1、第2节弱电解质的电离盐类的水解基础课时16弱电解质的电离平衡学习任务1.知道电离平衡常数，认识电离平衡常数与弱酸、弱碱的酸碱性强弱之间的关系。能将化学平衡常数的有关内容，迁移应用。培养证据推理与模型认知的化学核心素养。2能通过化学平衡理论认识弱电解质在水溶液中的电离平衡，认识温度、浓度影响电离平衡的规律。培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。一、电离平衡常数电离度1弱电解质的电离平衡(1)定义：在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子电离出离子的速率与离子结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，叫做电离平衡。(2)特点：电离平衡是动态平衡，服从化学平衡的一般规律。2电离平衡常数(
2、1)定义：在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子的浓度(次方)的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。(2)表达式：一元弱酸：CH3COOHCH3COOHKa。一元弱碱：NH3H2ONHOHKb。(3)意义：电离常数表征了弱电解质的电离能力，根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱。(4)电离平衡常数的特点电离平衡常数只与温度有关，与浓度无关，且升高温度K值增大。相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，对应的酸性(或碱性)越强。多元弱酸是分步电离的，各级电离常数逐级减小且一般相差很大，Ka1Ka2，故溶
3、液中的c平(H)主要由第一步电离程度决定。多元弱碱的电离比较复杂，一般看作是一步电离。3电离度(1)定义：弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分率称为电离度。(2)表达式：100%。(3)影响因素：弱电解质的电离度与溶液的浓度有关，一般而言，浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。(正确的打“”，错误的打“”)(1)当CH3COOH在水溶液中达到电离平衡时：c平(CH3COOH)c平(H)c平(CH3COO)。()(2)H2S的电离常数表达式Ka。()(3)相同温度下，Ka(HF)Ka(CH3COOH)，说明酸性：HFCH
4、3COOH。()提示：(1)弱电解质达到电离平衡时，溶质分子浓度和离子浓度不一定相等。(2)H2S的电离常数表达式为Ka1(H2S)、Ka2(H2S)。(3)(1)如何判断一个弱电解质在水溶液中达到了电离平衡状态？(2)对于同一种弱电解质来说，电离度越大，电离平衡常数就越大吗？提示：(1)一是分子电离出离子的速率和离子结合成分子的速率相等；二是各种离子和分子的浓度保持不变。(2)不一定。电离平衡常数只与温度有关，电离度与物质的浓度、温度等有关，所以二者没有直接的必然联系。二、影响电离平衡的因素1内因：由弱电解质本身的性质决定的。2外因因素影响结果温度升高温度，电离平衡正向移动浓度加水稀释，电离
5、平衡正向移动外加物质加入与弱电解质电离出的离子相同的离子，电离平衡逆向移动(同离子效应)加入与弱电解质电离出的离子反应的离子，电离平衡正向移动微点拨：弱电解质电离遵循“越稀越电离，越热越电离”的规律。(正确的打“”，错误的打“”)(1)相同温度下，0.3 molL1的醋酸溶液与0.1 molL1的醋酸溶液的电离度相等。()(2)在醋酸溶液中加入NaOH溶液，可以使其电离平衡正向移动。()提示：(1)相同温度下，醋酸溶液浓度越大，电离度越小。(2)在醋酸溶液中加入NaOH溶液，可以中和氢离子，导致氢离子的浓度减小，使醋酸的电离平衡正向移动。电离平衡常数的应用1判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，相同温
6、度下，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。2判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律，如25 时，Ka(HCOOH)1.77104 molL1，Ka(HCN)4.91010 molL1，故知HCOOHNaCN=HCNHCOONa。3利用电离常数可近似计算出弱酸、弱碱溶液中c平(H)或c平(OH)(忽略水的电离)。1在相同温度下，三种弱酸的电离常数(molL1)如下：HF(6.8104)、CH3COOH(1.7105)、HClO(4.7108)。则三种酸的酸性最强的是()AHFBCH3COOHCHClO D无法确定AKa(HF)Ka(CH3COOH)Ka(HClO)，故酸性：HFCH3C
7、OOHHClO。2(1)25 时，在0.5 L 0.2 molL1的HA溶液中，有0.001 mol的HA电离。求该温度下HA的电离常数_。(2)计算25 时，0.1 molL1的该酸溶液中的c(H)_。解析(1)由题意可得：HAHA起始/mol 0.1 0 0已电离/mol 0.001 0.001 0.001平衡时/mol 0.099 0.001 0.001Ka2.02105 molL1。(2)电离常数只随温度变化而变化，与浓度无关，Ka2.02105 molL1又c平(H)c平(A)，且弱电解质的电离很微弱，所以c平(H) molL11.42103 molL1。答案(1)2.02105 m
8、olL1(2)1.42103 molL1有关电离平衡常数的计算模板(以弱酸HX为例)(1)已知c始(HX)和c平(H)，求电离平衡常数：HXHX起始：c始(HX) 0 0平衡：c始(HX)c平(H) c平(H) c平(X)则Ka由于弱酸只有极少一部分电离，c平(H)的数值很小，可做近似处理：c始(HX)c平(H)c始(HX)。则Ka，代入数值求解即可。(2)已知c始(HX)和电离平衡常数，求c平(H)：HXHX起始：c始(HX) 0 0平衡：c始(HX)c平(H) c平(H) c平(X)则：Ka由于c平(H)的数值很小，可做近似处理：c始(HX)c平(H)c始(HX)。则c平(H)，代入数值求
9、解即可。外界条件对弱电解质电离平衡的影响弱电解质电离过程中正、逆反应速率随时间的变化1根据上图及化学平衡理论，写出一元弱酸(HA)和一元弱碱(BOH)的电离方程式。提示：HAHA，BOHBOH。2若在t1时刻升高一定温度，画出再次达到平衡时的v t图像。提示：1弱电解质电离平衡的五大特点2电离平衡的影响因素实例：CH3COOHHCH3COOH0影响因素平衡移动方向n(H)c平(H)c平(CH3COO)KapH导电能力升温(不考虑挥发)右增大增大增大增大减小增强加冰醋酸右增大增大增大不变减小增强加入其他物质CH3COONa固体左减小减小增大不变增大增强通HCl气体左增大增大减小不变减小增强NaO
10、H固体右减小减小增大不变增大增强加水稀释右增大减小减小不变增大减弱【例题】室温下向10 mL 0.1 molL1的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是()A.溶液中导电离子的数目减小B.溶液中不变C.醋酸的电离程度增大，c平(H)也增大D.醋酸的电离平衡常数Ka随醋酸浓度减小而减小B加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，溶液中离子数目增多，因此溶液中导电离子的数目增多，A错误；表示醋酸的电离平衡常数，温度不变，则电离平衡常数不变，B正确；加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，醋酸的电离程度增大，溶液酸性减弱，所以c平(H)减小，C错误；醋酸的电离平衡常数Ka只与温度有关系，温度不变，电离平衡常数不变
11、，D错误。借题发挥(1)A项改为溶液中导电离子的浓度都减小，对吗？(2)10 mL 0.1 molL1的醋酸溶液升高温度，溶液中不变，对吗？提示：(1)不对。加水稀释，c平(H)减小，KW不变，c平(OH)增大。(2)不对。升温电离程度增大，电离平衡常数Ka增大。10.1 molL1CH3COOH溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时，都会引起()A.溶液的pH增大B.CH3COOH电离程度变大C.溶液的导电能力减弱D.溶液中c平(OH)减小ACH3COOH溶液中存在平衡CH3COOHCH3COOH。当加入水时，溶液中CH3COOH、CH3C
12、OO、H的浓度都减小，c平(OH)变大，溶液的pH增大。因为溶液变稀，所以CH3COOH电离程度变大。当加入CH3COONa晶体时，发生CH3COONa=CH3COONa，使得溶液中c平(CH3COO)变大，平衡CH3COOHCH3COOH左移，CH3COOH电离程度变小，c平(H)减小，由于加入了Na，导电能力增强。2氨水中存在电离平衡：NH3H2ONHOH。下列叙述正确的是()A.加水后，溶液中n(OH)增大B.加入少量浓盐酸，溶液中c(OH)增大C.加入少量浓NaOH溶液，电离平衡正向移动D.加入少量NH4Cl固体，溶液中c(NH)减小A向氨水中加入水，促进一水合氨电离，所以溶液中n(O
13、H)增大，A正确；向氨水中加入少量浓盐酸，氢离子和氢氧根离子反应，导致溶液中c(OH)减小，B错误；向氨水中加入少量浓NaOH溶液，氢氧根离子浓度增大，则一水合氨的电离平衡逆向移动，C错误；向氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液中c(NH)增大，D错误。一元强酸与一元弱酸的比较HCl与CH3COOH溶液酸性强弱的比较：1表面积相同的两粒锌粒分别加入相同浓度的HCl、CH3COOH溶液中，产生H2的速率相同吗？为什么？提示：不相同。因为HCl在溶液中全部电离，而CH3COOH在溶液中部分电离，前者c平(H)比后者大，因此前者产生H2的速率比后者快。2若取pH相同、体积相同的盐酸与CH3COOH溶液
14、做相同的实验，两者反应过程中产生H2的量谁更大(锌粒足量)?提示：pH相同时，CH3COOH溶液的浓度大，在反应过程中产生H2的量大。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c平(H)pH中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率由H2O电离出的c平(H)一元强酸大小相同相同大小一元弱酸小大小大2相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较c平(H)c平(酸)中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率由H2O电离出的c平(H)一元强酸相同小小少相同相同一元弱酸大大多1室温下对pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正
15、确的是()A加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的c平(H)都变小B使温度都升高20 ，两溶液的c平(H)都不变C加水稀释2倍后，两溶液的c平(H)都变大D加足量的锌粉反应后，两溶液产生的氢气一样多ACH3COOH溶液中存在CH3COOHCH3COOH，当加入醋酸钠晶体后，上述电离平衡向左移动，CH3COOH溶液中c平(H)变小；向盐酸中加入醋酸钠晶体后，会发生反应CH3COOHCH3COOH，使盐酸中c平(H)变小；温度升高，使CH3COOHCH3COOH的电离平衡向右移动，c平(H)变大；加水稀释时，两溶液的c平(H)都变小；c平(H)相同、体积相同的醋酸溶液和盐酸，其溶质的物质的量并不相等，所以
16、，分别与足量的锌粉反应，醋酸产生的氢气多。2下列叙述不正确的是()ApH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后，前者的pH大于后者BpH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别中和0.1 molL1的NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积相等C等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应，开始时前者产生H2的速率大于后者，最终产生H2的量相等D.等浓度、等体积的盐酸和醋酸分别中和0.1 molL1的NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积相等BpH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后，由于醋酸是弱酸，稀释过程中电离程度变大，稀释后醋酸的酸性强，pH小，A正确；pH相等、体积相等的盐酸和醋酸，由于醋酸是弱酸
17、，浓度比盐酸大，在和盐酸体积相同时，消耗NaOH溶液体积大，B不正确；等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应，由于醋酸是弱酸，开始时c平(H)小，开始时醋酸产生H2的速率小，但是由于二者浓度相等，所以最终产生H2的量相等，C正确；浓度相等、体积相等，则物质的量就相等，二者消耗的同浓度的NaOH溶液体积相等，D正确。1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平(H)一定比电离常数小的酸溶液中的c平(H)大DH2CO3的电离常数表达式为KaB电离平衡常数是温度的函数，与溶液的浓度无关，A项错误；电离平衡常数可以表示弱电
18、解质的相对强弱，B项正确；酸溶液中c平(H)既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，C项错误；碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为Ka1，第二步电离常数表达式为Ka2，D项错误。2甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是 ()A1 molL1的甲酸溶液的c平(H)约为0.01 molL1B甲酸与水以任意比例互溶C10 mL 1 molL1甲酸恰好与10 mL 1 molL1 NaOH溶液完全反应D用甲酸溶液做导电实验，灯泡很暗A如果甲酸为强酸，将完全电离，则在1 molL1溶液中c平(H)1 molL1，而题目中的c平(H)约为0.01 molL1远小于1 molL1，说明甲酸只部分电离，
19、是弱电解质，A正确；只叙述了甲酸在水中的溶解性，而电解质的强弱与溶解性无关，B错误；因强酸、弱酸都能与碱按化学系数比进行定量反应，只说明甲酸是一元酸，不能说明酸性的强弱，C错误；没有指明甲酸的浓度，也没有与强酸对照，所以无法证明它是弱电解质，D错误。3已知25 时，醋酸溶液中存在下述关系：Ka1.75105 molL1，其中Ka是该温度下醋酸的电离平衡常数。下列有关Ka的说法正确的是()A当向该溶液中加入一定量的硫酸时，Ka增大B升高温度，Ka增大C向醋酸溶液中加水，Ka增大D向醋酸溶液中加氢氧化钠溶液，Ka增大B向醋酸溶液中加入一定量的硫酸时，c(H)增大，CH3COOHHCH3COO逆向移
20、动，但温度不变，Ka不变，故A错误；醋酸的电离为吸热过程，升高温度，促进电离，Ka增大，故B正确；向醋酸溶液中加水，促进醋酸的电离，但温度不变，Ka不变，故C错误；向醋酸溶液中加氢氧化钠溶液，c(H)减小，CH3COOHHCH3COO正向移动，但温度不变，Ka不变，故D错误。4(素养题)已知25 时几种物质的电离度(溶液的浓度为0.1 molL1时所得数据)如下表所示(已知硫酸的第一步电离是完全的)：溶液H2SO4溶液NaHSO4溶液CH3COOH溶液HCl溶液微粒HSOHSOCH3COOHHCl电离度10%29%1.33%100%(1)25 时，0.1 molL1的上述四种溶液中c平(H)由大到小的顺序是_(填序号)。(2)25 时，c平(H)相同的上述四种溶液中溶质的物质的量浓度由大到小的顺序是_(填序号)。(3)25 时，将足量锌粉放入等体积、c平(H)为0.1 molL1的上述四种溶液中，产生H2的体积(同等压强下)由大到小的顺序是_(填序号)。(4)25 时，0.1 molL1的H2SO4溶液中HSO的电离度小于0.1 molL1的NaHSO4溶液中HSO的电离度的原因是_。答案(1)(2)(3)(4)H2SO4一级电离产生的H抑制了其二级电离