2019版高考化学复习物质在水溶液中的行为第2节弱电解质的电离学案鲁科版.docx

第2节弱电解质的电离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进行相关计算。4以上各部分知识的综合应用。弱电解质的电离平衡知识梳理1强、弱电解质(1)概念(2)与化合物类型的关系强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物。弱电解质主要是某些共价化合物。2弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立(2)电离平衡的特征(3)外界条件对电离平衡的影响温度：温度升高，电离平衡向右移动，电离程度增大。浓度：稀释溶液，电离平衡向右移动，电离程度增大。同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡向左移动，电离程度减小。加入能反应的物质：电离平衡向右移动，电离程度增大。3强、弱电解质的判断(1)从是否完全电离的角度判断在溶液中强电解质完全电离，弱电解质部分电离。据此有以下判断HA是强酸还是弱酸的方法：方法结论测一定浓度的HA溶液的pH若测得0.1 molL1的HA溶液的pH1，则HA为强酸；若pH1，则HA为弱酸比较等浓度的HA溶液和盐酸的导电性导电性和盐酸相同时为强酸，导电性比盐酸弱时为弱酸比较等浓度的HA溶液和盐酸与锌反应的快慢反应速率相同时HA为强酸，比盐酸反应慢时HA为弱酸(2)从是否存在电离平衡的角度判断在水溶液中，强电解质不存在电离平衡，弱电解质存在电离平衡，在一定条件下电离平衡会发生移动。据此有以下判断HA是强酸还是弱酸的方法：根据一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。如将pH3的HA溶液稀释100倍后，再测其pH，若pH5，则为强酸，若pH7。(1)电解质、非电解质均是化合物，盐酸(混合物)、铜(单质)虽能导电，但它们既不是电解质也不是非电解质。(2)电解质的强弱只与电解质在水溶液中的电离程度有关，与电解质溶解性的大小无必然联系。(3)醋酸加水稀释时，溶液中的各离子浓度并不是都减小，如OH是增大的。(4)电离平衡右移，电解质分子的浓度不一定减小，如稀醋酸中加入冰醋酸。(5)电离平衡右移，电离程度不一定增大。自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)溶液导电能力弱的电解质一定是弱电解质。()(2)弱电解质浓度越大，电离程度越大。()(3)温度升高，弱电解质的电离平衡右移。()(4)0.1 mol/L某一元酸HA溶液的pH3，HA溶液中存在：HA=HA。()(5)温度不变，向CH3COOH溶液中加入CH3COONa，平衡左移。()(6)一定条件下，CH3COOHCH3COOH达到平衡时，HCH3COO。()(7)稀释氨水时溶液中所有粒子浓度都会减小。()(8)电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小，离子浓度一定增大。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2以0.1 molL1CH3COOH溶液为例，探究外界条件对电离平衡的影响，请完成表格：实例(稀溶液)CH3COOHHCH3COOH0改变条件平衡移动方向n(H)H导电能力Ka加水稀释_加入少量冰醋酸_改变条件平衡移动方向n(H)H导电能力Ka通HCl(g)_加NaOH(s)_加入镁粉_升高温度_答案：向右增大减小减弱不变向右增大增大增强不变向左增大增大增强不变向右减小减小增强不变向右减小减小增强不变向右增大增大增强增大3(2018济宁模拟)在一定温度下，有a.盐酸b硫酸c醋酸三种酸：(1)当三种酸的物质的量浓度相同时，H由大到小的顺序是_。(用序号表示，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)若三者H相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是_。(4)当三者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H相同且体积也相同时，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H相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，H由大到小的顺序是_。解析：解答本题要注意以下三点：HCl、H2SO4都是强酸，但H2SO4是二元酸。CH3COOH是弱酸，在水溶液中不能完全电离。醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COOH的电离平衡。答案：(1)bac(2)bac(3)cab(4)cab(5)abcabc(6)cab(2015高考全国卷，13，6分)浓度均为0.10 molL1、体积均为V0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OH相等D当lg2时，若两溶液同时升高温度，则增大解析由图像分析浓度为0.10 molL1的MOH溶液，在稀释前pH为13，说明MOH完全电离，则MOH为强碱，而ROH的pHH2CO3；D项，CH3COOHCH3COOH，说明CH3COOH具有酸性；上述三项均不能证明CH3COOH为弱酸；B项，CH3COONa溶液pH7，说明CH3COO水解生成弱酸CH3COOH。2(2018福州模拟)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中和碱的能力强0.1 molL1HNO2溶液的pH2HNO2与CaCO3反应放出CO2气体H0.1 molL1的HNO2溶液稀释至1 000倍，pH1。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溶液加水稀释10倍后1pH7。 题组二外界条件对电离平衡的影响3稀氨水中存在着下列平衡：NH3H2ONHOH，若要使平衡向逆方向移动，同时使OH增大，应加入适量的物质是()NH4Cl固体硫酸NaOH固体加水稀释加热加入少量MgSO4固体ABCD解析：选C。若在氨水中加入NH4Cl固体，NH增大，平衡向逆方向移动，OH减小，错误；硫酸中的H与OH反应，使OH减小，平衡向正方向移动，错误；在氨水中加入NaOH固体后，OH增大，平衡向逆方向移动，符合题意，正确；若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向正方向移动，OH减小，错误；电离属于吸热过程，加热平衡向正方向移动，OH增大，错误；加入少量MgSO4固体发生反应：Mg22OH=Mg(OH)2，溶液中OH减小，平衡正向移动，错误。4(2018泉州模拟)将0.1 mol/L CH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时都会引起()ACH3COOH电离程度变大B溶液pH减小C溶液的导电能力减弱D溶液中H减小解析：选D。CH3COOHCH3COOH，当加水稀释时，CH3COOH、CH3COO、H都减小，平衡右移，pH增大，导电能力减弱，电离程度增大。当加入少量CH3COONa晶体时，CH3COO增大，平衡左移，电离程度减小，H减小，pH增大，导电能力增强。综上所述，只有D选项正确。 题组三一元强酸与一元弱酸的比较5体积相同的醋酸和盐酸两种溶液，n(CH3COO)n(Cl)0.01 mol，下列有关的叙述错误的是()A与NaOH完全中和时，醋酸所消耗的NaOH多B分别与足量CaCO3反应时，放出的CO2一样多C两种溶液的pH相等D分别用水稀释相同倍数时，n(Cl)n(HCl)，故与NaOH完全中和，醋酸消耗的NaOH多，分别与足量 CaCO3 反应时，醋酸放出的CO2多，A项正确、B项错误；分别用水稀释相同倍数时，醋酸的电离程度增大，n(CH3COO)增大，而n(Cl)不变，D项正确。6(2018苏州质检)现有体积相等且等pH或等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液，分别加入足量镁粉，产生H2的体积(同温同压下测定)随时间的变化示意图如下：其中正确的是()ABCD都不对解析：选D。随着反应的进行，V(H2)只可能增大而不可能减小，、错误；当两溶液等pH时，醋酸的物质的量浓度要比盐酸大得多，与足量的镁粉反应时，不仅产生的氢气体积更大，反应更快，而且反应的时间更长，错误；等物质的量浓度时，醋酸中H在反应完全之前都比盐酸中的小，因此醋酸中的反应速率应该比盐酸中的反应速率小，完全反应时产生相同体积的氢气，盐酸所用时间比醋酸短，错误。一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较(1)酸的浓度相同、体积相同时项目酸HpH中和碱的量与足量活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率加少量相应钠盐(s)后pHH2O电离出的H一元强酸(a)abab相同相同快不变ab一元弱酸(b)慢变大(2)pH相同、体积相同时项目酸HpH中和碱的量与足量活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率加少量相应钠盐(s)后pHH2O电离出的H一元强酸(a)相同相同abab相同(反应过程中aH3PO4HFCH3COOHH2CO3HClO。2有关电离平衡常数的计算(1)如HX溶液中HXHX起始(molL1): c(HX) 0 0平衡(molL1): c(HX)H H H则Ka，H(2)如BOH溶液中BOHBOH起始(molL1): c(BOH) 0 0平衡(molL1): c(BOH)OH OH OH则Kb，OH自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱。()(2)电离平衡常数(K)与温度无关。()(3)不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同。()(4)多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为Ka1Ka2HC2OHCOCObHCOHC2OC2OCOcHHC2OC2OCOdH2CO3HCOHC2OCO解析根据电离平衡常数可知草酸的酸性强于碳酸，则碳酸钠的水解程度大于草酸钠，所以0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。草酸的酸性强于碳酸，则等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是草酸。草酸的二级电离常数大于碳酸的，所以草酸的电离程度大，因此溶液中HHC2OC2OHCOCO，a、c正确，b、d错误。答案大于草酸ac利用电离平衡常数解题的思维模型 题组一有关电离平衡常数的定性分析1相同温度下，三种酸的电离常数如下表所示，下列判断正确的是()酸HXHYHZ电离常数Ka(mol/L)910791061102A.三种酸的强弱关系：HXHYHZB反应HZY=HYZ能够发生C相同温度下，0.1 mol/L的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大D相同温度下，1 mol/L HX溶液的电离常数大于0.1 mol/L HX溶液的电离常数解析：选B。表中电离常数大小关系：1102 mol/L9106 mol/L9107 mol/L，所以三种酸的酸性强弱为HZHYHX，A、C不正确。电离常数只与温度有关，与浓度无关，D不正确。2(2018杭州七校联考)已知25 ，醋酸、次氯酸、碳酸、亚硫酸的电离平衡常数如下表，下列叙述正确的是()酸醋酸次氯酸碳酸亚硫酸电离平衡常数(molL1)Ka175105Ka298108Ka1430107Ka25611011Ka1154102Ka2102107A.25 ，等物质的量浓度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3和Na2SO3四种溶液中，碱性最强的是Na2CO3B将0.1 molL1的醋酸不断加水稀释，所有离子浓度均减小C少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中反应的离子方程式为SO2H2OCa22ClO=CaSO32HClOD少量SO2通入CH3COONa溶液中反应的离子方程式为SO2H2O2CH3COO=SO2CH3COOH解析：选A。根据表中数据可知，酸性：亚硫酸醋酸碳酸亚硫酸氢根离子次氯酸碳酸氢根离子。A项，相同物质的量浓度的含有弱酸根离子的钠盐溶液，对应酸的酸性越弱，则酸根离子水解程度越大，溶液中氢氧根离子浓度越大，pH越大，水解程度：CH3COOSOClOCO，所以碱性最强的是Na2CO3，正确；B项，醋酸溶液中加一定量水，醋酸的电离程度增大，但是溶液中氢离子浓度减小，由于KW不变，所以氢氧根离子浓度增大，错误；C项，少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中，反应生成的次氯酸能够氧化亚硫酸根离子，生成CaSO4，错误；D项，少量SO2通入CH3COONa溶液中，反应生成醋酸和亚硫酸氢根离子，反应的离子方程式为SO2H2OCH3COO=HSOCH3COOH，错误。 题组二有关电离平衡常数的定量计算3(2016高考浙江卷)苯甲酸钠(COONa，缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A。已知25 时，HA的Ka6.25105 mol/L，H2CO3的Ka14.17107 mol/L，Ka24.901011 mol/L。在生产碳酸饮料的过程中，除了添加NaA外，还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25 ，不考虑饮料中其他成分)()A相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较低B提高CO2充气压力，饮料中A不变C当pH为5.0时，饮料中0.16D碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为HHCOCOOHHA解析：选C。根据题中所给的电离平衡常数可知，酸性：HAH2CO3HCO。A项，碳酸饮料因充有CO2而使HA的电离受到抑制，故相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料中HA的浓度较大，抑菌能力较强，错误；B项，提高CO2充气压力，CO2的溶解度增大，HA的电离平衡左移，A减小，错误；C项，因为HAHA，Ka，故0.16，正确；D项，依据溶液中电荷守恒可知：NaHHCO2COOHA，结合物料守恒：NaAHA，所以HHCO2COOHHA，错误。4(1)已知常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH5.60，H2CO31.5105 molL1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCOH的平衡常数Ka1_。(已知105.602.5106)(2)已知常温下H2C2O4的电离平衡常数Ka15.4102 molL1，Ka25.4105 molL1，反应NH3H2OHC2ONHC2OH2O的平衡常数K9.45104，则NH3H2O的电离平衡常数Kb_。(3)25 时，在2.0103 molL1的氢氟酸水溶液中，调节溶液pH(忽略调节时体积变化)，测得平衡体系中F、HF与溶液pH的关系如下图。则25 时，HF电离平衡常数为Ka(HF)_(列式求值)。(4)2016高考全国卷，26(4)联氨(N2H4)为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为_(已知：N2H4H N2H的K8.7107 mol1L；KW1.01014mol2L2)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为_。解析：(1)Ka14.2107 molL1。(2)反应的平衡常数K9.45104，Kb1.75105 molL1。(3)电离平衡常数等于电离出的离子的平衡浓度的系数次幂之积除以电解质的平衡浓度，故Ka(HF)4104 molL1。(4)N2H4的第一步电离的方程式为N2H4H2ON2HOH，则电离平衡常数KbKKW8.7107 mol1L1.01014 mol2L28.7107 molL1。联氨是二元弱碱，其与硫酸形成的酸式盐为N2H6(HSO4)2。答案：(1)4.2107 molL1(2)1.75105 molL1(3) molL14104 molL1(4)8.7107 molL1N2H6(HSO4)2电离平衡常数的应用(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。(2)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离平衡常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性(或酸性)越弱。(3)判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。(4)判断微粒浓度比值的变化例如：0.1 mol/L CH3COOH溶液中加水稀释，H减小，Ka不变，则增大。 课后达标检测一、选择题1(2018西安八校联考)下列事实一定能说明HA是弱酸的是()A常温下NaA溶液的pH大于7BHA能与Na2CO3溶液反应，产生CO2气体C1 molL1的HA水溶液能使紫色石蕊试液变红D用HA溶液做导电性实验，灯泡很暗解析：选A。NaA溶液的pH大于7，说明NaA为强碱弱酸盐，则HA为弱酸，A项正确；HCl也能与Na2CO3溶液反应，产生CO2气体，但HCl是强酸，B项错误；1 molL1的HCl溶液也能使紫色石蕊试液变红，C项错误；溶液的导电性与溶液中的离子浓度有关，如果是强电解质，但溶液中的离子浓度很小，灯泡也会很暗，D项错误。20.1 molL1某碱AOH溶液的pH11，将该溶液稀释10倍后，溶液的pH不可能为()10.110.81211.5ABCD解析：选A。在碱溶液稀释过程中，溶液的pH减小而不是增大，若AOH是强碱，稀释10倍后溶液的pH10，若AOH是弱碱，由于稀释过程中AOH会继续电离出OH，故稀释10倍后10pH碳酸Ka25.61011 molL1，能发生；次溴酸Ka2.4109 molL1HCN，反应说明酸性：HFHNO2，故C、D正确。8(2018湖南六校联考)高氯酸、硫酸、盐酸和硝酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。某温度下，四种物质在冰醋酸中的电离常数如下：HClO4H2SO4HClHNO3Ka (molL1)1.61056.31091.61094.21010根据表格中数据判断以下说法不正确的是()A在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸B在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4=2HSOC在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离D酸的强弱与其本身的结构和溶剂的性质有关解析：选B。在冰醋酸中高氯酸的电离常数最大，则酸性最强，A项正确；在冰醋酸中硫酸的电离常数较小，不能完全电离，电离方程式应为H2SO4HHSO，B项错误；在冰醋酸中这四种酸的电离常数较小，均不能完全电离，C项正确；酸的强弱与其本身的结构和溶剂的性质有关，D项正确。9(2017高考全国卷)改变 0.1 molL1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA、A2的物质的量分数(X)随pH的变化如图所示已知(X)。下列叙述错误的是()ApH1.2时，H2AHABlg Ka2(H2A)4.2CpH2.7时，HAH2AA2DpH4.2时，HAA2H解析：选D。从图像中可以看出pH1.2时，(H2A)(HA)，则H2AHA，A项正确；根据HAHA2，可确定Ka2(H2A)，从图像中可以看出pH4.2时，(HA)(A2)，则HAA2，即lg Ka2(H2A)lg H4.2，B项正确；从图像中可以看出pH2.7时，(HA)(H2A)(A2)，则HAH2AA2，C项正确；从图像中可以看出pH4.2时，(HA)(A2)，则HAA20.05 molL1，而H104.2 molL1，D项错误。二、非选择题10(2018海南七校联考)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸，可用于制N2O气体。(1)连二次硝酸中氮元素的化合价为_。(2)常温下，用0.01 molL1的NaOH溶液滴定10 mL 0.01 molL1的H2N2O2溶液，测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。写出H2N2O2在水溶液中的电离方程式：_。b点时溶液中H2N2O2_(填“”“N2O。a点时溶液中，根据电荷守恒可得NaH2N2OHN2OOH，而a点时溶液的pH7，则HOH，故Na2N2OHN2O，所以NaN2OHN2O。答案：(1)1(2)H2N2O2HHN2O、HN2OHN2O11为研究HA、HB和MOH酸碱性的相对强弱，某化学学习小组设计了以下实验：室温下，pH2的两种酸溶液HA、HB和pH12的碱溶液MOH各取1 mL，然后分别加水稀释到1 000 mL，其pH的变化与溶液体积的关系如图所示，根据所给数据，请回答下列问题：(1)HA为_酸(填“强”或“弱”，下同)，HB为_酸。(2)若c9，则稀释后的三种溶液中，由水电离出的氢离子的浓度的大小顺序为_(用酸、碱的化学式表示)。将稀释后的HA溶液和MOH溶液等体积混合，所得溶液中A与M的大小关系为A_M(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)若bc14，则MOH为_碱(填“强”或“弱”)。将稀释后的HB溶液和MOH溶液等体积混合，所得混合溶液的pH_7(填“大于”“小于”或“等于”)。解析：(1)pHa的强酸溶液，稀释10n(an7)倍后，溶液的pHan；pHa的弱酸溶液，稀释10n倍后，溶液的pH介于a和an之间。据此可确定HA是强酸，HB是弱酸。(2)pH9的MOH溶液中，H水1109 mol/L；pH5的HA溶液中，H水OH水1109 mol/L；pHb的HB溶液中，H水OH水105 mol/L，所以MOH是弱碱。因为同温度下，HB和MOH的电离能力相同，所以将稀释后的HB溶液和MOH溶液等体积混合，反应后溶液呈中性。答案：(1)强弱(2)HAMOHHB等于(3)弱等于12(2018大连重点中学考试).HA、H2B、H3C三种弱酸，根据“较强酸较弱酸盐=较强酸盐较弱酸”的反应规律，它们之间能发生下列反应：AHAHC2(少量)=AH2CBH2B(少量)2A=B22HACH2B(少量)H2C=HBH3C回答下列问题：(1)相同条件下，HA、H2B、H3C三种酸中，酸性最强的是_。(2)A、B2、C3、HB、H2C、HC2六种离子中，最易结合质子(H)的是_，最难结合质子的是_。(3)写出下列反应的离子方程式。HA(过量)C3：_。.在25 下，将a molL1的氨水与0.01 molL1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中NHCl，则溶液显_(填“酸”“碱”或“中”)性；用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb_。解析：.(1)根据“较强酸制较弱酸”原理，由A、B、C反应可得酸性：HAH2C、H2BHA、H2BH3C，故HA、H2B、H3C中酸性最强的为H2B。(2)HC2酸性最弱