学年高中化学同步讲练321 弱电解质的电离平衡2鲁科版选修4.docx
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学年高中化学同步讲练321弱电解质的电离平衡2鲁科版选修4
第2节 弱电解质的电离 盐类的水解
第1课时 弱电解质的电离平衡
[学习目标定位] 1.会描述弱电解质的电离平衡，能正确书写弱电解质的电离方程式，会分析电离平衡的移动。
2.知道电离平衡常数的意义。
1．将下列（Ⅰ）中的物质与（Ⅱ）、（Ⅲ）中的物质类型用短线连接起来。
2．写出下列电解质的电离方程式：
（1）Al2（SO4）3：
Al2（SO4）3===2Al3＋＋3SO
；
（2）NaOH：
NaOH===Na＋＋OH－；
（3）H2SO4：
H2SO4===2H＋＋SO
；
（4）CH3COOH：
CH3COOHCH3COO－＋H＋；
（5）H2O：
H2OH＋＋OH－。
3．
（1）水的离子积常数表达式是Kw＝[H＋][OH－]。
（2）将纯水加热至较高温度，水的离子积变化是增大，pH变化是减小。
（3）室温下，某溶液中由水电离产生的[H＋]＝10－12mol·L－1，则由水电离产生的[OH－]是10－12_mol·L－1，该溶液的pH可能是2或12。
探究点一 弱电解质的电离平衡
1．弱电解质在水溶液中的电离都是可逆过程。
醋酸是一种常见的弱电解质，它的电离方程式是CH3COOHH＋＋CH3COO－，在醋酸溶液中含有的溶质粒子有H＋、CH3COO－、CH3COOH。
2．图是醋酸溶于水时，电离过程中，醋酸分子电离成离子的速率、离子重新结合成醋酸分子的速率随时间的变化曲线。
请回答下列问题：
（1）va表示醋酸分子电离成离子的速率；
vb表示离子结合成醋酸分子的速率。
（2）在时间由t0到t1过程中，va的变化是不断减小，vb的变化是不断增大。
（3）当时间达t1后，va与vb的关系是va＝vb≠0，此时醋酸达到电离平衡状态。
3．
（1）分析醋酸电离过程中，溶液中各粒子浓度的变化，填写下表：
粒子浓度
[H＋]
[CH3COO－]
[CH3COOH]
醋酸初溶于水
接近于0
接近于0
最大
达到电离平衡前
增大
增大
减小
达到电离平衡时
不变
不变
不变
（2）若将等体积、等浓度的CH3COONa溶液、盐酸混合，其过程中[H＋]变化是混合初最大，然后减小，达平衡时不变；[CH3COO－]变化是混合初最大，然后减小，达平衡时不变；[CH3COOH]变化是混合初接近于0，然后增大，达平衡时不变。
4．分析下列条件的改变对醋酸电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋的影响，并填写下表：
条件改变
平衡移动方向
[H＋]
[CH3COO－]
升高温度
向右移动
增大
增大
加H2O
向右移动
减小
减小
加盐酸
向左移动
增大
减小
加少量NaOH固体
向右移动
减小
增大
加少量CH3COONa固体
向左移动
减小
增大
[归纳总结]
1．电离平衡状态
在一定条件（如温度、浓度）下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程就达到了电离平衡状态。
2．电离平衡的特征
（1）弱电解质的电离平衡是一种动态平衡，平衡时其电离过程并没有停止，只是溶液中各分子和离子的浓度都保持不变。
（2）外界条件发生变化，电离平衡随之发生变化。
3．影响电离平衡的因素
（1）温度：
由于电离过程吸热，升温，电离平衡向正反应方向移动；降温，电离平衡向逆反应方向移动。
（2）浓度：
电解质溶液的浓度越小，它的电离程度就越大。
（3）其他因素：
加入含有弱电解质离子的强电解质，电离平衡向逆反应方向移动。
例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa会抑制CH3COOH的电离。
4．弱电解质的电离方程式的书写
（1）弱电解质的电离方程式的书写用“”表示。
如NH3·H2O的电离方程式是NH3·H2ONH
＋OH－。
（2）多元弱酸是分步电离的，电离程度逐步减弱，可分步书写电离方程式。
如H2CO3的电离方程式是H2CO3H＋＋HCO
，HCO
H＋＋CO
。
（3）多元弱碱的电离也是分步进行的，但是一般按一步电离的形式书写。
如Fe（OH）3的电离方程式是Fe（OH）3Fe3＋＋3OH－。
[活学活用]
1．下列说法正确的是（ ）
A．根据溶液中有CH3COOH、CH3COO－和H＋即可证明CH3COOH达到电离平衡状态
B．根据溶液中CH3COO－和H＋的物质的量浓度相等即可证明CH3COOH达到电离平衡状态
C．当NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中NH3·H2O、NH
和OH－的浓度相等
D．H2CO3是分步电离的，电离程度依次减弱
答案 D
解析 该题考查了电离平衡的判断及其特点。
溶液中除电解质电离出的离子外，还存在电解质分子，能证明该电解质是弱电解质，但不能说明达到平衡状态，A错误；根据CH3COOHCH3COO－＋H＋知即使CH3COOH未达平衡状态，CH3COO－和H＋的浓度也相等，B错误；NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中各粒子的浓度不变，而不是相等，NH3·H2O的电离程度是很小的，绝大多数以NH3·H2O的形式存在，C错误；H2CO3是二元弱酸，分步电离且电离程度依次减小，D正确。
2．在0.1mol·L－1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：
CH3COOHCH3COO－＋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[H＋]减小
D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动
答案 B
解析 A项加入水促进弱电解质的电离；B项加入NaOH固体，与H＋反应，H＋的浓度变小，平衡向正反应方向移动；C项加入HCl时H＋的浓度变大，平衡向其减小的方向（也就是逆反应方向）移动，但最终[H＋]比未加HCl前还是要大；D项加入CH3COONa固体，CH3COO－的浓度增大，平衡向逆反应方向移动。
探究点二 电离平衡常数
1．电离平衡与化学平衡类似，请你根据化学平衡常数的表达式，推断写出弱电解质ABA＋＋B－的电离平衡常数（简称电离常数）的表达式K＝
。
2．一元弱酸的电离常数用Ka表示，一元弱碱的电离常数用Kb表示。
CH3COOH的电离常数的表达式是Ka＝
，NH3·H2O的电离常数的表达式是Kb＝
。
3．根据电离常数的表达式分析判断，电离常数K值越大，表示该弱电解质越容易电离，所对应的弱酸的酸性相对较强（或弱碱的碱性相对较强）。
[归纳总结]
（1）电离平衡常数是指一定温度下，弱电解质达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比（为一常数），简称电离常数，用K表示。
电离常数与浓度无关，只与温度有关。
由于电离是吸热的，所以电离平衡常数随着温度的升高而增大。
（2）电离常数的意义：
根据电离常数的大小，可以判断弱电解质的相对强弱，K值越大，离子浓度越大，即表示该电解质越强。
所以从Ka或Kb的大小，可以判断弱酸和弱碱的强弱。
（3）多元弱酸分步电离，每一步电离都有各自的电离平衡常数。
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。
[活学活用]
3．下列说法正确的是（ ）
A．电离平衡常数受溶液浓度的影响
B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱
C．电离常数大的酸溶液中[H＋]一定比电离常数小的酸溶液中的[H＋]大
D．H2CO3的电离常数表达式：
K＝
答案 B
解析 电离平衡常数是温度的函数，与溶液浓度无关，所以A项错误；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，故B项正确；酸中[H＋]既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，所以C项错误；D项中碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为K1＝
，第二步电离常数表达式为K2＝
，故D项错误。
4．在25℃时，相同浓度的HF、CH3COOH和HCN（氢氰酸）溶液，它们的电离平衡常数分别是7.2×10－4mol·L－1、1.8×10－5mol·L－1、4.9×10－10mol·L－1，其中，氢离子的浓度最大的是__________，未电离的溶质分子浓度最大的是__________。
答案 HF HCN
解析 一定温度下，当溶液的浓度一定时，[H＋]随电离常数的增大而增大。
题中K（HF）>K（CH3COOH）>K（HCN），故HF溶液中的氢离子浓度最大，余下的未电离的HF分子最少，而HCN溶液中未电离的HCN分子浓度最大。
1．下列电离方程式中，正确的是（ ）
A．H2S2H＋＋S2－
B．NaHCO3Na＋＋H＋＋CO
C．NaCl===Na＋＋Cl－
D．CH3COOH===CH3COO－＋H＋
答案 C
解析 H2S是二元弱酸，分步电离，电离方程式应分步写出，A项错误；NaHCO3为弱酸酸式盐，其中HCO
不能拆分为离子形式，只能写成NaHCO3===Na＋＋HCO
，B项错误；CH3COOH为弱酸，部分电离，其电离方程式中“===”应改为“”，D项错误。
2．下列有关弱电解质电离平衡的叙述正确的是（ ）
A．达到电离平衡时，分子浓度和离子浓度相等
B．达到电离平衡时，由于分子和离子的浓度不断发生变化，所以说电离平衡是动态平衡
C．电离平衡是相对的、暂时的，外界条件改变时，平衡就可能发生移动
D．电解质达到电离平衡后，各种离子的浓度相等
答案 C
3．一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（ ）
①NaOH（固体）②H2O
③HCl④CH3COONa（固体）
A．①②B．②③C．③④D．②④
答案 D
解析 由题意可知，要使反应速率减小，而不改变生成H2的量，则要求[H＋]减小，而n（H＋）不变，可采取的措施是加水或加CH3COONa固体。
4．下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：
弱酸
HCN
HF
CH3COOH
HNO2
电离常数
（mol·L－1）
6.2×10－10
6.8×10－4
1.75×10－5
6.4×10－6
则0.1mol·L－1的下列溶液中，pH最小的是（ ）
A．HCNB．HF
C．CH3COOHD．HNO2
答案 B
解析 电离平衡常数越大，电离程度越大，同浓度时，电离产生的[H＋]越大，pH越小。
5．分析下列条件的改变对电离平衡NH3·H2ONH
＋OH－的影响。
填写下表：
条件改变
平衡移动方向
[OH－]
[NH
]
升温
加H2O
加盐酸
加入少量NaOH固体
加入少量NH4Cl固体
答案
条件改变
平衡移动方向
[OH－]
[NH
]
升温
正向移动
增大
增大
加H2O
正向移动
减小
减小
加盐酸
正向移动
减小
增大
加入少量NaOH固体
逆向移动
增大
减小
加入少量NH4Cl固体
逆向移动
减小
增大
[基础过关]
一、电离平衡状态的判断
1．将1mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1L溶液。
下列各项中，表明已达到电离平衡状态的是（ ）
A．醋酸的浓度达到1mol·L－1
B．H＋的浓度达到0.5mol·L－1
C．醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H＋的浓度均为0.5mol·L－1
D．醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等
答案 D
解析 在未电离时CH3COOH的浓度为1mol·L－1，当醋酸分子、H＋、CH3COO－的浓度不再变化时（但此时三者的浓度不一定是0.5mol·L－1），醋酸的电离达到平衡状态，故A、B、C均错。
依据平衡状态的标志即电离速率与离子结合成分子的速率相等，可知D项正确。
2．在醋酸溶液中，CH3COOH的电离达到平衡状态的标志是（ ）
A．溶液显电中性
B．溶液中无醋酸分子
C．氢离子浓度恒定不变
D．溶液中CH3COOH和CH3COO－共存
答案 C
解析 CH3COOH溶液中阴、阳离子所带正、负电荷总数相同，使溶液呈电中性，与其是否达到电离平衡状态无关，故A项错误；CH3COOH是弱电解质，不完全电离，因此溶液中一定有CH3COOH和CH3COO－，但不一定表示达到电离平衡，故B项和D项错误；[H＋]恒定不变，说明CH3COOH达到电离平衡，故C项正确。
二、外界条件改变对电离平衡的影响
3．将0.1mol·L－1醋酸溶液加水稀释，下列说法中正确的是（ ）
A．溶液中[H＋]和[OH－]都减小
B．溶液中[H＋]增大
C．醋酸电离平衡向左移动
D．溶液的pH增大
答案 D
解析 加水稀释时，醋酸的电离程度增大，n（H＋）增加，但溶液稀释导致溶液体积增加的倍数远远超过n（H＋）增加的倍数，故[H＋]变小。
由于Kw＝[H＋][OH－]，Kw不变，故[OH－]不断变大，pH不断增大。
4．向0.1mol·L－1CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa晶体时，会引起（ ）
A．溶液的pH增大B．溶液中的[H＋]增大
C．溶液的导电能力减弱D．溶液中的[OH－]减小
答案 A
解析 CH3COOHCH3COO－＋H＋，当加入CH3COONa晶体时，溶液中[CH3COO－]增大，平衡向左移动，[H＋]减小，pH增大，[OH－]增大，但溶液中离子浓度增大，导电性增强，故选A。
5．在25℃时，用蒸馏水稀释1mol·L－1氨水至0.01mol·L－1，随着溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是（ ）
A.
B.
C.
D．[OH－]
答案 A
解析 一水合氨是弱电解质，加水稀释，一水合氨的电离平衡右移，n（OH－）和n（NH
）增大，但[OH－]和[NH
]减小。
A、B、C各项中，分子、分母同乘溶液体积，浓度之比等于物质的量之比。
三、选取措施使电离平衡定向移动
6．欲使醋酸溶液中的CH3COO－浓度增大，电离平衡向右移动，且不放出气体，可向醋酸溶液中加入少量固体（ ）
A．NaOHB．NaHCO3C．CH3COOKD．Mg
答案 A
解析 A项由于加入NaOH会减少H＋的物质的量，使平衡向右移动，A选项正确；B项由于加入NaHCO3会降低H＋的物质的量浓度，使平衡右移，但产生了CO2，B选项错误；C项由于加入CH3COOK会增加CH3COO－的物质的量浓度，但电离平衡向左移动，C选项错误；D项由于加入Mg会降低H＋的物质的量浓度，使平衡右移，但产生了H2，D选项错误。
7．在醋酸溶液中存在电离平衡：
CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使电离平衡右移且[H＋]增大，应采取的措施是（ ）
A．加入NaOH（s）B．加入盐酸
C．加蒸馏水D．升高温度
答案 D
解析 加入NaOH（s）、蒸馏水、升高温度均能使平衡右移，但加入NaOH、蒸馏水时[H＋]减小，升高温度时[H＋]增大。
8．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[H＋]/[CH3COOH]值增大，可以采取的措施是（ ）
①加少量烧碱固体 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水
A．①②B．②③C．③④D．②④
答案 D
解析 ①中，加少量NaOH时，H＋与OH－结合生成难电离的H2O，使[H＋]/[CH3COOH]值减小。
②中，CH3COOH的电离是吸热的，升温，[H＋]增大，[CH3COOH]减小，故[H＋]/[CH3COOH]值增大。
③中，加入CH3COOH时，[CH3COOH]增大量大于[H＋]增大量，致使[H＋]/[CH3COOH]值减小。
④中，加水稀释电离平衡右移，[CH3COOH]在减小的基础上减小，而[H＋]在减小的基础上增大，故[H＋]/[CH3COOH]增大。
四、电离平衡常数的应用
9．已知25℃时，醋酸溶液中各微粒存在下述关系：
K＝
＝1.75×10－5mol·L－1
下列有关说法可能成立的是（ ）
A．25℃条件下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K＝8×10－5mol·L－1
B．25℃条件下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K＝2×10－4mol·L－1
C．标准状况下，醋酸溶液中K＝1.75×10－5mol·L－1
D．升高到一定温度，K＝7.2×10－5mol·L－1
答案 D
解析 醋酸溶液中存在如下电离平衡：
CH3COOHCH3COO－＋H＋，在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，弱电解质电离出的离子的浓度之积跟溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离常数。
由此可知题中K为醋酸电离常数的表达式，由于电离常数不随浓度变化而变化，只随温度变化而变化，所以排除A、B两项。
且醋酸的电离是吸热的，所以升高温度，K增大，降低温度，K减小。
标准状况下（0℃），温度低于25℃，则K小于1.75×10－5mol·L－1，所以C项错误。
10．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中不正确的是（ ）
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酸性强弱顺序为HF>HNO2>HCN
D．K（HCN）答案 B
解析 相同温度下的弱电解质的电离常数是比较弱电解质相对强弱的依据之一；根据第一、第三个反应可知三种一元弱酸的酸性强弱顺序为HF>HNO2>HCN。
由此可判断K（HF）>K（HNO2）>K（HCN），其对应数据依次为K（HF）＝7.2×10－4mol·L－1，K（HNO2）＝4.6×10－4mol·L－1，K（HCN）＝4.9×10－10mol·L－1。
[能力提升]
11．25℃时，水的电离达到平衡：
H2OH＋＋OH－ ΔH＞0，下列叙述正确的是（ ）
A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，[OH－]降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，[H＋]增大，Kw不变
C．向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，[H＋]降低
D．将水加热，Kw增大，pH不变
答案 B
解析 本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。
解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向，然后再讨论[H＋]、[OH－]或Kw的变化。
向水中加入稀氨水，[OH－]增大，平衡逆向移动，[H＋]减小，A项不正确；向水中加入少量固体NaHSO4：
NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO
，[H＋]增大，但Kw不变，B项正确；向水中加入少量CH3COOH后，使水的电离平衡逆向移动，[OH－]减小，[H＋]增大，C项不正确；将水加热，水的电离平衡正向移动，[H＋]、[OH－]均增大，Kw增大，pH减小，但仍呈中性，D项不正确。
12．已知HClO是比H2CO3还弱的酸，氯水中存在下列平衡：
Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO、HClOH＋＋ClO－，达到平衡后：
（1）要使HClO的浓度增大，可加入下列哪种物质（填代号）______。
A．SO2 B．NaHCO3 C．HCl D．NaOH
（2）由此说明在实验室里可用排饱和食盐水收集Cl2的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）B
（2）由于氯水中存在下列平衡：
Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，饱和食盐水中，[Cl－]很大，平衡左移
解析 A、D直接与HClO反应，使[HClO]减小，C中加HCl，使[H＋]增大，平衡向左移动，[HClO]减小。
在饱和食盐水中，[Cl－]很大，使平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO左移，从而降低了Cl2在水中的溶解度。
13.
一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力曲线如右图所示，请回答。
（1）“O”点为什么不导电：
__________________________________________________。
（2）a、b、c三点的氢离子浓度由小到大的顺序为
________________________________________________________________________。
（3）a、b、c三点中，醋酸的电离程度最大的一点是
________________________________________________________________________。
（4）若使c点溶液中的[CH3COO－]提高，在如下措施中，可选择________（填序号，下同）。
A．加热B．加很稀的NaOH溶液
C．加固体KOHD．加水
E．加固体CH3COONaF．加Zn粒
（5）在稀释过程中，随着醋酸浓度的降低，下列始终保持增大趋势的量是________。
A．[H＋]B．H＋个数
C．CH3COOH分子数D.
答案
（1）因为冰醋酸未电离，无自由移动的离子
（2）c解析
（1）因为冰醋酸未电离，无自由移动的离子。
（2）从图像可知a、b、c三点导电能力强弱顺序为b>a>c，说明溶液中H＋浓度大小顺序为b>a>c。
（3）因为在一定温度下，溶液越稀电离程度越大，因此c点的电离程度最大。
（4）在醋酸溶液中存在下列平衡：
CH3COOHCH3COO－＋H＋ ΔH>0。
由此可知加热以及加固体KOH、加Zn粒均可使平衡正向移动，且[CH3COO－]增大。
加入很稀的NaOH溶液、加水虽也可使平衡正向移动，但因溶液冲稀，所以[CH3COO－]减小。
加入固体CH3COONa，平衡逆向移动，但因加入了较多的CH3COO－，故使其浓度增大，因此答案为A、C、E、F。
（5）在稀释过程中，CH3COOH的电离程度增大，因而H＋个数肯定增多，CH3COOH分子数不断减少，
＝
，所以
不断增大，因而选B、D。
14．根据NH3·H2O的电离方程式，结合变化量填写下表：
H2O
NH4Cl（s）
NaOH（s）
HCl（g）
（1）Kb
（2）n（OH－）
（3）[OH－]
（4）[NH
]
（5）平衡移动方向
答案
（1）不变 不变 不变 不变
（2）增大 减小 增大 减小 （3）减小 减小 增大 减小 （4）减小 增大 减小 增大 （5）正向 逆向 逆向 正向
[拓展探究]
15．下表是几种常见弱酸的电离平衡常数（25℃）。
酸
电离方程式
电离平衡常数K（mol·L－1）
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