第八章 第27讲弱电解质的电离平衡文档格式.docx
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CH3COONa(s)
深度思考
1.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?
答案 都不一定。
如对于CH3COOHCH3COO-+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。
2.稀释一弱电解质溶液时,所有粒子浓度一定都会减小吗?
答案 不是所有粒子浓度都会减小。
对于弱酸或弱碱溶液,只要对其稀释,电离平衡均会发生右移,例如:
弱酸HA溶液稀释时,c(HA)、c(H+)、c(A-)均减小(参与平衡建立的微粒);
平衡右移的目的是为了减弱c(H+)、c(A-)的减小,但c(OH-)会增大。
3.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×
”
(1)强电解质溶液中不存在溶质分子,弱电解质溶液中存在溶质分子( )
(2)氨气溶于水,当c(OH-)=c(NH
)时,表明NH3·
H2O电离处于平衡状态( )
(3)由0.1mol·
L-1一元碱BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH===B++OH-( )
答案
(1)√
(2)×
(3)×
解析
(2)NH3+H2ONH3·
H2ONH
+OH-,NH3·
H2O电离出的c(OH-)与c(NH
)永远相等,不能表明NH3·
H2O电离处于平衡状态。
(3)由于OH-的浓度小于0.1mol·
L-1,所以BOH应属于弱碱,其电离应为BOHB++OH-。
4.分别画出冰醋酸和0.1mol·
L-1的醋酸加水稀释时导电能力的变化图。
答案
.
题组一 改变条件,平衡移动,判结果变化
1.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.
答案 D
解析 HF为弱酸,存在电离平衡:
HFH++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;
电离平衡常数只受温度的影响,温度不变,电离平衡常数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。
2.25℃时,把0.2mol·
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
D.CH3COOH的电离程度
答案 B
解析 25℃时,0.2mol·
L-1的醋酸稀释过程中,随着水的加入溶液中OH-的浓度增大(但不会超过10-7mol·
L-1),CH3COOH的电离程度增大,CH3COO-数目增多,CH3COOH数目减少,但溶液中CH3COO-的浓度减小,溶液的导电能力减弱。
题组二 平衡移动,结果变化,判采取措施
3.稀氨水中存在着下列平衡:
NH3·
+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤B.③⑥C.③D.③⑤
答案 C
解析 若在氨水中加入NH4Cl固体,c(NH
)增大,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)减小,①不合题意;
硫酸中的H+与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡向正反应方向移动,②不合题意;
当在氨水中加入NaOH固体后,c(OH-)增大,平衡向逆反应方向移动,③符合题意;
若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向正反应方向移动,但c(OH-)减小,④不合题意;
电离属吸热过程,加热平衡向正反应方向移动,c(OH-)增大,⑤不合题意;
加入少量MgSO4固体发生反应Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH-)减小,⑥不合题意。
4.已知0.1mol·
L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:
CH3COOHCH3COO-+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
A.①②B.①③C.②④D.③④
解析 本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动,但①③会使
c(H+)/c(CH3COOH)的值减小。
考点二 电离平衡常数
1.
(1)填写下表
弱电解质
电离方程式
电离常数
H2O
+OH-
Kb=1.7×
10-5
CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=1.7×
HClO
HClOH++ClO-
Ka=4.7×
10-8
(2)CH3COOH酸性大于(填“大于”、“小于”或“等于”)HClO酸性,判断的依据:
相同条件下,电离常数越大,电离程度越大,c(H+)越大,酸性越强。
(3)电离平衡常数的意义:
弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。
电离平衡常数越大,电离程度越大。
多元弱酸的电离以第一步电离为主,各级电离平衡常数的大小差距较大。
(4)外因对电离平衡常数的影响:
电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与温度有关,与电解质的浓度无关,升高温度,K值增大,原因是电离是吸热过程。
2.碳酸是二元弱酸
(1)电离方程式是H2CO3H++HCO
,HCO
H++CO
。
(2)电离平衡常数表达式:
Ka1=
,Ka2=
(3)比较大小:
Ka1>
Ka2。
1.H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.3×
10-7,Ka2=5.6×
10-11,它的Ka1、Ka2差别很大的原因:
________________________________________________________________________。
(从电离平衡的角度解释)
答案 第一步电离产生的H+对第二步的电离起抑制作用
2.在Na2CO3中加醋酸产生CO2气体,试从电离平衡常数的角度解释原因:
[已知:
K(CH3COOH)=1.7×
10-5;
K(H2CO3)=4.3×
10-7。
]
答案 醋酸的电离平衡常数大,酸性强,较强的酸可制备较弱的酸
题组一 有关电离平衡常数的定性分析
1.25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式
H2CO3
电离平衡常数
1.7×
K1=4.3×
10-7
K2=5.6×
10-11
3.0×
请回答下列问题:
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为
(2)同浓度的CH3COO-、HCO
、CO
、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。
(3)将少量CO2气体通入NaClO溶液中,写出反应的离子方程式:
_______________。
(4)物质的量浓度均为0.1mol·
L-1的下列四种物质的溶液:
a.Na2CO3、b.NaClO、c.CH3COONa、d.NaHCO3,pH由大到小的顺序是__________________________________________(填字母)。
(5)常温下0.1mol·
L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”、“变小”或“不变”)
①
________;
②
③
④
________。
(6)体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离平衡常数______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数;
理由是______________________________________________________。
答案
(1)CH3COOH>
H2CO3>
(2)CO
>
ClO->
HCO
CH3COO-
(3)ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
(4)a>b>d>c
(5)①变小 ②不变 ③变大 ④不变
(6)大于 稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大,酸性强,电离平衡常数大
解析 电离平衡常数越大,酸性越强,电离平衡常数越小,其对应酸根离子结合H+能力越强。
(3)根据电离平衡常数可以判断:
H2CO3>HClO>HCO
,CO
可以和HClO反应生成HCO
和ClO-,所以少量CO2与NaClO溶液反应生成HCO
(4)电离常数越大,对应的盐水解程度越小,碱性(或酸性)越弱。
(5)①加水稀释,n(CH3COOH)减小,n(H+)增多,所以
变小;
②Ka=
只与温度有关,加水稀释,Ka不变;
,加水稀释,n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,故
增大;
,Ka、Kw只与温度有关,所以加水稀释
不变。
(6)根据图像分析知,起始时两种溶液中c(H+)相同,故c(较弱酸)>c(较强酸),稀释过程中较弱酸的电离程度增大的多,故在整个稀释过程中较弱酸的c(H+)一直大于较强酸的c(H+),稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的大,故HX酸性强,电离平衡常数大。
题组二 有关电离平衡常数的定量计算
2.碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。
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×
10-5mol·
L-1。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO
+H+的平衡常数K1=________。
(已知:
10-5.60=2.5×
10-6)
答案 4.2×
解析 H2CO3H++HCO
K1=
≈4.2×
3.在25℃下,将amol·
L-1的氨水与0.01mol·
L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH
)=c(Cl-),则溶液显__________(填“酸”、“碱”或“中”)性;
用含a的代数式表示NH3·
H2O的电离常数Kb=__________________________________________________________。
答案 中
解析 氨水与盐酸等体积混合后的溶液中的电荷守恒关系式为c(NH
)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),因c(NH
)=c(Cl-),故有c(H+)=c(OH-),溶液显中性。
H2O NH
+ OH-
(
-
)mol·
L-1
mol·
L-110-7mol·
L-1
Kb=
4.常温下,将amol·
L-1CH3COONa溶于水配成溶液,向其中滴加等体积的bmol·
L-1的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数Ka=________。
解析 由电荷守恒和物料守恒可得
所以c(CH3COOH)=c(Cl-)
CH3COOH CH3COO- + H+
mol·
L-1(
Ka=
5.在一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。
常温下,将amol·
L-1的醋酸与bmol·
L-1Ba(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)。
解析 根据2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
由于c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=bmol·
所以c(H+)=c(OH-)
溶液呈中性
-bb10-7
判断复分解反应能否发生,遵循“强酸制弱酸”规律
考点三 强酸与弱酸的比较
浓度均为0.01mol·
L-1的强酸HA与弱酸HB
pH均为2的强酸HA与弱酸HB
pH或物质的量浓度
2=pHHA<
pHHB
0.01mol·
L-1=c(HA)<
c(HB)
开始与金属反应的速率
HA>
HB
HA=HB
体积相同时与过量的碱反应消耗碱的量
HA<
体积相同时与过量活泼金属反应产生H2的量
c(A-)与c(B-)大小
c(A-)>
c(B-)
c(A-)=c(B-)
分别加入固体NaA、NaB后pH的变化
HA:
HB:
变大
加水稀释10倍后
3=pHHA<
3=pHHA>
pHHB>
2
溶液的导电性
水的电离程度
按要求画出图像,并回答下列问题。
(1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸
①加入足量的Zn,在甲中画出H2体积的变化图像
开始阶段单位时间内,________产生的H2多,反应停止时,产生的H2的量________。
盐酸 一样多
②加水稀释,在乙中画出pH值的变化图像
加水稀释相同的倍数,________的pH大;
加水稀释到相同的pH值,________加入的水多。
醋酸 盐酸
(2)相同体积、相同pH值的盐酸和醋酸
①加入足量的Zn,在丙中画出H2体积的变化图像
反应过程中单位时间内,________产生的H2多,反应停止时,______产生的H2多。
醋酸 醋酸
②加水稀释,在丁中画出pH值的变化图像
加水稀释到相同的pH,________加入的水多。
盐酸 醋酸
题组一 强酸、弱酸的比较
1.在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是________________(用字母表示,下同)。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是______________。
(3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是________________。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是__________。
(5)当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为____________,反应所需时间的长短关系是__________。
(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
(7)将c(H+)相同、体积相同的三种酸,分别与等浓度的NaOH稀溶液反应至pH=7,则消耗NaOH溶液的体积大小关系为__________。
答案
(1)b>
a>
c
(2)b>
a=c (3)c>
b
(4)c>
a=b (5)a=b=c a=b>
c (6)c>
a=b
(7)c>
解析 解答本题要注意以下三点:
①HCl、H2SO4都是强酸,但H2SO4是二元酸;
②CH3COOH是弱酸,在水溶液中不能完全电离;
③醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+的电离平衡。
2.现有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是( )
序号
pH
11
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.②③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH①>②>④>③
D.V1L④与V2L①混合,若混合后溶液pH=7,则V1<V2
解析 醋酸钠溶液显碱性,所以A正确,也可以从平衡移动角度分析,CH3COONa电离出的CH3COO-:
a.与盐酸中的H+结合生成CH3COOH;
b.使醋酸中平衡CH3COOHCH3COO-+H+左移,两溶液中H+浓度均减小,所以pH均增大;
假设均是强酸强碱,且物质的量浓度相同,等体积混合后溶液呈中性,但③醋酸是弱酸,其浓度远远大于②,即混合后醋酸过量,溶液显酸性,c(H+)>
c(OH-),B正确;
分别加水稀释10倍,假设平衡不移动,那么①②溶液的pH均为10,但稀释氨水使平衡NH3·
+OH-右移,使①pH>
10,同理醋酸稀释后pH<
4,所以C正确;
假设均是强酸强碱,混合后溶液呈中性,V1=V2,但①氨水是弱碱,其浓度远远大于④盐酸,所以需要的①氨水少,即V1>
V2,D错误。
题组二 判断弱电解质的方法
3.为了证明醋酸是弱电解质,甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验:
0.1mol·
L-1醋酸溶液、0.1mol·
L-1盐酸、pH=3的盐酸、pH=3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。
(1)甲取出10mL0.1mol·
L-1的醋酸溶液,用pH试纸测出其pH=a,确定醋酸是弱电解质,则a应该满足的关系是____________,理由是________________________________
(2)乙分别取pH=3的醋酸和盐酸各1mL,分别用蒸馏水稀释到100mL,然后用pH试纸分别测定两溶液的pH,则可认定醋酸是弱电解质,判断的依据是_________________
(3)丙分别取pH=3的盐酸和醋酸各10mL,然后加入质量相同的锌粒,醋酸放出H2的速率快,则认定醋酸是弱电解质,你认为这一方法正确吗?
________,请说明理由:
________________________________________________________________________。
(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞做实验,也论证了醋酸是弱酸的事实,该同学的实验操作和现象是________________________________________________
答案
(1)a>
1 因醋酸是弱酸,不能完全电离
(2)盐酸的pH=5,醋酸的pH<
5 (3)正确 由于醋酸是弱酸,随着反应的进行,醋酸不断电离,c(H+)变化小,产生H2的速率醋酸比盐酸快 (4)将CH3COONa晶体、NaCl晶体分别溶于适量水配成溶液,再分别滴入酚酞溶液,CH3COONa溶液变浅红色,NaCl溶液不变色
1.假设法进行有关量的大小比较
在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的题目时,可以先假设所给物质全部是强电解质,再在此基础上结合电离平衡移动原理进行分析。
如第2题中的C选项,分别加水稀释10倍,假设平衡不移动,那么①②溶液的pH均为10,然后再根据平衡移动原理进行分析;
再如D选项,假设均是强酸强碱,则V1=V2,然后再根据弱碱的电离平衡及浓度进行分析。
2.判断弱电解质的三个思维角度
角度一:
弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离,如测0.1mol·
L-1的CH3COOH溶液的pH>
1。
角度二:
弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1的CH3COOH加水稀释10倍后,1<
pH<
2。
角度三:
弱电解质形成的盐类能水解,如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个现象:
(1)配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞溶液。
现象:
溶液变为浅红色。
(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH。
pH>
7。
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×
(1)稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度(×
)
(2015·
重庆理综,3A)
(2)25℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7(×
重庆理综,3B)
(3)25℃时,0.1mol·
L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱(√)
重庆理综,3D)
(4)25℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH=7,V醋酸<VNaOH(×
(2013·
重庆理综,2B)
(5)CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中
的值减小(√)
江苏,11C)
(6)室温下,对于0.10mol·
L