弱电解质的电离 学案(人教版选修4).doc

第一节弱电解质的电离学习目标定位1.能准确判断强电解质和弱电解质。2.会描述弱电解质的电离平衡，能正确书写弱电解质的电离方程式，会分析电离平衡的移动。3.知道电离平衡常数的意义。1化学反应平衡：对于反应2HI(g)H2(g)I2(g)H0，在一定条件下达到平衡，平衡常数的表达式为Kc(H2)c(I2)/c2(HI)。分析下列条件的改变对此反应平衡的移动及平衡常数的影响：(1)升高温度，平衡向右移动(填“向左”、“向右”或“不”，下同)，平衡常数K增大(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。(2)通入氢气，平衡向左移动，平衡常数K不变。(3)增大压强，平衡不移动，平衡常数K不变。2化合物按照其在水溶液或熔融状态下能否导电，可分为电解质和非电解质。判断下列结论的正误：(1)电解质和非电解质都是化合物()(2)电解质在水溶液中能电离产生自由移动的离子而导电()(3)酸、碱、盐、氧化物都是电解质()(4)电解质不一定能导电，能导电的物质不一定是电解质()探究点一强电解质和弱电解质分别试验等体积、等浓度的盐酸、醋酸溶液与等量镁条的反应，并测定两种酸溶液的pH。填写下表：1 molL1 HCl1 molL1 CH3COOH实验操作与镁反应现象产生无色气泡且较快产生无色气泡且较慢结论Mg与盐酸反应速率大，表明盐酸中c(H)较大溶液的pH数值不相同(填“相同”或“不相同”)结论相同物质的量浓度的盐酸和醋酸中c(H)不相同(填“相同”或“不相同”)实验总结论不同的电解质在溶液中电离程度不同，HCl比CH3COOH电离程度大，故H浓度大，反应速率快归纳总结(1)分类依据：根据电解质在水溶液中是否全部电离，把电解质分为强电解质和弱电解质。(2)强电解质是在水溶液中能够全部电离的电解质。常见的强电解质有强酸、强碱和盐。(3)弱电解质是在水溶液中只有部分电离的电解质。常见的弱电解质有弱酸、弱碱和水。活学活用1下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是()A强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物B强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物C强电解质熔化时都完全电离，弱电解质在水溶液中部分电离D强电解质不一定能导电，弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质弱答案D解析判断强、弱电解质的根本依据是看电解质在水中是否完全电离，与其溶解度、浓度大小及水溶液导电能力的强弱无关。强极性的共价化合物如HCl也是强电解质，A错误；强、弱电解质与溶解性无关，B错误；有些强电解质熔化时不能电离，如H2SO4等，C错误；电解质导电是有条件的，溶液的导电性与溶液中离子所带的电荷浓度有关，D正确。探究点二弱电解质的电离平衡1弱电解质在水溶液中的电离都是可逆过程。醋酸是一种常见的弱电解质，它的电离方程式是CH3COOHHCH3COO，在醋酸溶液中含有的溶质粒子有H、CH3COO、CH3COOH。2.右图是醋酸溶于水时，电离过程中，醋酸分子电离成离子的速率、离子结合成醋酸分子的速率随时间的变化曲线。请回答下列问题：(1)va表示醋酸分子电离成离子的速率；vb表示离子结合成醋酸分子的速率。(2)在时间由t0到t1过程中，va的变化是不断减小，vb的变化是不断增大。(3)当时间达t1后，va与vb的关系是vavb0，此时醋酸达到电离平衡状态。3(1)分析醋酸电离过程中，溶液中各粒子浓度的变化，填写下表：粒子浓度c(H)c(CH3COO)c(CH3COOH)醋酸初溶于水接近于0接近于0最大达到电离平衡前增大增大减小达到电离平衡时不变不变不变(2)若将等体积、等浓度的CH3COONa溶液、盐酸混合，其过程中c(H)变化是混合初最大，然后减小，达平衡时不变，c(CH3COO)变化是混合初最大，然后减小，达平衡时不变，c(CH3COOH)变化是混合初接近于0，然后增大，达平衡时不变。4醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHHCH3COO，分析改变下列条件对醋酸电离平衡的影响，填写下表：条件改变平衡移动方向c(H)c(CH3COO)升高温度向右移动增大增大加H2O向右移动减小减小加盐酸向左移动增大减小加少量NaOH(s)向右移动减小增大加少量CH3COONa (s)向左移动减小增大归纳总结1电离平衡状态：在一定条件(如温度、浓度)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，电离过程就达到了电离平衡状态。2电离平衡的特征：动、等、定、变、逆。3影响电离平衡的条件(1)温度：由于电离过程吸热，升温，电离平衡向正反应方向移动；降温，电离平衡向逆反应方向移动。(2)浓度：电解质溶液的浓度越小，它的电离程度就越大。(3)其他因素：加入含有弱电解质离子的强电解质时，电离平衡向逆反应方向移动；加入能与弱电解质离子反应的物质时，电离平衡向正反应方向移动。4弱电解质的电离方程式的书写(1)弱电解质的电离方程式的书写用“”表示。如NH3H2O的电离方程式是NH3H2ONHOH。(2)多元弱酸是分步电离的，电离程度逐步减弱，可分步书写电离方程式。如H2CO3的电离方程式是H2CO3HHCO，HCOHCO。(3)多元弱碱的电离也是分步进行的，但是一般按一步电离的形式书写。如Fe(OH)3的电离方程式是Fe(OH)3Fe33OH。活学活用2下列说法正确的是()A根据溶液中有CH3COOH、CH3COO和H即可证明CH3COOH达到电离平衡状态B根据溶液中CH3COO和H的物质的量浓度相等即可证明CH3COOH达到电离平衡状态C当NH3H2O达到电离平衡时，溶液中NH3H2O、NH和OH的浓度相等DH2CO3是分步电离的，电离程度依次减弱答案D解析该题考查了电离平衡的判断及其特点。溶液中除电解质电离出的离子外，还存在电解质分子，能证明该电解质是弱电解质，但不能说明达到平衡状态，A错误；根据CH3COOHCH3COOH知即使CH3COOH未达平衡状态，CH3COO和H的浓度也相等，B错误；NH3H2O达到电离平衡时，溶液中各粒子的浓度不变，而不是相等，NH3H2O的电离程度是很小的，绝大多数以NH3H2O的形式存在，C错误；H2CO3是二元弱酸，分步电离且电离程度依次减小，D正确。探究点三电离平衡常数1电离平衡与化学平衡类似，请你根据化学平衡常数的表达式，推断写出弱电解质ABAB的电离平衡常数(简称电离常数)的表达式K。2一元弱酸的电离常数用Ka表示，一元弱碱的电离常数用Kb表示。CH3COOH的电离常数的表达式是Ka，NH3H2O的电离常数的表达式是Kb。归纳总结(1)电离常数的定义：指一定温度下，弱电解质达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子浓度的乘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，用K表示。电离常数与浓度无关，只与温度有关。由于电离是吸热的，所以电离平衡常数随着温度的升高而增大。(2)电离常数的意义：根据电离常数大小，可以判断弱电解质的相对强弱，K值越大，离子浓度越大，即表示该电解质越强。所以从Ka或Kb的大小，可以判断弱酸或弱碱的相对强弱。(3)多元弱酸分步电离，每一步电离都有各自的电离平衡常数。各级电离常数的大小关系是Ka1_Ka2Ka3，所以其酸性主要决定于第一步电离。活学活用3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CKa大的酸溶液中c(H)一定比Ka小的酸溶液中的c(H)大DH2CO3的电离常数表达式：K答案B解析电离平衡常数是温度的函数，与溶液浓度无关，所以A项错误；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，故B项正确；酸中c(H)既跟酸的电离常数有关，也跟酸的浓度有关，所以C项错误；碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为K1，第二步电离常数为K2，故D项错误。4在25 时，相同浓度的HF、CH3COOH和HCN(氢氰酸)溶液，它们的电离平衡常数分别是7.2104、1.8105、4.91010，其中，氢离子的浓度最大的是_，未电离的溶质分子浓度最大的是_。答案HFHCN解析一定温度下，当溶液的浓度一定时，c(H)随电离常数的增大而增大。题中K(HF)K(CH3COOH)K(HCN)，故氢离子浓度HF溶液最大，余下的未电离的HF分子最少，而HCN溶液中未电离的HCN分子浓度最大。1下列电离方程式中，正确的是()AH2S2HS2BNaHCO3NaHCOCNaCl=NaClDCH3COOH=CH3COOH答案C解析H2S是二元弱酸，分步电离，电离方程式应分步写出，所以A不正确；NaHCO3为弱酸酸式盐，其中HCO不能拆分为离子形式，只能写成NaHCO3=NaHCO，B项错误；CH3COOH为弱酸，部分电离，其电离方程式中“=”应改为“”，D项错误。2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，平衡向正反应方向移动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答案B解析A项加入水促进弱电解质的电离；B项加入NaOH，与H反应，c(H)变小，平衡向正方向移动；C项加入HCl时c(H)变大，平衡向其减小的方向(也就是逆反应方向)移动，但最终c(H)比未加HCl前还是要大；D项加入CH3COONa，c(CH3COO)增大，平衡向逆反应方向移动。3一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的()NaOH(固体)H2OHClCH3COONa(固体)A B C D答案D解析由题意可知，要使反应速率减小，而不改变生成的H2的量，则要求c(H)减小，而n(H)不变，可采取的措施是加水或加CH3COONa。4下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：弱酸HCNHFCH3COOHHNO2电离常数4.910107.21041.81056.4106则0.1 molL1的下列溶液中，pH最小的是()AHCN BHFCCH3COOH DHNO2答案B解析电离平衡常数越大，电离程度越大，同浓度时，电离产生的c(H)越大，pH越小。 基础过关一、强电解质和弱电解质的判断1下列叙述中，能证明某物质是弱电解质的是()A熔融时不导电B水溶液的导电能力很差C不是离子化合物，而是极性共价化合物D溶液中已电离的离子和未电离的分子共存答案D解析判断强、弱电解质的关键是物质在水溶液里能否完全电离，是否存在电离平衡。2下列说法正确的是()AHR溶液的导电性较弱，HR属于弱酸B某化合物溶于水导电，则该化合物为电解质C根据电解质在其水溶液中能否完全电离，将电解质分为强电解质和弱电解质D食盐是电解质，食盐的水溶液也是电解质答案C解析溶液的导电性决定于该溶液中自由移动离子的浓度，故A项错；化合物溶于水能导电，不能确定该化合物是电解质，该化合物也可能是非电解质，如SO2，故B项错；食盐和食盐水都是混合物，故食盐和食盐水都不是电解质。二、电离平衡状态的判断3将1 mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1 L溶液。下列各项中，表明已达到电离平衡状态的是()A醋酸的浓度达到1 molL1BH的浓度达到0.5 molL1C醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H的浓度均为0.5 molL1D醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等答案D解析在未电离时c(CH3COOH)1 molL1，当醋酸、H、CH3COO的浓度不再变化时(但此时三者的浓度不一定是0.5 molL1)，醋酸的电离达到平衡状态，故A、B、C均错；依据平衡状态的标志即分子电离成离子的速率与离子结合成分子的速率相等，可知D项正确。4在醋酸溶液中，CH3COOH的电离达到平衡的标志是()A溶液显电中性B溶液中无醋酸分子C氢离子浓度恒定不变D溶液中CH3COOH和CH3COO共存答案C解析CH3COOH溶液中阴、阳离子所带正、负电荷总数相同，使溶液呈电中性，与其是否达到电离平衡无关，故A项错误；CH3COOH是弱电解质，不完全电离，因此溶液中一定有CH3COOH和CH3COO，但不一定达到电离平衡，故B项和D项错误；c(H)恒定不变，说明CH3COOH达到电离平衡，故C项正确。三、外界条件改变对电离平衡的影响5向0.1 molL1 CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa晶体时，会引起()A溶液的pH增大B溶液中的c(H)增大C溶液的导电能力减弱D溶液中的c(OH)减小答案A解析CH3COOHCH3COOH，当加入CH3COONa晶体时，溶液中c(CH3COO)增大，平衡向左移动，c(H)减小，pH增大，c(OH)增大，但溶液中离子浓度增大，导电性增强，故选A。6在25 时，用蒸馏水稀释1 molL1氨水至0.01 molL1，随溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是()A. B.C. Dc(OH)答案A解析一水合氨是弱电解质，加水稀释，一水合氨的电离平衡右移，n(OH)和n(NH)增大，n(NH3H2O)减小，但c(OH)和c(NH)减小。A、B、C各项中，分子、分母同乘溶液体积，浓度之比等于物质的量之比。四、选取措施使电离平衡定向移动7欲使醋酸溶液中的CH3COO浓度增大，电离平衡向右移动，且不放出气体，可向醋酸溶液中加入少量固体()ANaOH BNaHCO3CCH3COOK DMg答案A解析A项由于加入NaOH会减少H的物质的量，使平衡向右移动，正确；B项由于加入NaHCO3会降低H的物质的量浓度，使平衡右移，但产生了CO2，错误；C项由于加入CH3COOK会增加CH3COO的物质的量，但电离平衡向左移动，错误；D项由于加入Mg会降低H的物质的量浓度，使平衡右移，但产生了H2，错误。8在醋酸中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，要使电离平衡右移且c(H)增大，应采取的措施是()A加入NaOH(s) B加入盐酸C加蒸馏水 D升高温度答案D解析加入NaOH(s)、蒸馏水、升高温度均能使平衡右移，但加入NaOH(s)、蒸馏水时c(H)减小，升高温度时c(H)增大。9已知0.1 molL1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，要使溶液中c(H)/c(CH3COOH)值增大，可以采取的措施是()加少量烧碱固体升高温度加少量冰醋酸加水A B C D答案D解析中，加少量NaOH时，H与OH结合生成难电离的H2O，使c(H)/c(CH3COOH)值减小；中，CH3COOH的电离是吸热的，升温，c(H)增大，c(CH3COOH)减小，故c(H)/c(CH3COOH)值增大；中，加入CH3COOH时，c(CH3COOH)增大量大于c(H)增大量，致使c(H)/c(CH3COOH)值减小；中，加水稀释电离平衡右移，c(CH3COOH)在减小的基础上减小，而c(H)在增大的基础上减小，故c(H)/c(CH3COOH)增大。五、电离平衡常数的应用10已知25 下，醋酸溶液中各微粒存在下述关系：K1.75105，下列有关说法可能成立的是()A25 下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K8105B25 下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K2104C标准状况下，醋酸溶液中K1.75105D升高到一定温度，K7.2105答案D解析醋酸溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COOH，在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，弱电解质电离出的离子的浓度之积跟溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离常数。由此可知题中K为醋酸电离常数的表达式，由于电离常数不随浓度变化而变化，只随温度变化而变化，所以排除A、B两项；醋酸的电离是吸热的，所以升高温度，K增大，降低温度，K减小，标准状况下(0 )，温度低于25 ，则K小于1.75105，所以C项错误，D项正确。11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，若已知下列反应可以发生：NaCNHNO2=HCNNaNO2NaCNHF=HCNNaFNaNO2HF=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)HNO2HCN，由此可判断K(HF)K(HNO2)K(HCN)，其对应数据依次为K(HF)7.2104，K(HNO2)4.6104，K(HCN)4.91010。能力提升12(1)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1 molL1和0.1 molL1，则甲、乙两瓶氨水中c(OH)之比_(填“大于”、“等于”或“小于”)10。请说明理由_。(2)常温下，将pH10的NH3H2O溶液稀释至原体积的10倍。_10(填“”、“”或”，下同)。_10。pH值范围是_。答案(1)小于设甲、乙两瓶氨水的电离度分别为1和2，则有10，由于12，所以9pH10解析(2)若NH3H2O为强电解质，则稀释后各离子浓度均为原来的。但NH3H2O为弱电解质，存在电离平衡，加水后平衡右移，使得c(NH3H2O)减少的更多，而c(OH)减少的倍数稍小一点。13.一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力有如右图所示曲线，请回答。(1)“O”点为什么不导电：_。(2)a、b、c三点的氢离子浓度由小到大的顺序为_。(3)a、b、c三点中，醋酸的电离程度最大的一点是_。(4)若想使c点溶液中的c(CH3COO)提高，在如下措施中，可选择( )A加热 B加很稀的NaOH溶液C加固体KOH D加水E加固体CH3COONa F加Zn粒(5)在稀释过程中，随着醋酸浓度的降低，下列始终保持增大趋势的量是()Ac(H) BH个数CCH3COOH分子数 D.答案(1)因为冰醋酸未电离，无离子(2)caac，说明溶液中H浓度大小顺序为bac。(3)因为在一定温度下，溶液越稀电离程度越大，因此c点的电离程度最大。(4)在醋酸溶液中存在下列平衡：CH3COOHCH3COOHH0。由此可知加热以及加固体KOH、加Zn粒均可使平衡正向移动，且c(CH3COO)增