2022届高考化学一轮复习8.1弱电解质的电离平衡学案

考试 - 1 - / 26 第 1 讲 弱电解质的电离平衡 [考纲要求] 1．了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。 2.了解电解质在水溶液中的电离，以及电解质溶液的导电性。 3．理解弱电解质在水溶液中的电离平衡，能利用电离平衡常数进行计算。 考点一 弱电解质的电离平衡 1 知识梳理 1.强、弱电解质的概念 (1)概念 电解质 在水溶液里 全部电离强电解质，包括______、______、______等部分电离弱电解 质，包括______、______、______等 (2)与化合物类型的关系 强电解质主要是大部分____化合物及某些____化合物，弱电解质主要是某些____化合物。 [思考] 电离方程式的书写 (1)弱电解质 考试 - 2 - / 26 ①多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远________第二步，如 H2CO3 的电离方程式： __________________________，______________________。 ②多元弱碱电离方程式一步写成，如 Fe(OH)3 的电离方程式：________________________。 (2)酸式盐溶液 ① 强 酸 的 酸 式 盐 完 全 电 离 ， 如 NaHSO4 的 电 离 方 程 式 ： __________________________________。 ② 弱 酸 的 酸 式 盐 中 酸 式 酸 根 不 能 完 全 电 离 ， 如 NaHCO3 的 电 离 方 程 式 ： ________________________________。 2．弱电解质的电离平衡 (1)电离平衡的建立 在一定条件(如温度、浓度等)下，当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，电离过程就达到平衡。如图所示： (2)电离平衡的特征 考试 - 3 - / 26 (3)外界条件对电离平衡的影响 ①温度：温度升高，电离平衡________移动，电离程度________。 ②浓度：稀释溶液，电离平衡________移动，电离程度________。 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________移动，电 离程度________。 ④加入能反应的物质：电离平衡________移动，电离程度________。 [判断] (正确的打“√”，错误的打“×”) (1)HClO 是弱酸，所以 NaClO 是弱电解质( ) (2)弱电解质溶液中存在溶质分子，而强电解质溶液中不存在溶质分子( ) (3)AgCl 的水溶液不导电，而 CH3COOH 的水溶液能导电，故 AgCl 是弱电解质， CH3COOH 是强电解质( ) (4)弱电解质在溶液里达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度一定相等( ) (5)强电解质的导电能力一定比弱电解质的导电能力强( ) (6)弱电解质一定是共价化合物( ) 考试 - 4 - / 26 (7)醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度( ) (8)稀释一弱电解质溶液时，溶液中所有粒子浓度都会减小( ) (9)氨气溶于水，当 c(OH－)＝c(N H )时，表明 NH3·H2O 电离处于平衡状态( ) [提醒] 电离平衡移动与离子浓度变化 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．冰醋酸和 0.1 mol·L－1 的醋酸加水稀释时导电能力的变化曲线示意图，反映了离子 浓度变化趋势。 2 对点速练 练点一 电离平衡的移动 1．已知 0.1 mol·L－1 的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH⇌CH3COO－＋H＋，要 使溶液中 c(H＋)/c(CH3COOH)的值增大，可以采取的措施是( ) ①加少量烧碱溶液 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水 考试 - 5 - / 26 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 2．将浓度为 0.1 mol·L－1HF 溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是( ) A．c(H＋) B．Ka(HF) C． D． 练后整理 以 0.1 mol·L－1CH3COOH 溶液为例，填写外界条件对 CH3COOH⇌CH3COO－＋H＋ ΔH>0 的影响。 改变条件 平衡移动方向 n(H＋) c(H＋) 导电能力 Ka 加水稀释 向右 增大 减小 减弱 不变 加入少量 冰醋酸 向右 增大 增大 增强 不变 通入 HCl(g) 向左 增大 增大 增强 不变 加 NaOH(s) 向右 减小 减小 增强 不变 加 CH3COONa(s) 向左 减小 减小 增强 不变 加入镁粉 向右 减小 减小 增强 不变 升高温度 向右 增大 增大 增强 增大 考试 - 6 - / 26 练点二 导电性曲线的应用 3．25 ℃时，把 0.2 mol·L－1 的醋酸加水稀释，则图中的纵轴 y 表示的是( ) A．溶液中 OH－的物质的量浓度 B．溶液的导电能力 C．溶液中的 c CH3COO − c CH3COOH D．CH3COOH 的电离程度 4．在两份相同的 Ba(OH)2 溶液中，分别滴入物质的量浓度相等的 H2SO4、NaHSO4 溶液，其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。 下列分析不正确的是( ) A．①代表滴加 H2SO4 溶液的变化曲线 考试 - 7 - / 26 B．b 点，溶液中大量存在的离子是 Na＋、OH－ C．c 点，两溶液中含有相同量的 OH－ D．a、d 两点对应的溶液均显中性 方法总结 溶液中离子浓度变化的宏观判断方法 (1)有颜色的离子：通过溶液颜色的变化来判断，可用比色计测量离子浓度。 (2)H＋或 OH－浓度：可用酸碱指示剂或 pH 计测量 H＋或 OH－浓度的变化。 (3)溶液的导电性：常用溶液的电导率，定量描述溶液的导电性。电解质溶液的电导率 与离子浓度和离子所带电荷数成正比。 考点二 电离平衡常数 电离度 1 知识梳理 1.电离平衡常数 (1)表达式： ①一元弱酸 HA 的电离常数：根据 HA⇌H＋＋A－，可表示为 Ka＝__________。 ②一元弱碱 BOH 的电离常数：根据 BOH⇌B＋＋OH－，可表示为 Kb＝____________。 考试 - 8 - / 26 (2)意义：相同条件下，K 值越大，表示该弱电解质越____电离，所对应的酸性或碱性相 对越____。 (3)特点：多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是 Ka1≫Ka2≫Ka3，所以其 酸性主要决定于第____步电离。 2．电离度 (1)概念 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分子总数 的百分比。 (2)表示方法 a＝ 已电离的弱电解质分子数 溶液中原有弱电解质的总分子数 ×100% 也可表示为 a＝弱电解质的某离子浓度 弱电解质的初始浓度 ×100% (3)影响因素 ①相同温度下，同一弱电解质，浓度越大，其电离度(a)越____。 ②相同浓度下，同一弱电解质，温度越高，其电离度(a)越____。 [判断] (正确的打“√”，错误的打“×”) 考试 - 9 - / 26 (1)电离平衡右移，电离常数一定增大( ) (2)H2CO3 的电离常数表达式： Ka＝ · 3 3 ( ) (3)电离常数可以表示弱电解质的相对强弱( ) (4)电离常数随着弱电解质的浓度增大而增大( ) (5)电离常数只与温度有关，与浓度无关( ) (6)电离常数大的酸溶液中的 c(H＋)一定比电离常数小的酸溶液中的 c(H＋)大( ) [提醒] 常见弱酸的电离常数(25 ℃) 弱酸 电离方程式 电离常数 K CH3COOH CH3COOH⇌ CH3COO－＋H＋ 1.26×10－5 H2CO3 H2CO3⇌H＋＋HC O3 HC O3 ⇌H＋＋C O3 K1＝4.31×10－7 K2＝5.61×10－11 H2S H2S⇌H＋＋HS－ K1＝9.1×10－8 考试 - 10 - / 26 HS－⇌H＋＋S2－ K2＝1.1×10－15 H3PO4 H3PO4⇌H＋＋H2P O H2P O ⇌H＋＋HP O HP O ⇌H＋＋P O 3 K1＝7.52×10－3 K2＝6.23×10－8 K3＝4.2×10－13 若把 CH3COOH、H2CO3、HC O3 、H2S、HS－、H3PO4、H2P O 、HP O 都看作是酸， 其中酸性最强的是 H3PO4，最弱的是 HS－。 2 对点速练 练点一 电离平衡常数的判断 1．下列关于电离平衡常数(K)的说法正确的是( ) A．电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱 B．电离平衡常数(K)与温度无关 C．相同温度下，不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同 D．多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为：K1＜K2＜K3 2．液态化合物 AB 会发生微弱的自身电离，电离方程式为 AB⇌A＋＋B－，在不同温度 下其平衡常数为 K(25 ℃)＝1.0×10－14，K(35 ℃)＝2.1×10－14。则下列叙述正确的是( ) 考试 - 11 - / 26 A．c(A＋)随温度升高而降低 B．35 ℃时，c(A＋)>c(B－) C．AB 的电离程度：α(25 ℃)>α(35 ℃) D．AB 的电离是吸热过程 3．已知 25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表： 下列推断正确的是( ) A．HX、HY 两种弱酸的酸性：HX＞HY B．相同条件下溶液的碱性：NaX＞Na2CO3＞NaY＞NaHCO3 C．向 Na2CO3 溶液中加入足量 HY，反应的离子方程式：HY＋C O3 ===HC O3 ＋Y－ D．HX 和 HY 酸性相同，都比 H2CO3 弱 弱酸化学式 HX HY H2CO3 电离平衡常数 7.8×10－ 9 3.7×10－ 15 K1＝4.4×10－ 7 K2＝4.7×10－ 11 归纳总结 考试 - 12 - / 26 电离平衡常数的四大应用 (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，对应的盐水解程度越小，碱性(或 酸性)越弱。 (3)判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。 (4)判断微粒浓度比值的变化。 练点二 电离平衡常数的计算 4．常温常压下，空气中的 CO2 溶于水，达到平衡时，溶液的 pH＝5.60，c(H2CO3)＝ 1.5×10－5。若忽略水的电离及 H2CO3 的第二级电离，则 H2CO3⇌HC O3 ＋H＋的平衡常数 K1 ≈________(结果保留一位小数)。(已知：10－5.60＝2.5×10－6) 5．已知 25 ℃时弱电解质电离平衡常数： Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5，Ka(HS)＝0.13。 (1)将 20 mL 0.10 mol·L－1 CH3COOH 溶液和 20 mL、0.10 mol·L－1 的 HS 溶液分别 与 0.10 mol·L－1 的 NaHCO3 溶液反应，实验测得产生 CO2 气体体积 V 与时间 t 的关系如图。 考试 - 13 - / 26 反 应 开 始 时 ， 两 种 溶 液 产 生 CO2 的 速 率 明 显 不 同 的 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 反应结束后所得溶液中 c(S－)__________c(CH3COO－)(填“>”“＝”或“H2CO3，而 H2S 不能和 NaHCO3 反应，说明酸性：H2SCH3COOH，则曲线Ⅰ代表 CH3COOH 溶液，曲线 Ⅱ代表 HNO2 溶液，A 项错误；当稀释相同倍数时，b 点溶液中 c(H＋)大于 c 点，对水的电离 的抑制作用：b 点>c 点，所以水的电离程度：b 点c(HNO2)，同体积的两种酸溶液分别与 NaOH 恰好中和后，溶 液中 n(Na＋)不同，D 项错误。 答案：C 3．解析：0.1 mol·L－1 的 NH3·H2O 中 c(OH－)小于 0.1 mol ·L－1，说明部分电离，A 项正确；0.1 mol·L－1 的 NH4Cl 溶液呈酸性，说明 N H 水解，B 项正确；同浓度时，氨水的 导电能力弱于一元强碱，说明部分电离，C 项正确；D 项，只能说明 NH3·H2O 显碱性，不能 说明其是弱碱，错误。 答案：D 考试 - 26 - / 26 4．解析：A.只能证明乙酸具有酸性，不能证明其酸性强弱，错误；B.该盐水溶液显碱 性，由于 NaOH 是强碱，故可以证明乙酸是弱酸，正确；C.可以证明乙酸的酸性比碳酸强， 但是不能证明其酸性强弱，错误；D.可以证明乙酸具有酸性，但是不能证明其酸性强弱，错误。 答案：B 5．解析：根据甲、乙的电离平衡常数可得，这两种物质都是弱电解质，在温度不变、 浓度相等时，电离程度 CH3COOH