2012届高三复习化学课件(苏教版)第7单元第22讲-弱电解质的电离平衡

2012届高三复习化学课件(苏教版)第7单元第22讲-弱电解质的电离(diànlí)平衡第一页，共47页。一、强电解质与弱电解质1．电解质与非电解质(1)电解质：但凡在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫做电解质。在外电场的作用下，自由移动的阴、阳离子分别向两极运动(yùndòng)，并在两极发生氧化复原反响，所以，电解质溶液或熔融的电解质导电过程是电解的过程，它不同于一般自由电子的导电过程。酸、碱、盐都是电解质，其他一些离子化合物也是电解质，例如，活泼金属的氧化物、过氧化物、氢化物以及一些离子型碳化物等。第二页，共47页。(2)非电解质：但凡在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物叫做非电解质。常见(chánɡjiàn)的非电解质：①非金属氧化物：CO2，SO2，SO3，NO2，P2O5等。②某些非金属氢化物：CH4，NH3等。③大多数有机物：苯(C6H6)、乙醇(C2H5OH)、甘油(C3H8O3)、葡萄糖(C6H12O6)等。而像Cu、Cl2等单质那么既不是电解质，也不是非电解质。第三页，共47页。(3)电解质和非电解质(fēidiànjiězhì)的比较电解质非电解质定义在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物在水溶液里和熔融状态下均不导电的化合物物质种类大多数的酸、碱、盐(固态盐、碱不导电)；部分金属氧化物烃、乙醇、蔗糖等多数有机化合物；无机酸酐；NH3组成微粒及类属离子化合物(阴、阳离子)、强极性共价化合物弱极性、非极性共价化合物在溶液中存在形态水合离子(或自由移动的离子)；弱电解质在水溶液中仍含有其分子水合分子(或分子)实例HCl，NaOH，H2O，CH3COOHSO2，NH3，乙醇，烃等导电的实质主要是化合物电离时生成自由移动的离子，在电极上发生氧化还原反应(电解过程)；与金属不同非电解质化合物在溶液中和熔化时不能生成自由移动的离子(不电离)，故不导电第四页，共47页。(1)电解质和非电解质的范畴都是化合物，所以单质既不是(bùshi)电解质也不是(bùshi)非电解质。(2)化合物为电解质，其本质是自身能电离出离子，有些物质溶于水时所得溶液也能导电，但这些物质自身不电离，而是生成了一些电解质，那么这些物质不属于电解质。如：SO2、SO3、CO2、NO2等。第五页，共47页。强电解质弱电解质定义溶于水后完全电离的电解质溶于水后只有部分电离的电解质化合物类型离子化合物及具有强极性键的共价化合物(除HF等)某些具有弱极性键的共价化合物电离程度完全电离只有部分电离电离过程不可逆过程，无电离平衡可逆过程，存在电离平衡溶液中存在的微粒(水分子不计)只有电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子既有电离出的阴、阳离子，又有电解质分子实例绝大多数盐(包括难溶性盐)；强酸：HClO4，HNO3，H2SO4，HCl等；强碱：KOH，NaOH，Ba(OH)2等弱酸：HF，H2CO3，CH3COOH，HClO等；弱碱：NH3·H2O，Cu(OH)2等；两性氢氧化物：Al(OH)3等；水电离方程式2.强、弱电解质的比较(bǐjiào)第六页，共47页。3．电解质溶液的导电(dǎodiàn)能力电解质溶液之所以能够导电(dǎodiàn)，是由于溶液里有能够自由移动的离子存在。电解质在溶液中导电(dǎodiàn)能力的大小取决于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数。当两种电解质溶液的浓度相同时，其导电(dǎodiàn)能力取决于电解质的相对强弱，即电解质越强，其导电(dǎodiàn)能力越强。第七页，共47页。(1)强、弱电解质的范围强电解质：强酸、强碱、绝大多数盐弱电解质：弱酸、弱碱、水(2)强、弱电解质与溶解性的关系(guānxì)电解质的强弱取决于电解质在水溶液中是否完全电离，与溶解度的大小无关。一些难溶的电解质，其溶解的局部能全部电离，那么仍属强电解质。如：BaSO4、BaCO3等。第八页，共47页。(3)强、弱电解质与溶液导电性的关系溶液的导电性强弱与溶液中的离子浓度大小有关。强电解质溶液的导电性不一定强，如很稀的强电解质溶液，其离子浓度很小，导电性很弱。而弱电解质溶液的导电性不一定弱，如较浓的弱电解质溶液，其电离出的离子浓度可以(kěyǐ)较大，导电性可以(kěyǐ)较强。(4)强、弱电解质与物质结构的关系强电解质一般为离子化合物和一些含强极性键的共价化合物，弱电解质一般为含弱极性键的化合物。第九页，共47页。(5)强、弱电解质在熔融态的导电性离子型的强电解质由离子构成，在熔融态时产生自由移动的离子，可以导电。而共价型的强电解质以及弱电解质由分子构成，熔融态时仍以分子形式(xíngshì)存在，所以不导电。第十页，共47页。二、弱电解质的电离平衡(pínghéng)1．电离平衡(pínghéng)在一定条件(如温度、浓度)下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成电解质分子的速率相等时，电离过程就到达了平衡(pínghéng)状态，叫做电离平衡(pínghéng)。平衡(pínghéng)建立过程如下图。时间(shíjiān)第十一页，共47页。2．电离平衡的特点(1)动态平衡：v(电离)＝v(结合)≠0。(2)在一定条件下平衡建立以后，溶液中弱电解质分子及其电离出的各离子的浓度都将保持不变。(3)电离平衡也是相对的，平衡建立在特定的条件下，当条件发生改变时，平衡发生相应的移动。3．电离常数(1)概念：在一定温度下，当弱电解质在水溶液中到达电离平衡时，溶液中弱电解质电离的离子浓度的乘积(chéngjī)与未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K表示(酸用Ka表示，碱用Kb表示)。第十二页，共47页。(2)数学表达式对一元弱酸(ruòsuān)HA：

对一元弱碱BOH：

(3)K的意义K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的弱酸(ruòsuān)、弱碱的酸、碱性相对较强。

第十三页，共47页。(3)K的意义K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的弱酸、弱碱的酸、碱性相对较强。(4)注意问题①电离常数与温度有关，升高温度，K值增大(zēnɡdà)。②多元弱酸的各级电离常数的大小关系是Ka1＞Ka2Ka3，所以其酸性主要取决于第一步电离。第十四页，共47页。一元强酸与一元弱酸的比较相同pH、相同体积的一元强酸(如盐酸(yánsuān))与一元弱酸(如醋酸)的比较见下表：比较项目c(H＋)c(酸)中和碱的能力与活泼金属产生H2的量开始与金属反应的速率一元强酸相同小小少相同一元弱酸大大多第十五页，共47页。一元(yīyuán)强碱与一元(yīyuán)弱碱的比较规律类似。相同相同物质(wùzhì)的量浓度、相同体积的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较见下表：比较项目c(H＋)pH中和碱的能力与活泼金属发生H2的量开始与金属反应的速率一元强酸大小

相同

相同大一元弱酸

小大小第十六页，共47页。4．外界(wàijiè)条件对电离平衡的影响勒夏特列原理也适用于外界(wàijiè)条件(浓度、温度)对电离平衡的影响。浓度降低(加水稀释)，平衡向电离方向移动；降低生成离子浓度(通常是将离子消耗)，平衡向电离方向移动；增大生成物离子浓度，平衡向结合方向移动(即同离子效应)。以0.1mol/L的醋酸溶液为例分析如下：在醋酸溶液中存在以下平衡(pínghéng)：(正方向为吸热方向)第十七页，共47页。(1)温度：弱电解质的电离过程是吸热(xīrè)过程。升高温度，电离平衡向右移动，c(CH3COO－)和c(H＋)都增大，溶液的导电能力增强。(2)加水稀释：向醋酸溶液中加水稀释，单位体积内CH3COO－和H＋的数目减少，离子碰撞结合成分子的倾向减弱，电离平衡向右移动。故加水稀释有利于弱电解质的电离。稀释后，醋酸溶液中CH3COO－和H＋的数量增多，但c(CH3COO－)和c(H＋)都减小，溶液的导电能力减弱。第十八页，共47页。(3)加少量NaOH固体：NaOH溶于水电离出OH－，中和醋酸(cùsuān)电离出的H＋，使c(H＋)减小，CH3COOH的电离平衡向右移动，c(CH3COO－)增大，c(H＋)减小，溶液导电能力增强(还增加了局部Na＋)。(4)通入少量HCl气体：HCl溶于水电离出H＋，使溶液中c(H＋)增大，使CH3COOH的电离平衡向左移动，c(H＋)增大，c(CH3COO－)减小，溶液导电能力增强(还增加了局部Cl－)。第十九页，共47页。(5)参加少量CH3COONa固体：CH3COONa溶于水电(shuǐdiàn)离出CH3COO－，使c(CH3COO－)增大，CH3COOH的电离平衡向左移动，c(CH3COO－)增大，c(H＋)减小，溶液导电能力增强。(6)参加少量纯醋酸：溶解后c(CH3COOH)增大，电离平衡向右移动，c(CH3COO－)和c(H＋)都增大，溶液导电能力增强。第二十页，共47页。对于弱电解质的水溶液(以CH3COOH CH3COO－＋H＋为例)，加水稀释，溶液的体积增大，相当于化学平衡的减压扩体，平衡向粒子数增大的一方(即向电离(diànlí)的方向)移动(化学平衡中气体分子数大的方向)。假设参加冰醋酸，CH3COOH分子的浓度增大，平衡也向电离(diànlí)方向移动。第二十一页，共47页。电解质与非电解质(fēidiànjiězhì)【典例1】用以下图表示的一些物质或概念间的附属(fùshǔ)关系中正确的选项是()XYZA铜单质非电解质B氯化钠溶液导电的物质电解质C氢氧化钠碱类电解质D氯化氢不导电的物质非电解质C第二十二页，共47页。【解析(jiěxī)】铜属于单质，单质既不属于电解质，也不属于非电解质，A选项错误；氯化钠溶液能够导电，但是氯化钠溶液属于混合物，混合物既不属于电解质，也不属于非电解质，B选项错误；氢氧化钠属于碱类物质，在水溶液中或者熔融状态下都能够导电，属于电解质，C选项正确；氯化氢气体不导电，但溶于水能够导电，且是氯化氢本身电离产生H＋和Cl－，属于电解质，D选项错误。第二十三页，共47页。点拨：选项中四种物质在一定条件下都能导电，但原因有所不同。①电解质、非电解质的相同之处在于它们都是化合物。二者的根本区别是在水溶液中或熔融状态下能否导电，单质、混合物既不属于电解质也不属于非电解质。②电解质的导电是有条件的，即必须在水溶液里或熔融状态下能够导电。③能导电的物质不全都是电解质，如铜、铝、石墨(shímò)、盐溶液等。④酸、碱、盐和大局部金属氧化物都是电解质。⑤大局部非金属氧化物、大局部有机物为非电解质，如蔗糖、酒精等。第二十四页，共47页。【迁移训练】以下物质(wùzhì)的水溶液能导电，但属于非电解质的是()A．CH3COOHB．Cl2C．NH4HCO3D．SO2D【解析】A选项中CH3COOH是一种弱电解质；B选项中Cl2是单质，既不是电解质，也不是非电解质；C选项中NH4HCO3是一种强电解质；D选项中SO2与水反响(fǎnxiǎng)生成的亚硫酸能电离出自由移动的离子，使其溶液导电，但离子不是SO2本身电离出来的，SO2是一种非电解质。第二十五页，共47页。【典例2】(2010·常州模拟)现有等pH或等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液，分别参加足量镁，产生H2的体积(同温同压下测定)的变化图示如下，其中(qízhōng)正确的选项是()A．①③B．②④C．①②③④D．都不对强电解质和弱电解质D第二十六页，共47页。【解析】①③的错误是显而易见的，因为随着反响的进行V(H2)只可能增大而不可能减小；②图看起来是对的，但要注意等pH的醋酸和盐酸溶液，醋酸的物质的量浓度要比盐酸大得多，与足量的镁反响时，不仅产生的氢气的体积更大，反响更快，而且反响的时间更长，不可能比盐酸更早结束反响；④图看起来好似(hǎosì)也对，但要注意到一个细节，在物质的量浓度相同的情况下，醋酸中c(H＋)在反响完成之前都比盐酸中的小，因此其反响速率应该比盐酸中的反响速率小，即取相同的时间点，盐酸所对应的V(H2)应比醋酸的大，因此④图也是错的。第二十七页，共47页。点拨：一元强酸(qiánɡsuān)与一元弱酸的比较是考试中常见的一类问题，解答时要分清是等pH还是等物质的量浓度，然后再考虑在反响过程中各个量的变化，当与图像相结合的时候，要看清图像的坐标轴的含义，图像中的拐点，曲线的走势及其含义等。第二十八页，共47页。【迁移训练2】(2010·徐州模拟)以下实验事实不能证明醋酸是弱酸的是()A．常温下，测得醋酸钠溶液的pH>7B．常温下，测得醋酸溶液的pH＝4C．常温下，将pH＝1的醋酸溶液稀释1000倍，测得pH<4D．常温下，将物质的量浓度相同(xiānɡtónɡ)的醋酸溶液与氢氧化钠溶液等体积混合后恰好中和【解析】弱酸不完全电离(diànlí)，存在电离(diànlí)平衡，但在中和碱时，考虑的是它能提供的所有氢离子，而不是溶液中自由移动的氢离子。另外，恰好中和是指酸和碱恰好完全反响，与反响后溶液的酸碱性无关。D第二十九页，共47页。电离(diànlí)方程式【典例3】双氧水(H2O2)和水都是极弱电解质，但H2O2比H2O更显酸性。(1)假设把H2O2看成是二元弱酸，请写出它在水中的电离方程式_____________________________。(2)鉴于H2O2显弱酸性，它能同强碱作用形成正盐，在一定(yīdìng)条件下也可形成酸式盐，请写出H2O2与Ba(OH)2作用形成正盐的化学方程为____________。(3)水电离生成H3O＋和OH－叫做水的自偶电离。同水一样，H2O2也有极微弱的自偶电离，其自偶电离的方程式为_______________________________。第三十页，共47页。第三十一页，共47页。第三十二页，共47页。D第三十三页，共47页。弱电解质的电离(diànlí)平衡【典例4】在0.1mol/L的CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，对于(duìyú)该平衡，以下表达正确的选项是()A．参加水时，平衡逆向移动B．参加少量NaOH固体，平衡正向移动C．参加少量0.1mol/L的HCl溶液，溶液中c(H＋)减小D．参加少量CH3COONa固体，平衡正向移动B第三十四页，共47页。【解析】根据勒夏特列原理，改变影响平衡的一个条件，平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动，但平衡的移动不能完全消除这种改变。A选项中参加水时，c(CH3COO－)和c(H＋)减小，平衡向其增大的方向(也就是正方向)移动。B选项参加的少量NaOH与H＋反响，c(H＋)变小，平衡正向移动。C选项参加HCl溶液时c(H＋)变大，平衡向其减小(也就是逆方向)移动，但最终(zuìzhōnɡ)c(H＋)比未加HCl溶液前还是要大。D选项参加CH3COONa，c(CH3COO－)增大，平衡逆向移动。第三十五页，共47页。点拨：外界条件的改变对电离平衡的影响是高考的重点，因为它是勒夏特列原理的具体应用。影响电离平衡的因素：(1)浓度：浓度越大，电离程度越小。在稀释溶液时，电离平衡向右移动，但离子浓度会减小。(2)温度(wēndù)：温度(wēndù)越高，电离程度越大。因电离是吸热反响，升温平衡向吸热方向(电离方向)移动。(3)同离子效应：如醋酸溶液中参加醋酸钠晶体，平衡左移，电离程度减小，参加稀盐酸亦然。(4)能反响的离子：醋酸溶液中参加NaOH，平衡右移，电离程度增大。第三十六页，共47页。【迁移训练4】对室温下pH相同、体积相同的HCl溶液和CH3COOH溶液分别采取以下措施，有关表达正确的选项是()A．加适量的CH3COONa晶体，两溶液的pH均增大B．使温度升高(shēnɡɡāo)20℃，两溶液的pH均不变C．加水稀释2倍，两溶液的pH均减小D．加足量的Zn充分反响后，两溶液的pH均减小A第三十七页，共47页。【解析】在HCl溶液中参加CH3COONa晶体，CH3COO－将与H＋结合成难电离的CH3COOH，从而使H＋浓度减小，pH增大，在CH3COOH中参加CH3COONa，抑制了CH3COOH的电离，pH增大，A对；对于CH3COOHCH3COO－＋H＋，升温，平衡(pínghéng)右移，H＋浓度增大，pH减小，B错；加水稀释，酸性减弱，H＋浓度减小，pH增大，C错；加足量Zn，c(H＋)减小，pH增大，D错。第三十八页，共47页。电离(diànlí)平衡常数【典例5】(2010·江苏常州)25℃时有关(yǒuguān)弱酸的电离平衡常数：弱酸化学式CH3COOHHCNH2CO3电离平衡常数(25℃)1.8×10－54.9×10－10K1＝4.3×10－7K2＝5.6×10－11那么(nàme)以下有关说法正确的选项是()第三十九页，共47页。A．等物质的量浓度的各溶液pH关系为pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)B．amol·L－1HCN溶液与bmol·L－1NaOH溶液等体积混合后，所得溶液中c(Na＋)>c(CN－)，那么a一定大于bC．冰醋酸中逐滴加水，那么溶液的导电性、醋酸的电离(diànlí)程度、pH均先增大后减小D．NaHCO3和Na2CO3混合溶液中，一定存在c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)第四十页，共47页。【解析】酸的酸性越弱，对应离子的水解(shuǐjiě)程度越大，因此pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>PH(CH3COONa),此处注意对应的酸为，A选项错误；在a＝b时，由于CN－的水解(shuǐjiě)，amol·L－1HCN溶液与bmol·L－1NaOH溶液等体积混合后，所得溶液中仍有c(Na＋)>