学案38 弱电解质的电离平衡.docx

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学案38弱电解质的电离平衡

第九章　水溶液中的离子平衡

学案38　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.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。

知识点一　强、弱电解质

1．电解质与非电解质

（1）电解质：

在________里或________状态下能导电的________；

（2）非电解质：

在水溶液里和熔融状态下______不能导电的________。

2．强电解质和弱电解质

（1）概念

电解质

（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。

问题思考

1．

（1）强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质导电能力强吗？

（2）能导电的物质一定是电解质吗？

2．强电解质一定易溶于水吗？

易溶于水的电解质一定是强电解质吗？

3．电离方程式的书写

（1）强电解质用______，弱电解质用______。

（2）多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远大于第二步，如碳酸电离方程式：

________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________。

（3）多元弱碱电离方程式一步写成，如氢氧化铁电离方程式：

_________________。

知识点二　弱电解质的电离平衡

1．概念

弱电解质的电离平衡是指在一定条件下（温度、浓度），弱电解质__________的速率和

______________的速率相等的状态。

如下图所示：

2．特征

3．外界条件的影响

电离平衡是一个吸热过程，主要受温度、浓度的影响。

（1）浓度：

增大弱电解质的浓度，电离平衡________移动，溶质分子的电离程度减小；增大离子的浓度，电离平衡向左移动，溶质分子的电离程度________。

（2）温度：

升高温度，电离平衡______移动，电离程度增大；降低温度，电离平衡向左移动，电离程度________。

问题思考

3．电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小吗？

离子的浓度一定增大吗？

知识点三　电离常数

1．表达式

对一元弱酸HA：

HA

H＋＋A－　Ka＝____________。

对一元弱碱BOH：

BOH

B＋＋OH－　Kb＝______________。

2．特点

（1）电离常数只与__________有关，升温，K值________。

（2）多元弱酸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一步电离。

3．意义

电离常数数值的大小，可以估算弱电解质电离的趋势。

K值越大，电离程度越大，酸（或碱）性越强。

如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：

H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO

问题思考

4．为什么说温度升高电离平衡常数（Ka或Kb）增大？

5．为什么多元弱酸的Ka1≫Ka2≫Ka3?

一、外界条件对弱电解质电离的影响

以CH3COOH

CH3COO－＋H＋平衡体系为例，填写下列表格。

加水

加热

加少量NaOH（s）

加少量CH3COONa（s）

加少量HCl（g）

加少量冰醋酸

平衡移动

电离程度

n（H＋）

c（H＋）

pH

溶液导电性

典例导悟1

　（2011·福州质检）在一定温度下，冰醋酸加水

稀释过程中，溶液的导电能力如图所示。

请回答：

（1）“O”点导电能力为“0”的理由是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）A、B、C三点pH由小到大的顺序是____________________________________。

（3）A、B、C三点电离程度最大的是________，其理由是______________________

________________________________________________________________________。

变式演练1　在0.1mol·L－1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：

CH3COOH

CH3COO－＋H＋，对于该平衡，下列叙述正确的是（　　）

A．加入水时，平衡向逆反应方向移动

B．加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动

C．加入少量0.1mol·L－1HCl溶液，溶液中c（H＋）增大

D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动

二、强酸与弱酸（或强碱与弱碱）的比较

以盐酸和醋酸的电离为例，用“>”、“<”、“＝”或相应汉字填写下表。

等物质的量浓度的盐酸（a）与醋酸（b）

pH或物质的量浓度

pH：

a

物质的量浓度：

a__b

溶液导电性

a__b

a__b

水的电离程度

a__b

a__b

c（Cl－）与c（CH3COO－）大小

c（Cl－）__c（CH3COO－）

c（Cl－）__c（CH3COO－）

等体积溶液中和NaOH的量

a__b

a__b

分别加该酸的钠盐固体后pH

a：

不变

b：

____

a：

不变

b：

____

开始与金属反应的速率

a__b

a__b

等体积溶液与过量活

泼金属产生H2的量

a__b

a__b

典例导悟2

　下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是（　　）

A．相同浓度的两溶液中c（H＋）相同

B．100mL0.1mol·L－1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠

C．pH＝3的两溶液稀释100倍，pH都为5

D．两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c（H＋）均明显减小

听课记录：

变式演练2　（2011·吉林月考）pH＝1的

两种酸溶液A、B各1mL，分别加水稀释到1000mL，其pH与溶液体积（V）的关系如图所示，下列说法不正确的是（　　）

A．A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等

B．稀释后，A酸溶液的酸性比B酸溶液弱

C．若a＝4，则A是强酸，B是弱酸

D．若1

题组一　强、弱电解质

1．（2011·全国理综，6）等浓度的下列稀溶液：

①乙酸、②苯酚、③碳酸、④乙醇，它们的pH由小到大排列正确的是（　　）

A．④②③①B．③①②④

C．①②③④D．①③②④

2．（2009·海南，6）已知室温时，0.1mol·L－1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是（　　）

A．该溶液的pH＝4

B．升高温度，溶液的pH增大

C．此酸的电离平衡常数约为1×10－7

D．由HA电离出的c（H＋）约为水电离出的c（H＋）的106倍

3.（2008·北京理综，11）下列叙述正确的是（　　）

A．将稀氨水逐滴加入稀硫酸中，当溶液pH＝7时，c（SO

）＞c（NH

）

B．两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2，pH分别为a和a＋1，则c1＝10c2

C．pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的醋酸溶液等体积混合，滴入石蕊溶液呈红色

D．向0.1mol·L－1的氨水中加入少量硫酸铵固体，则溶液中

增大

题组二　弱电解质的电离平衡

4．判断正误

（1）0.1mol·L－1CH3COOH溶液的pH>1，（原因是）CH3COOH

CH3COO－＋H＋（　　）

（2010·北京理综－10A）

（2）由0.1mol·L－1一元碱BOH溶液的pH＝10，可推知BOH溶液存在BOH===B＋＋OH－（　　）

（2010·福建理综－10C）

（3）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（　　）

（2010·全国理综Ⅱ－8C）

（4）某醋酸溶液的pH＝a，将此溶液稀释1倍后，溶液的pH＝b，则a>b（　　）

（2010·全国理综Ⅰ－9A）

5．（2011·课标全国卷，10）将浓度为0.1mol·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.

6．（2011·福建理综，10）常温下0.1mol·L－1醋酸溶液的pH＝a，下列能使溶液pH＝（a＋1）的措施是（　　）

A．将溶液稀释到原体积的10倍

B．加入适量的醋酸钠固体

C．加入等体积0.2mol·L－1盐酸

D．提高溶液的温度

7．（2011·山东理综，14）室温下向10mLpH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是（　　）

A．溶液中导电粒子的数目减少

B．溶液中

不变

C．醋酸的电离程度增大，c（H＋）亦增大

D．再加入10mLpH＝11的NaOH溶液，混合液pH＝7

8．（2010·重庆理综，13）pH＝2的两种一元

酸x和y，体积均为100mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如右图所示。

分别滴加NaOH溶液（c＝0.1mol·L－1）至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则（　　）

A．x为弱酸，VxVy

C．y为弱酸，VxVy

9.[2010·浙江理综－26

（1）

（2）]①25℃时，弱电解质的电离平衡常数：

Ka（CH3COOH）＝1.8×10－5，Ka（HSCN）＝0.13，难溶电解质的溶度积常数：

Ksp（CaF2）＝1.5×10－10。

②25℃时，2.0×10－3mol·L－1氢氟酸水溶液中，调节溶液pH（忽略体积变化），得到c（HF）、c（F－）与溶液pH的变化关系，如下图所示：

请根据以上信息回答下列问题：

（1）25℃时，将20mL0.10mol·L－1CH3COOH溶液和20mL0.10mol·L－1HSCN溶液分别与20mL0.10mol·L－1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）变化的示意图如图所示：

反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是

________________________________________________________________________，

反应结束后所得两溶液中，c（CH3COO－）________c（SCN－）（填“>”、“<”或“＝”）。

（2）25℃时，HF电离平衡常数的数值Ka≈________，列式并说明得出该平衡常数的理由

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

题组一　强弱电解质

1．下列说法正确的是（　　）

A．强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强

B．强电解质的稀溶液中不存在溶质分子

C．强电解质都是离子化合物，而弱电解质都是共价化合物

D．不同的弱电解质只要物质的量的浓度相同，电离程度也相同

2．（2011·临沂模拟）有关常温下pH均为3的醋酸和硫酸的说法正确的是（　　）

A．两种溶液中，由水电离出的氢离子浓度均为1×10－11mol·L－1

B．分别加水稀释100倍后，两种溶液的pH仍相同

C．醋酸中的c（CH3COO－）和硫酸中的c（SO

）相等

D．分别加入足量锌片，两种溶液生成H2的体积不相同

3．已知下面三个数据：

7.2×10－4mol·L－1、4.6×10－4mol·L－1、4.9×10－10mol·L－1分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生：

NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2　NaCN＋HF===HCN＋NaF　NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。

由此可判断下列叙述不正确的是（　　）

A．K（HF）＝7.2×10－4mol·L－1

B．K（HNO2）＝4.9×10－10mol·L－1

C．根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCN

D．K（HCN）

4．常温下，有甲、乙两份体积为1L，浓度均为0.1mol·L－1的醋酸溶液，其pH为3，①甲用蒸馏水稀释100倍后，溶液的pH变为x；②乙与等体积、浓度为0.2mol·L－1的NaOH混合，在混合液中：

n（CH3COO－）＋n（OH－）－n（H＋）＝ymol，x、y的正确答案组合为（　　）

A．3；0.1B．5；0.2

C．3

5．下列关于电离常数（K）的说法中正确的是（　　）

A．电离常数（K）越小，表示弱电解质电离能力越弱

B．电离常数（K）与温度无关

C．不同浓度的同一弱电解质，其电离常数（K）不同

D．多元弱酸各步电离常数相互关系为：

K1≫K2≫K3

题组二　弱电解质的电离平衡

6．（2011·无锡模拟）在醋酸溶液中，CH3COOH电离达到平衡的标志是（　　）

A．溶液显电中性

B．溶液中检测不出CH3COOH分子存在

C．氢离子浓度恒定不变

D．c（H＋）＝c（CH3COO－）

7．H＋浓度相同的等体积的盐酸A和醋酸B，分别和锌反应，若最后仅有一种溶液中存在锌，且放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是（　　）

①反应所需要的时间B>A　②开始反应时的速率A>B　③参加反应的锌的物质的量A＝B　④反应过程的平均速率B>A　⑤盐酸里有锌剩余　⑥醋酸里有锌剩余

A．③④⑥B．②③⑥C．③④⑤D．①②⑤

题组三　实验探究

8．用实验确定某酸HA是弱电解质。

两同学的方案如下：

甲：

①称取一定质量的HA配制0.1mol·L－1的溶液100mL；

②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。

乙：

①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝1的两种酸溶液各100mL；

②分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL；

③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度和质量相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。

（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是________________。

（2）甲方案中说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH______1（选填“>”、“<”或“＝”）。

（3）乙方案中说明HA是弱电解质的现象是___________________________________。

①装HCl溶液的试管中放出H2的速率快；②装HA溶液的试管中放出H2的速率快；③两个试管中产生气体的速率一样快。

（4）请你评价：

乙方案中难以实现之处和不妥之处：

____________________________

________________________________________________________________________。

（5）请你提出一个合理而比较容易进行的方案（药品可任取），作简明扼要表述：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

9．已知NH3·H2O和CH3COOH的电离常数在同温条件下近似相等。

现有pH试纸、0.1mol·L－1氨水、0.1mol·L－1盐酸、0.1mol·L－1NaOH溶液、CH3COONH4固体和蒸馏水。

请应用化学平衡知识设计一个实验（只限于选用上述试剂），证明NH3·H2O为弱电解质（弱碱）。

学案38　弱电解质的电离平衡

【课前准备区】

知识点一

1．

（1）水溶液　熔融　化合物

（2）都　化合物

2．

（1）全部　强酸　强碱　大多数盐　部分　弱酸　弱碱　水

（2）离子　共价　共价

3．

（1）===　

（2）H2CO3

H＋＋HCO

HCO

H＋＋CO

（3）Fe（OH）3

Fe3＋＋3OH－

知识点二

1．电离成离子　离子结合成分子

2．＝　≠

3．

（1）向右　减小　

（2）向右　减小

知识点三

1.

2．

（1）温度　增大

问题思考

1．

（1）导电能力强弱要看溶液中离子浓度大小，离子浓度大的，导电性强，若强电解质溶液中离子浓度很小，而弱电解质溶液中离子浓度大，则弱电解质溶液导电能力强。

（2）能导电的物质不一定是电解质，如Cu、氯水等。

2．强电解质不一定易溶于水，如CaCO3、BaSO4都是强电解质，易溶于水的也不一定是强电解质，如NH3、H2O、H3PO4、HF等，故强、弱电解质与溶解性无必然联系。

3．都不一定。

如对于CH3COOH

CH3COO－＋H＋平衡后，加入冰醋酸，c（CH3COOH）增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能“消除”，再次平衡时，c（CH3COOH）比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c（CH3COOH）、c（H＋）都比原平衡时要小。

4．由于电解质的电离是吸热过程，升高温度，电离程度增大，故Ka或Kb增大。

5．

（1）一级电离电离出的H＋抑制了二级电离，依次类推。

（2）一级电离完成后，酸式酸根离子是一个阴离子，从阴离子中电离出H＋是比较耗能的，且酸式酸根离子带的负电荷越多，电离出H＋越困难。

【课堂活动区】

一、右移　右移　右移　左移　左移　右移

增大　增大　增大　减小　减小　减小

增大　增大　减小　减小　增大　增大

减小　增大　减小　减小　增大　增大

增大　减小　增大　增大　减小　减小

减小　增大　增大　增大　增大　增大

二、<

>　＝

<　＝

>　＝

＝　<

变大　变大

>　＝

＝　<

典例导悟

1．

（1）冰醋酸是纯净的固体醋酸，没有水存在，醋酸没有电离，因而导电能力为0

（2）B

（3）C　弱电解质的电离程度随浓度的减小而增大

解析　

（1）开始时，冰醋酸中无水，不电离，无自由移动离子，故导电能力为0。

（2）从图中可看出，导电能力B>A>C，则其离子浓度：

B>A>C，故c（H＋）也是B>A>C，可知pH关系。

（3）弱电解质的电离与浓度有关，浓度越小，电离程度越大，故应为C。

2．B　[盐酸是强酸，醋酸是弱酸，二者浓度相同时电离出H＋浓度不相同，A错；同浓度、同体积的两酸中和氢氧化钠的能力相同，B正确；pH＝3的两酸溶液稀释100倍时，盐酸pH＝5，而醋酸pH<5，因稀释时促进了醋酸的电离，C错；盐酸中加入对应的钠盐（NaCl），c（H＋）不变，故D错。

]

变式演练

1．BC　2.A

【课后练习区】

高考集训

1．D　[乙酸、碳酸和苯酚为弱电解质，其酸性强弱关系为乙酸>碳酸>苯酚，乙醇为非电解质，则等浓度的四种溶液pH由小到大的排列顺序为乙酸<碳酸<苯酚<乙醇。

]

2．B　[根据HA在水中的电离度可算出c（H＋）＝0.1%×0.1mol·L－1＝10－4mol·L－1，所以pH＝4；因HA在水中有电离平衡，升高温度促进平衡向电离的方向移动，所以c（H＋）将增大，pH值会减小；C选项可由平衡常数表达式算出K＝

＝1×10－7mol·L－1，所以C正确；c（H＋）＝10－4mol·L－1，所以c（H＋，水电离）＝10－10mol·L－1，前者是后者的106倍。

]

3．C　[A项，由电荷守恒知c（H＋）＋c（NH

）＝2c（SO

）＋c（OH－），pH＝7，c（H＋）＝c（OH－），故2c（SO

）＝c（NH

），c（SO

）＜c（NH

）；B项，醋酸越浓，电离程度越小，当c1＝10c2时，前者溶液中H＋浓度达不到后者溶液中H＋浓度的10倍，pH相差不到1；C项，醋酸远远过量；D项，加入（NH4）2SO4固体，抑制NH3·H2O的电离，则

减小。

]

4．

（1）√

解析　因CH3COOH是弱酸，不能完全电离。

（2）×

解析　0.1mol·L－1BOH溶液的pH＝10，说明BOH为弱碱，弱碱不能完全电离，存在电离平衡。

（3）×

解析　醋酸可发生电离：

CH3COOH

CH3COO－＋H＋，而醋酸钠提供大量的CH3COO－，从而导致上述可逆反应向逆反应方向移动，醋酸电离程度减弱。

（4）×

解析　对酸溶液进行稀释，氢离子浓度降低，pH增大。

5．D　[HF为弱酸，存在电离平衡：

HF

H＋＋F－。

根据勒夏特列原理：

当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，故加水稀释，平衡正向移动，但c（H＋）减小，A错误；电离常数只受温度的影响，温度不变，电离常数Ka不变，B错误；当溶液无限稀释时，c（F－）不断减小，但c（H＋）接近10－7mol·L－1，所以

减小，C错误；

＝

，由于加水稀释，平衡正向移动，所以溶液中n（H＋）增大，n（HF）减小，所以

增大，D正确。

]

6．B　[醋酸是弱酸，稀释10倍同时也促进了其电离，溶液的pH<（a＋1），A错误；醋酸根离子水解显碱性，向酸溶液中加入适量碱性溶液可以使pH增大1，B正确；盐酸完全电离，加入盐酸后溶液的pH

]

7．B　[A项，醋酸加水稀释，促进电离，导电粒子的数目增加，故A错误；B项，由于温度不变，电离平衡常数K＝

＝

·

不变，由于KW不变，则题给比值不变，故B正确；C项，醋酸加水稀释，电离程度增大，但c（H＋）变小，故C错误；D项，加入10mLpH＝11的NaOH溶液，醋酸过量，混合后溶液显酸性，故D错误。

]

8．C　[由图知：

将一元酸x和y分别稀释10倍，pH的变化量ΔpHx＝1，ΔpHy<1，所以x为强酸，而y为弱酸。

pH＝2时弱酸y的浓度大，滴加NaOH至pH＝7时需NaOH溶液的体积则y要比x大。

]

9．

（1）HSCN的酸性比CH3COOH强，其溶液中c（H＋）较大，故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率较快　<

（2）10－3.45（或3.5×10－4）　Ka＝

，当c（F－）＝c（HF）时，Ka＝c（H＋），查图中的交点处即为c（F－）＝c（HF），故所对应的pH即为Ka的负对数

解析　

（1）Ka（CH3COOH）＝1.8×10－5