（浙江选考）高考化学一轮复习 专题八 第一单元 弱电解质的电离平衡课件-人教版高三全册化学课件

1、第一单元弱电解质的电离平衡第一单元弱电解质的电离平衡一 电解质和非电解质电解质和非电解质二 电离和电离平衡电离和电离平衡教教材材研研读读突破一 电解质强弱的判断与比较突破二 电离平衡的移动分析重重难难突突破破突破三 电离常数的应用一、电解质和非电解质一、电解质和非电解质(一一)电解质和非电解质电解质和非电解质1.概念概念:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物都是电解质。在水溶液中和熔融状态下均不能导电的化合物叫非电解质。教材研读2.电解质的特点电解质的特点(1)物质类别:是化合物,而不是单质或混合物。如铜和盐酸既不是电解质,也不是非电解质。(2)导电条件:是“或”而不是“和”(两种情况之一能导

2、电即为电解质,其中熔融条件仅对离子化合物适用)。如硫酸钡不溶于水,但熔融状态下能导电,所以是电解质。(3)导电原因:是化合物本身电离出自由移动的离子,而不是它们与水反应的产物发生电离。如NH3、CO2均不是电解质,而NH3H2O、H2CO3均是电解质。(4)导电能力:取决于离子浓度的大小、离子所带的电荷数。1.实验探究实验探究(二二)强电解质和弱电解质强电解质和弱电解质2.实验结论实验结论氯化氢溶于水,完全电离生成H+和Cl-;醋酸溶于水,少量电离生成H+和CH3COO-,大部分以醋酸分子形式存在。3.概念概念二、电离和电离平衡二、电离和电离平衡(一一)电离电离电离是电解质溶于水或熔融时,离解

3、成自由移动的离子的过程。大多数盐、强碱和活泼金属氧化物(都是离子化合物),溶于水或熔融时,规则排列的阴、阳离子电离成自由移动的离子。某些共价化合物溶于水时,在极性水分子的作用下,共价化合物分子电离成阴、阳离子。电解质溶液和熔融的电解质中的阴、阳离子在外电场的作用下,分别向两极移动,所以电解质溶液或一些熔融的电解质能导电,它们的导电过程实质上是发生了电解,电解属于化学变化。1.电离的条件电离的条件离子化合物在溶于水或熔融时发生电离,共价化合物在溶于水时发生电离。2.强、弱电解质电离的特点强、弱电解质电离的特点(1)强电解质的电离是完全的,如强酸、强碱以及大多数的盐。(2)弱电解质的电离程度较小,

4、电离过程是可逆的,如弱酸、弱碱和水。(3)多元弱酸分步电离,以第一步为主,如碳酸存在电离:H2CO3HC+H+、HCH+C,第一步电离程度决定碳酸酸性的相对强弱。3O3O23O(4)多元弱碱的电离用一步电离表示,如Fe(OH)3Fe3+3OH-。(5)强酸的酸式盐在水溶液中完全电离,在稀溶液中不存在酸式酸根离子,如NaHSO4Na+H+S;而在熔融状态下,则电离成金属24O离子和酸式酸根离子,如NaHSO4Na+HS。(6)弱酸的酸式盐的电离是分步电离,先完全电离成金属离子和酸式酸根离子,酸式酸根离子再部分电离。如NaHCO3溶液中存在以下电离过程:NaHCO3Na+HC,HCC+H+,这种情

5、况可称为强中有弱。4O3O3O23O(二二)电离平衡电离平衡弱电解质溶于水时,在水分子的作用下,弱电解质分子电离成离子,同时一部分离子又能重新结合成弱电解质分子,在一定的条件(如温度、浓度等)下,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,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离达到平衡状态,这种平衡叫做弱电解质的电离平衡。1.电离平衡的特点电离平衡的特点(1)在一定的温度、浓度条件下,弱电解质的电离达到平衡状态时,溶液中未电离的分子浓度和电离产生的离子浓度不再改变。(2)电离平衡是动态平衡,是分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时的平衡。(3)改变条件(如

6、温度、浓度等),电离平衡也会移动,将在改变后的条件下建立新的平衡。2.影响电离平衡的因素影响电离平衡的因素(1)内因:由弱电解质的性质决定。(2)外因:温度、浓度、外加试剂。3.电离平衡常数电离平衡常数(1)电离平衡常数的表达式弱酸的电离常数用Ka来表示,弱碱的电离常数用Kb来表示。例如:H2S的电离常数表达式为:第一步电离:H2SH+HS-=第二步电离:HS-H+S2-=1aK2(H )(HS )(H)cccS2aK2(H )(S )(HS )cccNH3H2O的电离常数表达式为:NH3H2ON+OH-Kb=(2)K的意义a.K值越大,电离程度越大。b.多元弱酸中,即以第一步电离为主。以H2

7、S电离为例,从HS-中电离出一个H+,要比从H2S中电离出一个H+难,因为第一步电离出的H+抑制了第二步电离。4H432(NH )(OH )(NHH)cccO1aK2aK3aK(3)影响K值的因素对于某电解质来说,影响K值的只有温度。通常电离过程是吸热的,所以升温会使K值增大。(三三)弱电解质的电离度弱电解质的电离度弱电解质的电离平衡常数不随弱电解质溶液的初始浓度变化而变化,但弱电解质的电离度与弱电解质溶液的浓度有关。一般而言,弱电解质溶液的浓度越大,电离度越小;弱电解质溶液的浓度越小,电离度越大。弱电解质的电离度表示为:=100%。已电离的弱电解质浓度弱电解质的初始浓度1.(2018浙江4月

8、选考,3,2分)下列属于电解质的是(A)A.氯化钠B.蔗糖C.氯气D.铁2.(2017浙江11月选考,3,2分)下列属于电解质的是(C)A.镁B.酒精C.硫酸铜D.食盐水3.把1L0.1mol/L醋酸溶液用蒸馏水稀释到10L,下列叙述正确的是(B)A.c(CH3COOH)变为原来的B.增大C.c(H+)变为原来的D.溶液的导电性增强11033(CHO )(CH)cCOcCOOH1104.在一定温度下,冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力如下图所示。下列说法不正确的是(C)A.在O点时,醋酸不导电B.a、b、c三点,a点时醋酸溶液中氢离子浓度最小C.b点时,醋酸电离程度最大D.可通过微热的方法

9、使c点溶液中c(CH3COO-)增大突破一电解质强弱的判断与比较突破一电解质强弱的判断与比较(1)在相同浓度、相同温度下,与相同类型的强电解质做导电性对比实验。(2)在相同浓度、相同温度下,比较反应速率的快慢。如将锌粒投入到等浓度的盐酸和醋酸溶液中,反应速率前者比后者快,说明醋酸是弱电解质。重难突破(3)浓度与pH的关系。如0.1molL-1CH3COOH溶液,其pH1,则可证明CH3COOH是弱电解质。(4)测定对应盐的酸碱性。如CH3COONa溶液呈碱性,则证明醋酸是弱酸。(5)稀释前后pH与稀释倍数的对应关系。如将pH=2的酸溶液稀释至原体积的1000倍,若pH小于5,则证明酸是弱酸;若

10、pH为5,则证明酸是强酸。(6)采用实验证明存在电离平衡。如氨水中滴入酚酞试液变红,再加少量NH4Cl固体,颜色变浅。(7)利用较强酸(碱)制备较弱酸(碱)判断电解质强弱。如将CO2通入苯酚钠溶液中,出现浑浊,说明酸性:H2CO3。(8)利用元素周期律进行判断。如非金属性ClSPSi,则对应最高价含氧酸的酸性HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3(最高价氧化物对应水化物);金属性NaMgAl,则碱性NaOHMg(OH)2Al(OH)3。典例典例1(2018浙江11月选考,18,2分)下列说法不正确的是(D)A.测得0.1molL-1的一元酸HA溶液pH=3.0,则HA一定为弱电解质B.25

11、时,将0.1molL-1的NaOH溶液加水稀释至100倍,所得溶液的pH=11.0C.25时,将0.1molL-1的HA溶液加水稀释至pH=4.0,所得溶液c(OH-)=110-10molL-1D.0.1molL-1的HA溶液与0.1molL-1的NaOH溶液等体积混合,所得溶液pH一定等于7.0解析解析A项中,测得0.1molL-1的一元酸HA溶液pH=3.0,说明HA只有部分电离,因此HA一定为弱电解质,故A正确;B项中,25时,将0.1molL-1的NaOH溶液加水稀释至100倍,c(OH-)=0.001molL-1,因此所得溶液的pH=11.0,故B正确;C项中,25时,将0.1mol

12、L-1的HA溶液加水稀释至pH=4.0,说明所得溶液中c(H+)=110-4molL-1,则c(OH-)=110-10molL-1,故C正确;D项中,0.1molL-1的HA溶液与0.1molL-1的NaOH溶液等体积混合,如果HA是强酸那么反应后溶液pH等于7.0,如果HA是弱酸那么反应后溶液pH大于7.0,故D不正确。1-1在甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是(D)A.在相同温度下,某甲酸溶液的导电性比某强酸溶液的导电性弱B.甲酸能与水以任意比互溶C.10mL1molL-1甲酸恰好跟10mL1molL-1NaOH溶液完全反应D.1molL-1甲酸溶液中c(H+)约为110-2mol

13、L-1解析解析若甲酸为强酸,则1molL-1甲酸溶液中c(H+)应为1molL-1,而题中知c(H+)约为110-2molL-1,故甲酸为弱酸,属于弱电解质,选D。1-2为了证明一水合氨(NH3H2O)是弱电解质,常温下,甲、乙、丙、丁四位同学利用下面的试剂进行实验:0.01molL-1氨水、0.1molL-1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。(1)甲用pH试纸测出0.01molL-1氨水的pH为10,据此他认定一水合氨是弱电解质,你认为这一方法是否正确?(填“是”或“否”),并说明理由。(2)乙取出10mL0.01molL-1氨水,用pH试纸测出其pH为a,然后用蒸

14、馏水稀释至1000mL,再用pH试纸测出其pH为b,他认为只要a、b满足(用等式或不等式表示),就可以证明一水合氨是弱电解质。(3)丙取出10mL0.01molL-1氨水,滴入2滴酚酞试液,显粉红色,再加入少量NH4Cl晶体,颜色变(填“深”或“浅”)。你认为这一方法能否证明一水合氨是弱电解质?并说明原因:。(4)请你根据所提供的试剂,再提出一个合理又简便的方案证明NH3H2O是弱电解质:。答案答案(1)是若是强电解质,则0.01molL-1氨水中c(OH-)应为0.01molL-1,pH=12(2)a-2ba(3)浅能,因为0.01molL-1氨水(滴有酚酞)中加入氯化铵晶体颜色变浅,有两种

15、可能:一是氯化铵在水溶液中水解显酸性,加入氨水中使溶液的pH降低;二是氯化铵晶体电离出的N使NH3H2O的电离平衡NH3H2ON+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低,两种可能均证明了NH3H2O是弱电解质(4)取一张pH试纸,再用玻璃棒蘸取0.1molL-1NH4Cl溶液,滴在pH试纸上,显色后跟标准比色卡比较测出pH,pH7(方案合理即可)4H4H解析解析(1)0.01molL-1氨水的pH为10,则其c(OH-)为10-4molL-1,说明NH3H2O部分电离,是弱电解质,若是强电解质,pH应为12。(2)若NH3H2O是弱电解质,则存在电离平衡,将pH=a的氨水稀释100倍,其pH变化

16、小于2。(4)可利用N的水解来证明,即氯化铵溶液显酸性,也可以测相同温度下等浓度的氨水和NaOH溶液的导电性来证明,设计两方案中的一个即可。4H突破二电离平衡的移动分析突破二电离平衡的移动分析电离平衡是一种动态平衡,当溶液的温度、浓度以及离子浓度改变时,电离平衡都会发生移动,符合勒夏特列原理,其规律是:(1)浓度越大,电离程度越小。在稀释溶液时,电离平衡向右移动,而弱电解质分子电离出的离子的浓度一般会减小。(2)温度越高,电离程度越大。因电离是吸热过程,升温时平衡向右移动。(3)同离子效应。如向醋酸溶液中加入醋酸钠晶体,增大了CH3COO-的浓度,平衡左移,电离程度减小;加入稀盐酸,平衡也会左

17、移。(4)加入能与弱电解质反应的物质,电离程度增大。如向醋酸溶液中加入锌或NaOH溶液,平衡右移,电离程度增大。典例典例225时,用浓度为0.1000molL-1的NaOH溶液滴定20.00mL浓度均为0.1000molL-1的三种酸HX、HY、HZ的溶液,滴定曲线如下图所示。下列说法中正确的是(B)A.在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZHYc(Y-)c(OH-)c(H+)D.HY与HZ混合,达到平衡时:c(H+)=+c(Z-)+c(OH-)a()(HY)(Y )KHYcc解析解析由滴定曲线中三种酸溶液的滴定起点pH,可推知三种酸的酸性强弱顺序为HZHYHX,故相同温度下,同

18、浓度的三种酸溶液的导电能力大小顺序为HZHYHX,A错误;HY+NaOHNaY+H2O,当V(NaOH)=10.00mL时,HY被中和掉一半,此时溶液中c(HY)c(Y-),c(H+)=10-5molL-1,Ka(HY)=c(H+)=10-5,B正确;因HY的酸性强于HX,故在HX、HY的混合溶液中滴加NaOH溶液时,HY先反应,当HX恰好被完全中和时,溶液是等浓度的NaX与NaY的混合溶液,考虑到X-的水解程度大于Y-,故最终溶液中离子浓度的大小顺序为c(Y-)c(X-)c(OH-)c(H+),C错误;HY与HZ混合,达到平衡时,根据电荷守恒可得c(H+)=c(Y-)+c(Z-)+c(OH-

19、),D错误。(H )(Y )(HY)ccc2-1已知醋酸达到电离平衡后,改变某条件,电离平衡向正反应方向移动,则下列说法正确的是(D)A.醋酸的电离程度一定变大B.溶液的导电能力一定变强C.溶液的pH一定减小D.发生电离的分子总数增多解析解析当增大醋酸的浓度时,平衡向正反应方向移动,但电离程度减小,A错误;若稀释醋酸,平衡右移,但H+、CH3COO-的浓度均变小,导电能力减弱,B错误;当向溶液中加碱时,H+浓度变小,pH增大,平衡右移,C错误;无论什么条件使平衡向右移动,一定会使发生电离的分子总数增多,D正确。2-2稀氨水中存在电离平衡:NH3H2ON+OH-,若要使平衡逆向移动,同时使c(O

20、H-)增大,应加入的物质或采取的措施是(C)NH4Cl固体硫酸NaOH固体水加热少量MgSO4固体A.B.C.D.4H解析解析若在稀氨水中加入NH4Cl固体,c(N)增大,平衡逆向移动,c(OH-)减小,不符合题意;硫酸中的H+与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡正向移动,不符合题意;当在稀氨水中加入NaOH固体后,c(OH-)增大,平衡逆向移动,符合题意;若在稀氨水中加入水,平衡正向移动,c(OH-)减小,不符合题意;加热,平衡正向移动,c(OH-)增大,不符合题意;加入少量MgSO4固体发生反应Mg2+2OH-Mg(OH)2,溶液中c(OH-)减小,平衡正向移动,不符合题意。4H 突破三

21、电离常数的应用突破三电离常数的应用(1)比较弱电解质的相对强弱。相同温度下,弱酸的Ka越大,则酸性越强,物质的量浓度相同时,c(H+)越大,电离度越大。(2)比较计算多元弱酸溶液中c(H+)大小。多元弱酸是分步电离的,且K1K2K3,原因是第一步电离产生的H+对第二步、第三步电离有抑制作用,比较溶液中c(H+)大小时,只考虑第一步电离即可。(3)Ka大的酸能与Ka小的酸的盐反应,反之不反应。(4)计算电离度(以一元弱酸HA为例)HAH+A-起始:c酸00平衡:c酸(1-)c酸c酸K电离=,因为很小,所以1-1,即K电离=c酸2,=。2()(1)cc酸酸21c酸Kc电离酸典例典例3已知25时有关

22、弱电解质的电离平衡常数如下表所示:根据上表中数据回答下列问题:(1)CH3COO-、CN-、C结合质子(即H+)的能力由小到大的顺序为;25时,有等浓度的CH3COONa溶液、NaCN溶液、NaHCO3溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为(填序号)。弱电解质的化学式CH3COOHHCNH2CO3NH3H2O电离平衡常数1.810-54.910-10Ka1=4.310-7Ka2=5.610-111.810-523O(2)NaCN溶液中通入少量二氧化碳,反应的离子方程式为。(3)室温下,向盛有一定量稀氨水的烧杯中逐滴加入物质的量浓度相同的醋酸溶液,当恰好中和时,溶液的pH(填“”“”或“=”)7。答案答案(1)CH3COO-CN-C(2)CN-+CO2+H2OHCN+HC(3)=23O3O解析解析本题主要考查弱电解质的电离平衡、盐类水解。(1)弱酸电离平衡常数越小,说明酸性越弱,越难电离,其酸根离子越易结合质子形成弱酸分子,从表中数据可以看出酸性:HCHCNCH3COOH,所以对应离子结合氢离子的能力由小到大的顺序为CH3COO-CN-H2CO3HCN,所以等浓度的钠盐溶液的pH由大到小为。(2)根据较强酸制取较弱酸的反应原理写离子方程式,由于酸性:H2CO3HCNHC,少