新苏教版选择性必修1专题3第1单元弱电解质的电离平衡第2课时学案

1、第1单元弱电解质的电离平衡第2课时学案【必备知识自主学习】一、弱电解质的电离平衡1弱电解质电离平衡的建立(1)弱电解质电离过程中正、逆反应速率随时间的变化如图所示：(2)电离平衡概念在一定温度下，当弱电解质在水溶液中电离达到最大限度时，电离过程并没有停止，此时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不再发生变化，就达到了电离平衡。(3)电离平衡的特征2电离方程式的书写(1)定义：表示电解质电离过程的式子。(2)表示方法：强电解质的电离方程式：用=连接；弱电解质的电离方程式：用连接，如CH3COOH、NH3H2O的电离方程式分别为CH3COOHC

2、H3COOH、NH3H2ONH eq oal(sup1(),sdo1(4) OH。多元弱酸分步电离，以第一步电离为主，如H2CO3的分步电离方程式分别为H2CO3HCO eq oal(sup1(),sdo1(3) H、HCO eq oal(sup1(),sdo1(3) CO eq oal(sup1(2),sdo1(3) H。多元弱碱分步电离，但一步书写，如Fe(OH)3Fe33OH。(1)硫酸氢钠在水溶液中和熔融状态下的电离方程式如何书写？碳酸氢钠在水溶液中的电离方程式又该如何书写？提示：硫酸氢钠在水溶液中电离方程式为NaHSO4=NaHSO eq oal(sup1(2),sdo1(4) ，硫

3、酸氢钠在熔融状态下电离方程式为NaHSO4=NaHSO eq oal(sup1(),sdo1(4) ，碳酸氢钠在水溶液中电离方程式为NaHCO3=NaHCO eq oal(sup1(),sdo1(3) 。(2)(情境思考)柠檬水(含柠檬酸)是生活中常见的保健饮料，人们发现柠檬水温度升高，酸味就会更浓郁，人对酸味的感觉随温度升高而增强。这是为什么呢？提示：柠檬酸为弱酸，升温后，柠檬酸的电离程度随温度升高而加大，氢离子浓度增大，酸味感觉更浓。二、电离平衡常数1概念在一定温度下，当弱电解质达到电离平衡时，弱电解质电离出的各离子浓度幂之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，弱酸的

4、电离常数用Ka表示，弱碱的电离常数用Kb表示。2表达式(1)CH3COOH的电离平衡常数表达式是Ka eq f(c（CH3COO）c（H）,c（CH3COOH）) 。(2)NH3H2O的电离平衡常数表达式是Kb eq f(c（NH eq oal(sup1(),sdo1(4) ）c（OH）,c（NH3H2O）) 。(3) H2CO3在水溶液中分两步电离，每一步的电离平衡常数表达式分别为Ka1 eq f(c（H）c（HCO eq oal(sup1(),sdo1(3) ）,c（H2CO3）) 、Ka2 eq f(c（H）c（CO eq oal(sup1(2),sdo1(3) ）,c（HCO eq o

5、al(sup1(),sdo1(3) ）) 。3意义表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K值越大，弱电解质的电离程度越大，酸(或碱)性越强。4电离常数的影响因素(1)升高温度，电离平衡常数怎样变化？提示：弱电解质的电离过程吸热，升高温度，电离平衡正向移动，电离平衡常数增大。(2)(情境思考)在生活生产中，我们会用到各种各样的酸，现在已知常温下以下几种酸的电离平衡常数：Ka(HCN)6.21010 ，Ka(HF)6.3104，Ka(CH3COOH)1.8105，Ka(HNO2)5.6104。等浓度的以上四种酸，哪一种溶液c(H)最大？提示：Ka越大，该酸越容易电离，所以等浓度的以上四种酸，HF溶液

6、的c(H)最大。三、电离度1定义弱电解质在水中的电离达到平衡时，可用已电离部分的浓度与其起始浓度的比值来表示电离的程度，简称电离度，通常用表示。2数学表达式 eq f(已电离的弱电解质浓度,弱电解质的起始浓度) 100%3意义(1)电离度实质上是一种平衡转化率。表示弱电解质在水中的电离程度。(2)同一弱电解质的浓度不同，电离度也不同，一般而言，浓度越大，电离度越小，反之，电离度越大。(1)改变条件使电离平衡正向移动，电离度是否一定增大？试举例说明。提示：否。例如向醋酸溶液中加入冰醋酸，平衡正向移动，但醋酸电离度减小。(2)(情境思考)醋酸是一种弱酸，在水溶液中存在着电离平衡，若向醋酸溶液中加水

7、进行稀释，醋酸的电离度怎样变化？下图是用电导率传感器测得的20 mL冰醋酸加水稀释过程中溶液的电导率变化曲线，发现在稀释过程中电导率出现先增大后减小的现象，请你尝试解释原因。提示：随着加水，醋酸浓度越来越小，电离度越来越大。图中电导率先变大后变小的原因为开始向冰醋酸中加水，冰醋酸电离出的离子浓度逐渐增大，电导率增大，继续加水后醋酸溶液被稀释，离子浓度减小，所以电导率下降。【关键能力合作学习】知识点一电离平衡的影响因素(1)实例分析下列是改变不同条件对醋酸电离平衡的影响(CH3COOHCH3COOH)：条件改变平衡移动方向c(H)n(H)电离程度导电能力升高温度向右移动增大增大增大增强加H2O向

8、右移动减小增大增大减弱通HCl向左移动增大增大减小增强加少量NaOH(s)向右移动减小减小增大增强加少量CH3COONa (s)向左移动减小减小减小增强加少量CH3COOH向右移动增大增大减小增强(2)影响因素升高温度使电离平衡向电离的方向移动，因为电离一般是吸热过程。弱电解质的浓度降低，电离平衡向电离的方向移动，因为离子相互碰撞结合为分子的几率减小。在弱电解质溶液中加入与弱电解质有相同离子的强电解质时，电离平衡逆向移动。加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时，电离平衡向电离方向移动。(1)如果向醋酸、硼酸中滴加盐酸，电离平衡怎样移动？(变化观念与平衡思想)提示：滴加盐酸，醋酸、硼酸的电

9、离平衡逆向移动。(2)电离平衡向右移动，电离程度、离子浓度一定增大吗？举例说明。 (变化观念与平衡思想)提示：不一定，如向氨水中通入NH3，电离平衡右移，而NH3H2O电离程度减小；若向氨水中加水，电离平衡右移，但c(NH eq oal(sup1(),sdo1(4) )、c(OH)均减小。【典例】在0.1 molL1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COOH，对于该平衡，下列叙述中，正确的是()A加入水时，平衡向左移动B加入少量NaOH固体，平衡向右移动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【解题指

10、南】解题时应注意以下两点：(1)电离平衡也属于化学平衡，可用勒夏特列原理分析弱电解质的电离平衡。(2)注意加水稀释和加入冰醋酸都会使平衡正向移动，但是电离度却是相反的。【解析】选B。加水稀释，平衡向右移动，A错；加入NaOH固体，中和H，平衡向右移动，B对；因为0.1 molL1CH3COOH溶液中c(H)0.1 molL1，而0.1 molL1HCl溶液中c(H)0.1 molL1，故使溶液中c(H)增大，C错；加入少量CH3COONa固体，使c(CH3COO)增大，平衡向左移动，D错。【母题追问】(1)若要使c(CH3COO)增大，但c(H)减小，可采取哪些措施？提示：符合条件的措施应为消

11、耗H，促进平衡向正反应方向移动，故可加入铁粉，少量NaHCO3固体、CH3COONa固体等。(2)若要使c(H)增大，且平衡向右移动，可采取哪些措施？加水稀释可以吗？提示：可加热，促进平衡向右移动，c(H)增大；加水稀释时，平衡向右移动，但c(H)减小，不符合要求。现代研究，活性的硒酸酯多糖具有营养缺陷细胞、修复受损细胞、激活休眠细胞、纠正突变细胞的功效，硒酸(H2SeO4)极易吸潮，易溶于水，溶于硫酸。储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。硒酸在水中的电离方程式是H2SeO4=HHSeO eq oal(sup1(),sdo1(4) ，HSeO eq oal(sup1(),sdo1(4) HSeO

12、 eq oal(sup1(2),sdo1(4) 。回答下列问题：(1)H2SeO4是强电解质还是弱电解质？_。(2)已知0.1 molL1 H2SeO4溶液中氢离子浓度为0.11 molL1，则0.1 molL1NaHSeO4溶液中c(H)_0.01 molL1(填“”“H2SeO4第一步电离产生的H抑制了HSeO eq oal(sup1(),sdo1(4) 的电离(3)能HSeO eq oal(sup1(2),sdo1(4) =HSeO eq oal(sup1(),sdo1(4) 知识点二电离常数及电离度的应用1有关电离常数的注意事项(1)不同弱电解质电离常数的大小由物质本身的性质决定，同一

13、温度下，不同弱电解质的电离常数不同，K值越大，电离程度越大。(2)同一弱电解质在同一温度下改变浓度时，其电离常数不变。(3)电离常数K只随温度的变化而变化，升高温度，K值增大。(4)多元弱酸各级电离常数：Ka1Ka2Ka3，其酸性主要由第一步电离决定，Ka值越大，相应酸的酸性越强。2电离常数的相关计算解题模式为“三段式”：利用始态、变化、终态进行求解，如CH3COOHCH3COOH始态：a molL1 0 0变化：x molL1 x molL1 x molL1终态：(ax)molL1 x molL1 x molL1Ka(CH3COOH) eq f(c（CH3COO）c（H）,c（CH3COOH

14、）) eq f(x2,ax) 。3利用电离常数计算电离度(以一元弱酸HA为例) HAH A起始：c酸0 0平衡：c酸(1) c酸 c酸Ka eq f(（c酸）2,c酸（1）) eq f(c酸2,（1）) ，因为很小，所以(1)1，即Kac酸2，所以 eq r(f(Ka,c酸) 。4电离常数的应用(1)判断弱酸弱碱的强弱相同温度下，Ka或Kb越大，对应酸或碱的酸性或碱性越强。例如：常温下：乙酸Ka1.8105，氢氰酸Ka6.21010，则酸性：乙酸氢氰酸(2)判断复分解反应能否发生一般而言，酸与盐发生的反应符合“强酸弱酸盐=强酸盐弱酸”的规律。例如：根据(1)可得CH3COOHNaCN=CH3C

15、OONaHCN。(3)判断微粒浓度比值的变化例如：向氢氰酸溶液中加水稀释， eq f(c（CN）,c（HCN）) 变化为 eq f(Ka,c（H）) ，随着加水稀释Ka不变c(H)变小，所以 eq f(c（CN）,c（HCN）) 变大。(1)将一元弱酸HB的稀溶液加水稀释，能使HB的电离平衡右移，电离平衡常数增大，这种说法正确吗？并说明理由。(证据推理与模型认知)提示：不正确。加水稀释能使HB的电离平衡右移，但电离平衡常数只受温度影响，温度升高Ka(HB)增大，加水时温度不变，Ka(HB)不变。(2)(情境应用)乙酰水杨酸(俗称阿司匹林)是一种一元弱酸(用HA表示)。常用于感冒发热、头痛、神经

16、痛、关节痛等。乙酰水杨酸也是其他药物的中间体。在一定温度下，0.10 molL1乙酰水杨酸水溶液中，乙酰水杨酸的电离度为5.7%，求该酸的电离平衡常数。(证据推理与模型认知)提示：乙酰水杨酸的电离方程式为HAHA。在0.10 molL1该酸的水溶液中，达到电离平衡状态时：c(H)c(A)c(HA)起始0.10 molL15.7%5.7103 molL1。c(HA)平衡c(HA)起始(1)0.10 molL1(15.7%)9.43102molL1。则：Ka eq f(c（H）c（A）,c（HA）平衡) eq f(（5.7103）2,9.43102) 3.4104。【典例】已知下面三个数据：7.2

17、104、4.6104、4.91010分别是下列有关的三种酸的某温度下的电离常数，若已知下列反应可以发生：NaCNHNO2=HCNNaNO2NaCNHF=HCNNaFNaNO2HF=HNO2NaF由此可判断下列叙述不正确的是()AKa(HF)7.2104BKa(HNO2)4.91010C相同条件下，HF的电离度最大DKa(HCN)Ka(HNO2)HNO2HCN。由此可判断Ka(HF)Ka(HNO2)Ka(HCN)，其对应数据依次为Ka(HF)7.2104，Ka(HNO2)4.6104，Ka(HCN)4.91010，又因为三者均为一元弱酸，故Ka越大，酸性越强，电离度越大。【母题追问】(1)若相同

18、条件下HA的电离常数为1.8105，判断HCNNaA=HANaCN正确吗？提示：不正确，因电离常数HAHCN，酸性HAHCN，故该反应不能进行。(2)据该题中判断出的HCN的电离常数计算该条件下0.1 molL1的HCN的电离度。提示： eq r(f(Ka,c酸) eq r(f(4.91010,0.1) 71050.007%。已知25 时，测得浓度为0.1 molL1的BOH溶液中，c(OH)1103 molL1。(1)写出BOH的电离方程式_；(2)BOH的电离度_；(3)BOH的电离平衡常数Kb_。【解析】因c(BOH)初始0.1 molL1，c(BOH)电离c(B)c(OH)1103 m

19、olL1，则电离度 eq f(1103 molL1,0.1 molL1) 100%1%，BOH不完全电离，故电离方程式为BOHBOH，电离平衡时c(BOH)平衡0.1 molL11103 molL10.1 molL1，则电离常数Kb eq f(c（B）c（OH）,c（BOH）) eq f(11031103,0.1) 1105。答案：(1) BOHBOH(2)1%(3)1105三言两语话重点1书写电离方程式时，强电解质完全电离，用“=”；弱电解质部分电离，用“”。2两个计算式(1)电离常数：醋酸的电离常数：Ka eq f(c（CH3COO）c（H）,c（CH3COOH）) 。一水合氨的电离常数：

20、Kb eq f(c（NH eq oal(sup1(),sdo1(4) ）c（OH）,c（NH3H2O）) 。(2)电离度： eq f(已电离的弱电解质浓度,弱电解质的起始浓度) 100%3弱电解质的电离平衡也是一种动态平衡，影响电离平衡的因素有温度、浓度、酸、碱及相关离子等。其中升高温度、加水稀释均能使电离平衡右移。4电离常数只受温度影响，与浓度大小无关。相同条件下，弱酸(或弱碱)的电离常数越大，酸性(或碱性)越强。【课堂检测素养达标】1化合物HIn在水溶液中因存在以下电离平衡而可用作酸碱指示剂：HIn(溶液) H(溶液)In(溶液) 红色黄色有浓度为0.02 molL1的下列溶液：盐酸；石灰

21、水；NaCl溶液；NaHSO4溶液；NaHCO3溶液；氨水。其中能使指示剂呈红色的是()A BC D【解析】选C。本题使指示剂呈红色说明平衡向左移，条件的改变必须使c(HIn)增大。应加入酸或显酸性的物质，故选C。2下列说法正确的是()A电离平衡常数受溶液浓度的影响B电离平衡常数不可以表示弱电解质的相对强弱C电离常数大的酸溶液中c(H)一定比电离常数小的酸中大DH2CO3的电离常数表达式：K eq f(c（H）c（HCO eq oal(sup1(),sdo1(3) ）,c（H2CO3）) 【解析】选D。K与温度有关，A错；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，B错。酸中c(H)既跟酸的电离常

22、数有关，还跟酸的浓度有关，C错。3稀释0.1 molL1的醋酸溶液时，始终保持增大趋势的是()Ac(H) B eq f(c（H）,c（CH3COOH）) C eq f(c（H）,c（CH3COO）) D eq f(c（CH3COOH）,c（H）) 【解析】选B。稀释时平衡向电离的方向移动，n(H)增大，n(CH3COOH)减小， eq f(n（H）,n（CH3COOH）) eq f(c（H）,c（CH3COOH）) ，所以B正确。【加固训练】某温度下，等体积、c(H)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，溶液中的c(H)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说法正确的是()A.曲线表示的是盐酸

23、的变化曲线Bb点溶液的导电性比c点溶液的导电性强C取等体积的a点、b点对应的溶液，消耗的NaOH的量相同Db点酸的总浓度大于a点酸的总浓度【解析】选B。醋酸属于弱电解质，在稀释时会电离出H，故稀释相同倍数时醋酸溶液中c(H)的变化要比盐酸中c(H)的变化小一些，即曲线表示盐酸的变化曲线，曲线表示醋酸的变化曲线，A项错误；溶液的导电性与溶液中离子的浓度有关，离子浓度bc，故导电性bc，B项正确；a点、b点表示溶液稀释相同倍数，物质的量没有发生变化，都等于稀释前的物质的量，稀释前两溶液中c(H)相同，但CH3COOH为弱酸，则c(CH3COOH)c(HCl)，故稀释前n(CH3COOH)n(HCl

24、)，即CH3COOH消耗NaOH多，C项错误；a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度，D项错误。4已知某温度下，Ka(HCN)6.21010、Ka(HF)6.8104、Ka(CH3COOH)1.8105、Ka(HNO2)4.6104。物质的量浓度都为0.1 molL1的下列溶液中，c(H)最大的是()AHCN溶液BHF溶液CCH3COOH溶液 DHNO2溶液【解析】选B。弱酸的电离平衡常数越大，电离产生的c(H)越大。5. (1)H2S溶于水的电离方程式为_；(2)向H2S溶液中加入CuSO4溶液时，电离平衡向_移动，c(H)_，c(S2)_；(3)向H2S溶液中加入NaOH固体时，电离平衡向_移动

25、，c(H)_，c(S2)_；(4)若将H2S溶液加热至沸腾，c(H2S)_；(5)若要增大H2S溶液中c(S2)，最好加入_。【解析】(1)H2S是二元弱酸，在水溶液中是分两步电离的，其电离方程式应为H2SHHS，HSHS2；(2)当加入CuSO4溶液时，因发生反应Cu2S2=CuS，使平衡右移，导致c(H)增大，但c(S2)减小；(3)当加入NaOH固体时，因发生反应HOH=H2O，使平衡右移，导致c(H)减小，但c(S2)增大；(4)当加热H2S溶液至沸腾时，H2S挥发，使c(H2S)减小；(5)增大c(S2)最好是加入只与H反应的物质，可见加入强碱如NaOH固体最适宜。答案：(1)H2SHHS，HSHS2(2)右增大减小(3)右减小增大(4)减小(5)NaOH固体(或其他合理答案) 素养新思维 6如表所示是几种常见弱酸的电离常数(25 酸电离方程式电离常数KCH3COOHCH3COOH CH3COOH1.8105H2CO3H2CO3HHCO eq oal(sup1(),sdo1(3) HCO eq oal(sup1(),sdo1(3) HCO eq oal(sup