第八章 第27讲弱电解质的电离平衡文档格式.docx

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第八章 第27讲弱电解质的电离平衡文档格式.docx

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”)

 ________;

 ________。

(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

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