若相同条件下 HA 的电离常数为 1.8105，判断 HCNNaA=HANaCN 正确吗？提
17、示：不正确，因电离常数 HAHCN，酸性 HAHCN，故该反应不能进行。(2)据该题中判断出的 HCN 的电离常数计算该条件下 0.1 molL1 的 HCN 的电离度。提示：Kac酸 4.910100.171050.007%。已知 25 时，测得浓度为 0.1 molL1 的 BOH 溶液中，c(OH)1103 molL1。(1)写出 BOH 的电离方程式_；(2)BOH 的电离度 _；(3)BOH 的电离平衡常数 Kb_。【解析】因 c(BOH)初始0.1 molL1，c(BOH)电离c(B)c(OH)1103 molL1，则电离度 1103 molL10.1 molL1100%1%，BO
18、H 不完全电离，故电离方程式为 BOHBOH，电离平衡时 c(BOH)平衡0.1 molL1110 3 molL 10.1 molL 1，则 电 离 常 数 Kb c（B）c（OH）c（BOH）110311030.11105。答案：(1)BOHBOH(2)1%(3)1105 三言两语话重点 1书写电离方程式时，强电解质完全电离，用“=”；弱电解质部分电离，用“”。2两个计算式(1)电离常数：醋酸的电离常数：Kac（CH3COO）c（H）c（CH3COOH）。一水合氨的电离常数：Kbc（NH4）c（OH）c（NH3H2O）。(2)电离度：已电离的弱电解质浓度弱电解质的起始浓度100%3弱电解质的
19、电离平衡也是一种动态平衡，影响电离平衡的因素有温度、浓度、酸、碱及相关离子等。其中升高温度、加水稀释均能使电离平衡右移。4电离常数只受温度影响，与浓度大小无关。相同条件下，弱酸(或弱碱)的电离常数越大，酸性(或碱性)越强。课堂检测素养达标1化合物 HIn 在水溶液中因存在以下电离平衡而可用作酸碱指示剂：HIn(溶液)H(溶液)In(溶液)红色 黄色有浓度为 0.02 molL1 的下列溶液：盐酸；石灰水；NaCl 溶液；NaHSO4 溶液；NaHCO3 溶液；氨水。其中能使指示剂呈红色的是()A BCD【解析】选 C。本题使指示剂呈红色说明平衡向左移，条件的改变必须使 c(HIn)增大。应加入
20、酸或显酸性的物质，故选 C。2下列说法正确的是()A电离平衡常数受溶液浓度的影响B电离平衡常数不可以表示弱电解质的相对强弱C电离常数大的酸溶液中 c(H)一定比电离常数小的酸中大DH2CO3 的电离常数表达式：Kc（H）c（HCO3）c（H2CO3）【解析】选 D。K 与温度有关，A 错；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，B 错。酸中 c(H)既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，C 错。3稀释 0.1 molL1 的醋酸溶液时，始终保持增大趋势的是()Ac(H)Bc（H）c（CH3COOH）Cc（H）c（CH3COO）Dc（CH3COOH）c（H）【解析】选 B。稀释时平衡向电离的方
21、向移动，n(H)增大，n(CH3COOH)减小，n（H）n（CH3COOH）c（H）c（CH3COOH），所以 B 正确。【加固训练】某温度下，等体积、c(H)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，溶液中的 c(H)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说法正确的是()A.曲线表示的是盐酸的变化曲线Bb 点溶液的导电性比 c 点溶液的导电性强C取等体积的 a 点、b 点对应的溶液，消耗的 NaOH 的量相同Db 点酸的总浓度大于 a 点酸的总浓度【解析】选 B。醋酸属于弱电解质，在稀释时会电离出 H，故稀释相同倍数时醋酸溶液中 c(H)的变化要比盐酸中 c(H)的变化小一些，即曲线表示盐酸的变
22、化曲线，曲线表示醋酸的变化曲线，A 项错误；溶液的导电性与溶液中离子的浓度有关，离子浓度 bc，故导电性 bc，B 项正确；a 点、b 点表示溶液稀释相同倍数，物质的量没有发生变化，都等于稀释前的物质的量，稀释前两溶液中 c(H)相 同，但CH3COOH为 弱 酸，则c(CH3COOH)c(HCl)，故 稀 释 前n(CH3COOH)n(HCl)，即 CH3COOH 消耗 NaOH 多，C 项错误；a 点酸的总浓度大于 b 点酸的总浓度，D 项错误。4已知某温度下，Ka(HCN)6.21010、Ka(HF)6.8104、Ka(CH3COOH)1.8105、Ka(HNO2)4.6104。物质的量
23、浓度都为 0.1 molL1 的下列溶液中，c(H)最大的是()AHCN 溶液 BHF 溶液CCH3COOH 溶液DHNO2 溶液【解析】选 B。弱酸的电离平衡常数越大，电离产生的 c(H)越大。5.(1)H2S 溶于水的电离方程式为_；(2)向 H2S 溶液中加入 CuSO4 溶液时，电离平衡向_移动，c(H)_，c(S2)_；(3)向 H2S 溶液中加入 NaOH 固体时，电离平衡向_移动，c(H)_，c(S2)_；(4)若将 H2S 溶液加热至沸腾，c(H2S)_；(5)若要增大 H2S 溶液中 c(S2)，最好加入_。【解析】(1)H2S 是二元弱酸，在水溶液中是分两步电离的，其电离方
24、程式应为 H2SHHS，HSHS2；(2)当加入 CuSO4 溶液时，因发生反应Cu2S2=CuS，使平衡右移，导致 c(H)增大，但 c(S2)减小；(3)当加入 NaOH 固体时，因发生反应 HOH=H2O，使平衡右移，导致 c(H)减小，但 c(S2)增大；(4)当加热 H2S 溶液至沸腾时，H2S 挥发，使 c(H2S)减小；(5)增大 c(S2)最好是加入只与 H反应的物质，可见加入强碱如 NaOH 固体最适宜。答案：(1)H2SHHS，HSHS2(2)右 增大 减小(3)右 减小 增大(4)减小(5)NaOH 固体(或其他合理答案)素养新思维6如表所示是几种常见弱酸的电离常数(25
25、)：酸电离方程式电离常数 K CH3COOHCH3COOH CH3COOH1.8105H2CO3H2CO3HHCO3HCO3HCO23K14.3107K25.61011H2SH2SHHSHSHS2K19.1108K21.11012 酸电离方程式电离常数 K H3PO4H3PO4HH2PO4H2PO4HHPO24HPO24HPO34K17.5103K26.2108K32.21013请回答下列问题：(1)K 只与温度有关，当温度升高时，K_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)在温度相同时，各弱酸的电离常数 K 不同，那么电离常数 K 的大小与酸性的相对强弱有何关系？_。(3)若把 CH3COO
26、H、H2CO3、HCO3、H2S、HS、H3PO4、H2PO4、HPO24都看作酸，其中酸性最强的是_，最弱的是_。(4)H3PO4 的 K1、K2、K3 之间存在着数量上的规律，此规律是_，产生此规律的原因是_。【解析】(1)弱电解质的电离是吸热过程，升高温度，促进电离，电离常数增大；(2)电离常数表示弱电解质的电离程度，K 越大，电离出的 c(H)越大，酸性越强；(3)根据(2)的结论，电离常数最大的是 H3PO4，即酸性最强的是 H3PO4，电离常数最小的是 HPO24，酸性最弱的是 HPO24；(4)根据表中的数据，推出 K1K2K37.51036.21082.2101311051010，产生此规律的原因是上一级电离产生的 H对下一级的电离有抑制作用。答案：(1)增大(2)K 越大，电离出的氢离子浓度越大，酸性越强(3)H3PO4 HPO(4)K1K2K311051010(或 K1K2K3)上一级电离产生的H对下一级电离有抑制作用
