适用于新高考新教材广西专版2024届高考化学一轮总复习第八章水溶液中的离子反应与平衡第1讲弱电解质的电离平衡课件

第1讲弱电解质的电离平衡第八章内容索引0102强基础增分策略增素能精准突破研专项前沿命题03【本章体系构建】【课程标准】1.从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶液的组成、性质和反应。2.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡,了解电离平衡常数的含义。3.能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡,能通过实验证明水溶液中存在离子平衡,能举例说明离子反应与平衡在生产、生活中的应用。强基础增分策略一、弱电解质的电离平衡1.弱电解质电离平衡的建立弱电解质的电离平衡指在一定温度下,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。

平衡建立过程的v-t图像如图所示。2.弱电解质电离平衡的特征

3.弱电解质的电离平衡移动

化学平衡移动原理适用于电离平衡实例:以0.1mol·L-1CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOH电离平衡(CH3COOHCH3COO-+H+

ΔH>0)的影响。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

增大增强增大易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(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NH3·H2O电离出的c(OH-)=c()时,表明NH3·H2O电离处于平衡状态。(

×

)(3)室温下,由0.1mol·L-1一元碱BOH溶液的pH=10,可知该溶液中存在BOH===B++OH-。(

×

)(4)25℃时,0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释时,溶液中各离子浓度均减小。(

×

)应用提升

(1)加水稀释时溶液中的各离子浓度并不是都减小,如稀醋酸加水稀释时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,离子的浓度不一定增大,电离程度也不一定增大。二、电离度与电离常数1.电离常数(1)定义。在一定条件下,当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。(2)表达式。

(3)意义。

比K值大小,知强弱K越大→越易

电离

→酸(碱)性

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。

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。

温度

同时影响电离度和电离常数升高温度,电离平衡向

右

移动,电离度

增大

;

降低温度,电离平衡向

左

移动,电离度

减小

浓度

电离度改变,但是电离常数保持不变当弱电解质溶液浓度增大时,电离度

减小

;

当弱电解质溶液浓度减小时,电离度

增大

旁栏边角

选择性必修1第三章第一节阅读教材“思考与讨论”,回答下列问题。(1)两个反应的反应速率及其变化有何特点?提示

等质量的镁分别与体积相同、物质的量浓度相同的盐酸和醋酸反应时,与盐酸反应的速率大,与醋酸反应的速率小。(2)两个反应速率不同的原因是什么?提示

盐酸为强酸,完全电离:HCl===H++Cl-;醋酸是弱酸,部分电离:CH3COOHCH3COO-+H+,盐酸中氢离子浓度更大。(3)反应结束时,两个锥形瓶内气体的压强基本相等,由此你能得出什么结论?提示

过量的镁分别与体积相同、物质的量浓度相同的盐酸和醋酸反应时,生成氢气的体积相同。易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)当弱电解质的浓度增大时,电离程度增大。(

×

)(2)对于1mol·L-1CH3COOH溶液,升高温度,电离程度增大。(

√

)(3)电离平衡向电离的方向移动,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)电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大。(

×

)增素能精准突破考点一弱电解质的电离平衡【能力概述】【新教材·新高考】新教材变化

删去“学与问”“思考与交流”栏目,删去平衡建立图像;新增外界条件对电离平衡的影响的表述新高考高频考点

近几年高考化学试题,主要考点有:能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡;能运用弱电解质电离平衡原理解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题预测考向

新高考将围绕三个方面出题:①电离平衡的影响因素;②弱电解质判断的方法;③解决有关电解质溶液的实际问题考向1.弱电解质的判断典例突破(2021浙江卷)某同学拟用pH计测定溶液pH以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是(

)A.25℃时,若测得0.01mol·L-1NaR溶液pH=7,则HR是弱酸B.25℃时,若测得0.01mol·L-1HR溶液pH>2且pH<7,则HR是弱酸C.25℃时,若测得HR溶液pH=a,取该溶液10.0mL,加蒸馏水稀释至100.0mL,测得pH=b,b-a<1,则HR是弱酸D.25℃时,若测得NaR溶液pH=a,取该溶液10.0mL,升温至50℃,测得pH=b,a>b,则HR是弱酸答案

B解析

25

℃时,若测得0.01

mol·L-1

NaR溶液pH=7,可知NaR为强酸强碱盐,则HR为强酸,A错误;25

℃时,若测得0.01

mol·L-1

HR溶液pH>2且pH<7,可知溶液中c(H+)<0.01

mol·L-1,所以HR未完全电离,HR为弱酸,B正确;假设HR为强酸,取pH=6的该溶液10.0

mL,加蒸馏水稀释至100.0

mL测得此时溶液pH<7,C错误;假设HR为强酸,则NaR为强酸强碱盐,溶液呈中性,升温至50

℃,促进水的电离,水的离子积常数增大,pH减小,D错误。针对训练1.(2022北京师范大学附属实验中学三模)常温下,下列实验事实能证明醋酸是一元酸的是(

)A.0.1mol·L-1醋酸溶液pH=3B.向醋酸钠溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红C.完全中和25mL0.1mol·L-1醋酸溶液需要25mL0.1mol·L-1NaOH溶液D.等物质的量浓度时,醋酸溶液的导电性弱于盐酸答案

C解析

0.1

mol·L-1醋酸溶液pH=3只能说明醋酸是弱酸,不能说明其是几元酸,A不符合题意;向醋酸钠溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红,说明醋酸钠是强碱弱酸盐,水解呈碱性,只能说明醋酸为弱酸,不能说明其为几元酸,B不符合题意;完全中和25

mL

0.1

mol·L-1醋酸溶液需要25

mL

0.1

mol·L-1

NaOH溶液,说明醋酸和NaOH按物质的量1∶1混合恰好完全反应,说明醋酸为一元酸,C符合题意;等物质的量浓度时,醋酸溶液的导电性弱于盐酸,只能说明醋酸为弱酸,不能证明是几元酸,D不符合题意。2.已知N2H4在水中的电离方式与NH3相似,若将NH3视为一元弱碱,则N2H4是一种二元弱碱,下列关于N2H4的说法不正确的是(

)A.它与硫酸形成的酸式盐可以表示为N2H5HSO4B.它溶于水所得的溶液中共有4种离子C.它溶于水发生电离的第一步可表示为D.室温下,向0.1mol·L-1N2H4溶液加水稀释时,n(H+)·n(OH-)会增大答案

A归纳总结判断弱电解质的三个思维角度,以弱酸(HA)为例考向2.电离平衡的影响因素典例突破A.当强酸性物质进入体液后,上述平衡向左移动,以维持体液pH的相对稳定B.当强碱性物质进入体液后,上述平衡向右移动,以维持体液pH的相对稳定C.若静脉滴注大量生理盐水,则体液的pH减小D.进行呼吸活动时,如果CO2进入血液,会使体液的pH减小答案

C解析

当强酸性物质进入体液后,c(H+)增大,题中平衡向左移动,A正确;当强碱性物质进入体液后,消耗H+,c(H+)减小,题给平衡向右移动,B正确;若静脉滴注大量生理盐水,则血液被稀释,平衡虽然正向移动,但根据勒夏特列原理,c(H+)减小,体液的pH增大,C错误;进行呼吸活动时,如果CO2进入血液,上述平衡向右移动,会使体液的c(H+)增大,pH减小,D正确。考题点睛

针对训练1.(2022山东日照月考)下列说法正确的是(

)B.浓度为0.1mol·L-1CH3COOH溶液,升高温度,Ka(CH3COOH)不变,但醋酸的电离程度增大C.25℃时,浓度为0.1mol·L-1HA溶液的pH为4,则HA为弱电解质D.CH3COOH的浓度越大,CH3COOH的电离程度越大答案

C解析

A项,加水稀释,n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,故

增大;B项,升温,Ka增大;D项,浓度越大,电离程度越小。2.某温度下:(H2CO3)=10-6.38、(H2CO3)=10-10.25。Na2CO3和NaHCO3混合溶液具有控制酸碱平衡、供给细胞生存代谢所必需的能量和无机盐成分等作用。该温度下,通过实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。实验实验操作和现象1用pH计测得混合溶液的pH为10.252向混合溶液中滴几滴酚酞,加水稀释,溶液红色变浅3向混合溶液中通入过量的CO2,无明显现象4向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀答案

A归纳总结从“定性”和“定量”两个角度理解电离平衡考点二电离平衡常数计算及其应用【能力概述】【新教材·新高考】新教材变化

将电离常数由“科学视野”移到正文部分,增加有关电离平衡常数计算的例题,增加“思考与讨论”栏目新高考高频考点

分析近几年高考化学试题,在选择题中常结合图像考查电离常数的计算和应用预测考向

新的一年高考仍将围绕以下三个方面出题:①电离常数的影响因素;②电离常数的计算;③利用电离常数判断电解质相对强弱、盐溶液的酸碱性强弱、离子浓度比值的变化趋势等考向1.电离平衡常数的相关计算典例突破25℃时,用0.1mol·L-1CH3COOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1NaOH溶液,当滴加VmLCH3COOH溶液时,混合溶液的pH=7。已知CH3COOH的电离平衡常数为Ka,忽略混合时溶液体积的变化。下列关系式正确的是(

)答案

A针对训练1.(2022全国乙卷)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是(

)A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)B.溶液Ⅱ中的HA的电离度C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4答案

B解析

本题考查物质在水溶液中的行为,主要涉及弱电解质的电离、溶液电荷守恒、电离度的计算和应用等。由溶液Ⅰ

pH=7.0可知,c(H+)=c(OH-),故c(H+)与[c(OH-)+c(A-)]不相等,由于溶液电荷守恒,一定存在与A-对应的阳离子,A项错误。(2)常温下,向amol·L-1CH3COONa溶液中滴加等体积的bmol·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),则醋酸的电离常数Ka=

(用含a和b的代数式表示)。

(3)常温下,将amol·L-1的醋酸与bmol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=

(用含a和b的代数式表示)。

(3)由电荷守恒有2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由于c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=b

mol·L-1,所以c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。归纳总结有关电离平衡常数的计算模板以弱酸HX为例,计算电离平衡常数。(1)已知c(HX)和c(H+),求电离平衡常数:

HX

H+

+

X-起始: c(HX) 0

0平衡: c(HX)-c(H+)

c(H+)

c(H+)由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理,即c(HX)-c(H+)≈c(HX),则Ka≈,代入数值求解即可。(2)已知c(HX)和电离平衡常数,求c(H+):

HX

H+

+

X-起始: c(HX) 0

0平衡: c(HX)-c(H+)

c(H+)

c(H+)由于c(H+)的数值很小,可做近似处理,即c(HX)-c(H+)≈c(HX)。则(3)微粒分布系数图像中,δ(HX)=δ(X-)点时,Ka=c(H+)。考向2.电离平衡常数的应用典例突破酒石酸是葡萄酒中主要的有机酸之一,它的结构简式为HOOCCH(OH)CH(OH)COOH(简写为H2R)。已知:25℃时,H2R和H2CO3的电离平衡常数如下,下列说法正确的是(

)A.NaHR溶液呈酸性,且溶液中c(Na+)>c(HR-)>c(H2R)>c(R2-)B.在Na2R溶液中通入足量CO2生成的盐是NaHR和NaHCO3C.1molH2R分别与足量的NaOH、Na2CO3、Na反应消耗三者的物质的量之比为1∶1∶1D.25℃时,将等物质的量浓度的Na2R和NaHCO3溶液等体积混合,反应的离子方程式为答案

C考题点睛

针对训练1.下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数:则下列说法中不正确的是(

)A.碳酸的酸性强于氢硫酸B.多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定D.向弱酸溶液中加少量NaOH溶液,电离平衡常数不变

2.已知:常温下,H2CO3的=4.5×10-7,=4.7×10-11;某二元酸H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-分别所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化关系如图所示。下列叙述错误的是(

)A.在pH=4.4的溶液中:3c(HR-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)B.等体积等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合,所得溶液中水的电离程度比纯水小C.向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,发生反应:D.在pH=3的溶液中,三种微粒的浓度满足关系:答案

C在pH=4.4的溶液中,根据电荷守恒有:c(HR-)+2c(R2-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),而c(HR-)=c(R2-),故有:3c(HR-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-),A正确;等体积等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合,所得溶液为NaHR溶液,显酸性,即HR-的电离大于水解,则对水的电离有抑制作用,故所得溶液中水的电离程度比纯水小,B正确;归纳总结电离常数的四大应用(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。(2)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱电离常数越大,对应盐的水解程度越小,盐溶液的碱性(或酸性)越弱。(3)判断反应能否发生或者判断产物是否正确通过强酸制弱酸来判断。如H2CO3:=4.5×10-7,=4.7×10-11,苯酚(C6H5OH):Ka=1.3×10-10,向苯酚钠(C6H5ONa)溶液中通入的CO2不论是少量还是过量,其化学方程式均为C6H5ONa+CO2+H2O===C6H5OH+NaHCO3。(4)判断溶液微粒浓度比值的变化利用温度不变,电离常数不变来判断。研专项前沿命题比较强弱电解质的常用方法

题型考查内容选择题考查知识电解质强弱的判断与比较核心素养变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知考向1比较强弱电解质的常用方法例1.氢氰酸(HCN)的下列性质中,能证明它是弱酸的是(

)A.HCN易溶于水B.HCN溶液的导电性比盐酸的弱C.25℃时1mol·L-1HCN溶液pH约为3D.10mL1mol·L-1HCN溶液恰好与10mL1mol·L-1NaOH溶液完全反应思路指导

答案

C突破方法酸性强弱的七种判断方法(1)根据化学方程式判断较强酸制较弱酸是复分解反应发生的条件之一,它体现了酸性的相对强弱。如CaCO3+2CH3COOH===(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O,说明酸性:CH3COOH>H2CO3。(2)根据pH大小判断①相同浓度的酸电离出的c(H+)越小、pH越大,则酸性越弱。②相同浓度的酸与强碱生成的盐溶液的pH越大、碱性越强,则酸性越弱。(3)根据pH变化判断①同pH的酸分别加水稀释相同的倍数,溶液的pH变化大的为较强酸。②同pH的酸的稀溶液分别加入少量该酸相应的无水钠盐或钾盐(正盐),pH变化大的为较弱酸。(4)根据反应物消耗量判断①pH相同、体积相同的一元酸与碱中和,消耗碱多的为较弱酸。②物质的量浓度相同、体积相同的一元酸与碱中和,消耗碱的量相同时,弱酸盐溶液的pH大于强酸盐溶液;若反应后溶液呈中性(pH=7),则强酸消耗碱的量大于弱酸。(5)根据生成H2的速率判断在相同条件下,同浓度的酸与较活泼金属(如Al、Zn等)反应剧烈程度小的为较弱酸。(6)根据导电性强弱判断同温度、同物质的量浓度的一元酸溶液,较强酸溶液的导电性强于较弱酸溶液。(7)根据电离常数判断相同温度下,电离常数越大酸越强。针对训练1.(双选)(2022浙江三市质检)常温下,有amol·L-1HX和bmol·L-1HY两种酸溶液,下列说法不正确的是(

)A.若a=b且c(X-)>c(Y-),则酸性:HX<HYB.若a>b且c(X-)=c(Y-),则酸性:HX>HYC.若a<b且两者pH相同,则HY一定是弱酸D.若向HX溶液中加入等浓度、等体积的NaOH溶液,所得溶液pH>7,则HX为弱酸答案

AB解析

若a=b且c(X-)>c(Y-),这说明电离程度HX>HY,则酸性:HX>HY,A错误;若a>b且c(X-)=c(Y-),这说明电离程度:HX<HY,则酸性:HX<HY,B错误;若a<b且两者pH相同,这说明电离出的氢离子浓度相等,则HY一定是弱酸,C正确;若向HX溶液中加入等浓度、等体积的NaOH溶液,所得溶液pH>7,这说明X-水解,则HX为弱酸,D正确。2.已知次磷酸(H3PO2)为一元酸,欲证明它是弱电解质,下列操作方法不正确的是(

)A.用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度B.用一定浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、等pH的盐酸和次磷酸溶液,比较消耗碱液的体积C.加热滴有酚酞溶液的NaH2PO2溶液,溶液颜色变深D.常温下,稀释0.1mol·L-1次磷酸溶液至原溶液体积的100倍,测得pH为4~5答案

A解析

NaCl和NaH2PO2都属于强电解质,所以用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度,不能证明H3PO2是弱电解质,故A错误;因盐酸为强酸,若滴定时次磷酸溶液消耗NaOH溶液的体积大于等体积、等pH的盐酸消耗的NaOH溶液的体积,则说明次磷酸为弱电解质,B正确;若次磷酸为弱电解质,则NaH2PO2溶液呈碱性,加热促进其水解,滴有酚酞溶液的NaH2PO2溶液颜色变深,C正确;常温下,若次磷酸为一元强酸,则把0.1

mol·L-1次磷酸溶液稀释至原溶液体积的100倍,pH应为3,而现测得pH在4~5之间,说明次磷酸没有完全电离,为弱电解质,D正确。考向2一元强酸与一元弱酸的比较例2.常温时,1mol·L-1HA和1mol·L-1HB两种酸溶液,起始时的体积均为V0,分别向两溶液中加水进行稀释,所得变化关系如图所示(V表示溶液稀释后的体积)。下列说法错误的是(

)A.Ka(HA)约为10-4B.当两溶液均稀释至+1=4时,溶液中c(A-)>c(B-)C.中和等体积、pH相同的两种酸所用n(NaOH):HA>HBD.等体积、等物质的量浓度的NaA和NaB溶液中离子总数前者小于后者思路指导

答案

B突破方法一元强酸(