课件 弱电解质的电离平衡

1、第39讲弱电解质的电离平衡备考要点1.能用化学用语正确表示水溶液中弱电解质的电离平衡。能通过实验证明水溶液中存在弱电解质的电离平衡。2.能从电离平衡的角度分析溶液的性质,如导电性等。3.能综合运用电离平衡原理,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。必备知识知识梳理1.弱电解质(1)定义。(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。考点一 弱电解质的电离平衡2.弱电解质电离平衡的建立弱电解质的电离平衡是指在一定温度下,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,溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态。平衡

2、建立过程的v-t图像如图所示。3.弱电解质电离平衡的特征 实例:以0. 1 molL-1 CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOH电离平衡(CH3COOH CH3COO-+H+H0)的影响。4.弱电解质的电离平衡移动(1)温度:温度升高,电离平衡向右移动,电离程度增大。(2)浓度:稀释溶液,电离平衡向右移动,电离程度增大。(3)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。(4)加入能反应的物质:电离平衡向右移动,电离程度增大。改变条件平衡移动方向c(CH3COOH)n(H+)c(H+)c(CH3COO-)电离程度导电能力电离平衡常数加水稀释右移

3、减小增大减小减小增大减弱不变加少量冰醋酸右移增大增大增大增大减小增强不变通入HCl气体左移增大增大增大减小减小增强不变加NaOH固体右移减小减小减小增大增大增强不变改变条件平衡移动方向c(CH3COOH)n(H+)c(H+)c(CH3COO-)电离程度导电能力电离平衡常数加CH3COONa固体左移增大减小减小增大减小增强不变加入镁粉右移减小减小减小增大增大增强不变升高温度右移减小增大增大增大增大增强增大微点拨 (1)稀醋酸加水稀释时,溶液中的各离子浓度并不是都减小,如c(OH-)是增大的。(2)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。(3)电离平衡右移,离子的浓度不一定

4、增大,电离程度也不一定增大。自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)强电解质稀溶液中不存在溶质分子,弱电解质稀溶液中存在溶质分子。()(2)氨气溶于水,当NH3H2O电离出的c(OH-)=c(N )时,表明NH3H2O电离处于平衡状态。()(3)室温下,由0.1 molL-1一元碱BOH溶液的pH=10,可知该溶液中存在BOH=B+OH-。()(4)25 时,0.1 molL-1 CH3COOH溶液加水稀释时,溶液中各离子浓度均减小。()答案 (1)(2)(3)(4) 答案 增大不变减小 考向突破考向1弱电解质的电离平衡【典例1】 (2019全国3,11)设NA为阿伏加德罗常数

5、值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是()A.每升溶液中的H+数目为0.02NAC.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强答案 B 解析 本题考查了有关pH、NA的计算,电解质溶液中的电荷守恒,弱电解质电离平衡的影响因素等,难度较小。常温下,pH=2的H3PO4溶液中c(H+)=110-2molL-1,则1 L溶液中H+的数目为0.01NA,A项错误;磷酸溶液中的阳离子有H+,阴离子有对点演练1(2020北京化学,11)室温下,对于1 L 0.1 molL-1醋酸溶液。下列判断正确的是()A.该溶液中CH3COO-的粒子数为6.021022

6、B.加入少量CH3COONa固体后,溶液的pH降低C.滴加NaOH溶液过程中,n(CH3COO-)与n(CH3COOH)之和始终为0.1 molD.与Na2CO3溶液反应的离子方程式为C +2H+=H2O+CO2答案 C解析 1 L 0.1 molL-1醋酸溶液中醋酸的物质的量为0.1 mol,醋酸是弱酸,在溶液中部分电离,CH3COO-的粒子数小于6.021022,A错误;加入少量CH3COONa固体后,溶液中CH3COO-的浓度增大,醋酸的电离平衡向左移动,溶液中的氢离子浓度减小,酸性减弱,则溶液的pH升高,B错误;1 L 0.1 molL-1醋酸溶液中醋酸的物质的量为0.1 mol,根据

7、物料守恒,n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol ,C正确;醋酸是弱酸,离子方程式中不能拆写成离子的形式,D错误。考向2电离平衡与溶液导电性的关系【典例2】 一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释,稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示:下列说法正确的是()A.a、b、c三点溶液的pH:cabB.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:cabC.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小D.a、b、c三点溶液用1 molL-1NaOH溶液中和,恰好完全中和时消耗NaOH溶液体积:caac,故pH:cab,A项错误;加水体积越大,越利于CH3COOH电离,故电离程度:cb

8、a,B项错误;用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,相当于稍微稀释a点溶液,由图可知,溶液导电能力会增强,c(H+)增大,pH偏小,C项正确;a、b、c三点溶质的物质的量相同,用1 molL-1 NaOH溶液中和,恰好完全中和时消耗的n(NaOH)相同,故消耗的V(NaOH溶液):a=b=c,D项错误。对点演练2(2020山东青岛期末)将浓度均为0.5 molL-1的氨水和KOH溶液分别滴入到两份均为20 mL c1 molL-1的AlCl3溶液中,测得溶液的导电率与加入碱液的体积关系如图所示。下列说法正确的是()答案 C解析 溶液的导电率与离子浓度成正比,向AlCl3溶液中分别加入氨水和KOH

9、溶液,首先分别生成Al(OH)3和NH4Cl、Al(OH)3和KCl;当AlCl3完全反应时,继续滴加碱,Al(OH)3和KOH反应生成可溶性的KAlO2,一水合氨和Al(OH)3不反应,且一水合氨是弱电解质,则一水合氨溶液导电率较小。所以导电率呈减小趋势的是氨水滴定曲线、先减小后增大的是KOH溶液滴定曲线,则I为KOH溶液滴定曲线。深度指津 1.从“定性”和“定量”两个角度理解电离平衡(1)从定性角度分析电离平衡。应该深刻地理解勒夏特列原理平衡向“减弱”这种改变的方向移动,移动的结果不能“抵消”或“超越”这种改变。(2)从定量角度分析电离平衡。当改变影响电离平衡的条件后,分析两种微粒浓度之比

10、的变化时,若通过平衡移动的方向不能作出判断,可采用化学平衡常数进行定量分析。2.溶液的导电能力电解质溶液导电能力取决于溶液中自由移动离子的浓度和离子所带的电荷数。自由移动离子浓度越大,离子所带电荷数越多,则溶液导电能力越强。将冰醋酸、稀醋酸加水稀释,其导电能力随加水的量的变化曲线如图所示。提醒:OA段导电能力随加水量的增多而增强,原因是冰醋酸发生了电离,溶液中离子浓度增大。AB段导电能力随加水量增多而减弱的原因是随着水的加入,溶液的体积增大,离子浓度减小,导电能力减弱。必备知识知识梳理1.电离常数(1)定义。在一定条件下,弱电解质的电离达到平衡时,溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对一元弱

11、酸或一元弱碱来说,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数。用K(弱酸用Ka,弱碱用Kb)表示。考点二 电离度与电离常数(2)表达式。 (3)意义。相同条件下,K值越大,表示该弱电解质越易电离,所对应粒子的酸性或碱性相对越强。(4)特点。电离常数只与温度有关,与电解质的浓度及酸碱性无关,由于电离过程是吸热的,故温度升高时K值增大。多元弱酸或多元弱碱在水中是分步电离的,每一步电离都有电离常数。微点拨 (1)表达式中离子浓度是指达到平衡时的浓度,溶液中存在的离子浓度,不一定都是弱电解质自身电离的,可以对比水的离子积

12、去掌握。(2)可通过实例掌握根据电离常数不变,来判断溶液中微粒浓度比值的变化2.电离度(1)定义。在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质分子总数的百分比。(2)表示方法。(3)影响因素。相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度()越小。相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度()越大。1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)当弱电解质的浓度增大时,电离程度增大。()(2)对于1 molL-1的CH3COOH溶液,升高温度,电离程度增大。()(3)电离平衡向电离方向移动,电离常数一定增大。()(5)电离常数可以表示弱电解质的相对强弱。()(6)电离

13、常数随着弱电解质浓度的增大而增大。()自我诊断 答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6) 答案 6.010-30.62 考向突破考向1电离平衡常数的应用【典例1】 (2020海南高考调研测试)25 时,三种酸的电离平衡常数如下表所示。化学式CH3COOHHClOH3PO3名称醋酸次氯酸亚磷酸电离平衡常数1.810-53.010-8 =8.310-3 =5.610-6回答下列问题:(1)pH相等的CH3COOH溶液、HClO溶液、H3PO3溶液中,物质的量浓度最小的是(填化学式)。(2)已知Na2HPO3为正盐,依据表格数据,H3PO3的第二级电离平衡常数表达式 =;25 时,5.6 molL

14、-1 Na2HPO3溶液的pH=。(3)向体积均为10 mL、c(H+)均为10-2 molL-1的CH3COOH溶液和一元酸HX溶液中,分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程中c(H+)的变化如图所示,则HX的电离平衡常数(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数,理由是。(4)常温下,将0.05 molL-1的氨水逐滴加入10 mL 0.1 molL-1 CH3COOH溶液中至溶液显中性,此时溶液中各离子浓度大小关系为。解析 (1)弱酸的电离平衡常数越小,酸性越弱,则形成相同pH的溶液时,酸性越弱的酸浓度越大,根据表格数据可知, (H3PO3)Ka(CHCOOH)Ka(

15、HClO),所以pH相等的三种溶液中,H3PO3的浓度最小。(3)弱酸酸性越弱,其溶液稀释时pH即c(H+)变化越慢,据图c(H+)相同的醋酸溶液和HX溶液稀释相同的倍数,HX溶液的c(H+)变化更大,所以HX的电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数。易错警示 (1)电离常数与化学平衡常数一样,只与温度有关,与其他条件无关。(2)利用电离常数除了可以比较弱电解质的电离能力之外,还能定量判断电离平衡的移动方向。(3)在运用电离常数表达式进行计算时,浓度必须是平衡时的浓度。对点演练1(双选)(2020江苏苏、锡、常、镇四市调研)室温下,Ka(CH3COOH)=1.810-5,Kb(NH3H2O)=1.

16、810-5。CH3COOH和CH3COONH4形成的缓冲溶液常用于高岭土的成分分析。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时,下列指定溶液中微粒浓度关系正确的是()A.0.1 molL-1 CH3COOH溶液:c(CH3COOH)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)B.0.1 molL-1 CH3COONH4溶液:c(N )=c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-)C.0.1 molL-1 CH3COOH溶液和0.1 molL-1 CH3COONH4溶液等体积混合:c(N )+c(NH3H2O)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)D.0.3 molL-1 CH3COOH溶液

17、和0.1 molL-1 CH3COONH4溶液等体积混合:c(CH3COOH)+c(H+)-c(NH3H2O)-c(OH-)=0.15 molL-1答案 BD 解析 0.1 molL-1 CH3COOH溶液中存在醋酸的电离和水的电离,醋酸电离产生的醋酸根与氢离子的浓度相等,水也能电离出氢离子,则导致氢离子的浓度大于醋酸根,即c(CH3COOH)c(H+)c(CH3COO-)c(OH-),A错误;因为醋酸的电离平衡常数与一水合氨的电离平衡常数相等,则醋酸铵中醋酸根与铵根的水解程度相同,溶液呈中性,溶液中有A.溶液中c(HS-)=c(S2-)时,c(S2-)+2c(H2S)c(HS-)=c(H2S

18、)c(H+)c(OH-)D.溶液中c(Cl-)=0.2 molL-1时,c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)=c(H+)考向2电离平衡常数的相关计算【典例2】 (双选)(2020江苏常州模拟)H2S为二元弱酸,20 的p =6.89,p =14.15(电离常数K的负对数-lgK=pK)。在20 时,向0.1 molL-1的Na2S溶液中缓慢通入HCl(忽略溶液体积变化和H2S的挥发),在该过程中,下列微粒物质的量浓度关系一定正确的是()答案 BC 解析 根据c(HS-)=c(S2-)可知,溶液呈碱性,所以c(OH-)c(H+),由质子守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(HS-

19、)+2c(H2S),可得c(Cl-)c(HS-)+2c(H2S),由于c(HS-)=c(S2-),所以c(Cl-)c(HS-)=c(H2S)c(H+)c(OH-),C正确;c(Cl-)=0.2 molL-1,说明Na2S恰好和通入的HCl完全反应生成NaCl和H2S。溶液中,c(Na+)=c(Cl-),根据电荷守恒:c(Cl-)+2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),可得c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)=c(H+),D错误。对点演练2(双选) (2020山东淄博一模)高铁酸钾(K2FeO4)是一种优良的水处理剂。25 ,其水溶液中加酸或碱改变溶液的pH时,含铁粒子的物质的量分数(X)随pH的变化如图所示已知(X)= 。下列说法正确的是()A.K2FeO4、H2FeO4都属于强电解质B.由B点数据可知,H2FeO4的第一步电离常数 =4.010-4D.A、C两点对应溶液中水的电离程度不相等 答案 BD 深度指津 1.电离常数的4个应用 判断弱酸(或弱碱)的相对强弱电离常数越大,弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)越强。如常温下,CH3COOH的Ka=1.810-5,H2CO3的 =4.310