学年高中化学第三章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离教学案新人教版选修4.docx

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学年高中化学第三章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离教学案新人教版选修4

第一节　弱电解质的电离

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[课标要求]

1．理解强电解质、弱电解质的概念。

2．能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，正确书写电离方程式。

3．理解一定条件下弱电解质电离平衡的移动。

4．了解电离常数的概念、表达式和意义。

1．强电解质是指在水溶液中能够全部电离的电解质，如HCl、

H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4、NaOH、KOH、Ca（OH）2、

Ba（OH）2、盐。

2．弱电解质是指在水溶液中只能部分电离的电解质，如弱酸、

弱碱和水。

3．升温、加水稀释均能使弱电解质的电离程度增大。

4．相同条件下，弱酸的电离常数越大，酸性越强。

1．电解质和非电解质

2．强电解质和弱电解质

按图所示，将体积相同，浓度相同的盐酸和醋酸与等量镁条反应，并测量溶液的pH。

[问题思考]

1．25℃时，1mol·L－1的CH3COOH溶液中c（H＋）＝1mol·L－1吗？

提示：

CH3COOH未完全电离，c（H＋）小于1mol·L－1。

2．等量的镁与同等浓度的盐酸和醋酸反应速率不相同，说明了两种溶液中的哪种离子的浓度不同？

提示：

等浓度的盐酸和醋酸与Mg反应的速率不同，说明了两种溶液中c（H＋）不相同。

3．通过上述实验判断盐酸、醋酸哪种物质是弱电解质？

提示：

醋酸为弱电解质。

1．强电解质与弱电解质的比较

强电解质

弱电解质

概念

溶于水后能完全电离的电解质

溶于水后只有部分电离的电解质

化合物类型

离子化合物、共价化合物

共价化合物

电离程度

完全电离

部分电离

溶液中存在的微粒（水分子不计）

只有电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子

既有电离出的阴、阳离子，又有电解质分子

实例

盐（包括难溶性盐）；强酸：

HNO3、

H2SO4等；

强碱：

KOH、NaOH、

Ba（OH）2等

弱酸：

H2CO3、

CH3COOH、HClO等；

弱碱：

NH3·H2O、

Cu（OH）2、Fe（OH）3等

水

2．对强、弱电解质的理解

（1）电解质的强弱与溶解性无关

某些盐如BaSO4、CaCO3等，虽难溶于水却是强电解质；而如CH3COOH、NH3·H2O尽管易溶于水，却部分电离，是弱电解质。

（2）电解质的强弱与溶液的导电性没有必然联系

溶液导电能力的强弱由溶液中自由离子的浓度和离子所带电荷多少决定，很稀的强电解质溶液导电性很弱，浓度较大的弱电解质溶液导电性可能较强，弱电解质溶液的导电能力不一定弱。

1．下列关于电解质的叙述中，正确的是（　　）

①碳酸钙在水中溶解度很小，所以碳酸钙是弱电解质

②碳酸钙在水中的溶解度很小，但被溶解的碳酸钙全部电离，所以碳酸钙是强电解质

③氯气和氨气的水溶液导电性都很好，所以它们是强电解质

④水难电离，纯水几乎不导电，所以水是弱电解质

A．①②　　　　　　　B．②③

C．①③D．②④

解析：

选D　电解质的电离与其溶解性无关，某些难溶（或微溶）的盐，如BaSO4、CaCO3等，虽然其溶解度很小，但溶于水的部分完全电离，则属于强电解质；导电性取决于离子所带的电荷数及离子浓度，氨气溶于水生成的NH3·H2O发生微弱电离，NH3·H2O属于弱电解质，水属于弱电解质。

2．有下列电解质：

①氯化铵　②氢氧化钠　③H2S　④碳酸氢钠　⑤磷酸　⑥硫酸

请用以上物质的序号，填写下列空白：

（1）属于强电解质的有_________________________________________________；

（2）属于弱电解质的有__________________________________________________。

解析：

强酸（H2SO4）、强碱（NaOH）、盐（NH4Cl、NaHCO3）属于强电解质；弱酸（H3PO4）属于弱电解质。

答案：

（1）①②④⑥　

（2）③⑤

1．弱电解质的电离平衡

在一定条件下（如温度和浓度），弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到电离平衡状态。

2．弱电解质电离平衡的建立

3．弱电解质的电离方程式

弱电解质的电离过程是可逆的，其电离方程式用“”表示。

例如：

NH3·H2O：

NH3·H2ONH

＋OH－。

弱电解质醋酸在水中部分电离，电离的示意图如下

[问题思考]

1．醋酸在水中部分电离，如何书写电离方程式？

H2CO3也属于弱电解质，如何书写电离方程式？

弱碱Fe（OH）3呢？

提示：

CH3COOHCH3COO－＋H＋；

H2CO3H＋＋HCO

，HCO

H＋＋CO

；

Fe（OH）3Fe3＋＋3OH－。

2．若对烧杯中的醋酸溶液加热，醋酸的电离程度将如何变化？

加水呢？

加入少许CH3COONa晶体呢？

提示：

加热能促进醋酸的电离，电离程度增大；加水能促进醋酸的电离，电离程度增大；加入少许CH3COONa晶体能抑制CH3COOH的电离，电离程度减小。

1．电离方程式的书写

类型

电离方程式的特点

典型例子

强电解质

完全电离，电离方程式写“===”

H2SO4===2H＋＋SO

NaOH===Na＋＋OH－

NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

弱电解质

一元弱酸

或弱碱

不完全电离，电离方程式写“”

CH3COOHCH3COO－＋H＋NH3·H2ONH

＋OH－

多元弱酸

分步电离，以第一步为主，电离方程式写“”

H2CO3H＋＋HCO

（主）

HCO

H＋＋CO

（次）

多元弱碱

用一步电离表示，且电离方程式写“”

Cu（OH）2Cu2＋＋2OH－

2.影响电离平衡的因素

（1）内因：

电解质本身的性质决定了其电离程度的大小。

（2）外因：

①温度：

升高温度使电离平衡向电离的方向移动。

②浓度：

浓度降低，电离平衡向电离的方向移动，因为离子相互碰撞结合为分子的几率减小。

③相同离子：

在弱电解质溶液中加入与弱电解质有相同离子的强电解质时，电离平衡逆向移动。

④反应离子：

加入能与电解质电离出的离子反应的离子时，电离平衡向电离方向移动。

1．醋酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（　　）

①1mol·L－1的醋酸溶液中，c（H＋）＝0.01mol·L－1

②醋酸以任意比与水互溶　③10mL1mol·L－1的醋酸溶液恰好与10mL1mol·L－1的NaOH溶液完全反应

④在相同条件下，醋酸溶液的导电性比盐酸弱

A．①②B．②③

C．③④D．①④

解析：

选D　①中若醋酸完全电离，则c（H＋）＝1mol·L－1，而现在c（H＋）＝0.01mol·L－1，说明醋酸部分电离，为弱电解质；③是与强碱的反应，不能说明其电离程度的大小；④是在相同条件下，比较二者导电性强弱，醋酸溶液的导电性弱，说明醋酸溶液中离子浓度小，即电离程度小，盐酸中的HCl是完全电离的，故说明醋酸是部分电离，为弱电解质。

2．写出下列电解质在水溶液中的电离方程式

（1）HClO4：

_________________________________________________________；

（2）HClO：

__________________________________________________________；

（3）NaHCO3：

_________________________________________________________；

（4）NaHSO4：

__________________________________________________________。

答案：

（1）HClO4===H＋＋ClO

（2）HClOH＋＋ClO－

（3）NaHCO3===Na＋＋HCO

，

HCO

H＋＋CO

（4）NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

[方法技巧]

证明HA为一元弱酸的方法

（1）比较相同条件下，HA和HCl溶液中c（H＋）的大小（或pH的大小）。

（2）比较同浓度的HA、HCl溶液与活泼金属（如Zn）反应的快慢。

（3）证明HA溶液中存在着电离平衡。

（4）比较同浓度HA和HCl溶液的导电性的强弱。

1．含义：

电离平衡的平衡常数叫做电离常数，用K表示。

2．表示方法：

对于ABA＋＋B－。

K＝

。

3．K的意义：

它能表示弱电解质的电离能力。

（1）温度一定时，K越大，弱电解质的电离程度越大，K越小，弱电解质的电离程度越小；

（2）多元弱酸每步电离都有电离常数，分别表示为K1、K2、K3等，这些常数间的关系为K1≫K2≫K3。

[特别提醒]　

（1）电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关，同一温度下，不论弱酸、弱碱的浓度如何变化，电离常数是定值。

（2）弱电解质的电离常数只受温度变化的影响。

升高温度，电离常数增大。

1．下列关于电离常数的说法中正确的是（　　）

A．电离常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱

B．电离常数与温度无关

C．不同浓度的同一弱电解质，其电离常数不同

D．多元弱酸各步电离常数相互关系为K1＜K2＜K3

解析：

选A　电离常数的大小反映了该弱电解质的电离能力，A正确；电离常数的大小与温度有关，因为弱电解质电离都吸热，温度升高，电离常数增大，除温度外，电离常数与其他因素无关，B、C错误；对于多元弱酸，第一步电离产生的H＋对第二步电离起抑制作用，故K1≫K2≫K3，D错误。

2．在25℃时，0.1mol·L－1的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液，它们的电离常数分别为4.6×10－4、1.8×10－4、6.2×10－10、K1＝4.3×10－7和K2＝5.6×10－11，其中氢离子浓度最小的是（　　）

A．HNO2　　　　　　　　　B．HCOOH

C．HCND．H2CO3

解析：

选C　由电离常数的大小可知，酸性由强到弱的顺序是：

HNO2>HCOOH>H2CO3>HCN，故c（H＋）最小的是HCN。

[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类，完全正确的是（　　）

选项

类别　　

A

B

C

D

强电解质

Fe

NaCl

CaCO3

HNO3

弱电解质

CH3COOH

NH3

H3PO4

Fe（OH）3

非电解质

蔗糖

BaSO4

酒精

H2O

解析：

选C　A项，Fe既不是电解质，也不是非电解质；B项，NH3是非电解质，BaSO4是强电解质；D项，H2O是弱电解质。

2．下列电离方程式中正确的是（　　）

A．NaHSO4溶于水：

NaHSO4Na＋＋H＋＋SO

B．次氯酸电离：

HClO===ClO－＋H＋

C．HF溶于水：

HF＋H2OH3O＋＋F－

D．NH4Cl溶于水：

NH4ClNH

＋Cl－

解析：

选C　A项，硫酸氢钠完全电离，应用===，错误；B项，次氯酸是弱电解质，部分电离，应用，错误；C项，氟化氢是弱电解质，部分电离，正确；D项，氯化铵是盐，属于强电解质，其溶于水完全电离出铵根离子和氯离子，不能用，错误。

3．根据下表提供的数据可知，在溶液中能大量共存的微粒是（　　）

化学式

电离常数

CH3COOH

K＝1.7×10－5

HCN

K＝4.9×10－10

H2CO3

K1＝4.3×10－7，K2＝5.6×10－11

A.H2CO3、HCO

、CH3COO－、CN－

B．HCO

、CH3COOH、CN－、CO

C．HCN、HCO

、CN－、CO

D．HCN、HCO

、CH3COO－、CN－

解析：

选D　根据表中电离常数可知，酸性强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO

。

A项，H2CO3的酸性强于HCN，H2CO3、CN－能够反应生成HCO

和HCN，在溶液中不能大量共存，错误；B项，CH3COOH的酸性强于H2CO3和HCN，CH3COOH能够与HCO

、CN－、CO

反应，在溶液中不能大量共存，错误；C项，HCN的酸性强于HCO

，HCN与CO

反应生成HCO

，在溶液中不能大量共存，错误；D项，HCN、HCO

、CH3COO－、CN－之间不反应，在溶液中能够大量共存，正确。

4.在一定温度下，醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。

请回答：

（1）“O”点处醋酸的导电能力为0的原因是_____________________

_________________________________________________________。

（2）在a、b、c三点处，溶液中c（H＋）由小到大的顺序为

________________________________________________________________________。

（3）在a、b、c三点处，电离程度最大的是________（用字母表示）。

（4）若使c点处的溶液中c（CH3COO－）增大，c（H＋）减小，可采取的措施有

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________。

解析：

溶液的导电能力主要由离子浓度来决定，图像说明醋酸加水稀释过程中，离子浓度随着水的加入先逐渐增大后逐渐减小，c（H＋）在b点处的溶液中最大，在c点处的溶液中最小，这是因为c（H＋）＝

，加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，n（H＋）增大使c（H＋）有增大的趋势，而V（aq）增大使c（H＋）有减小的趋势，c（H＋）增大还是减小，取决于这两种趋势中哪一种占主导地位。

在“O”点处，未加水，只有醋酸，因醋酸未发生电离，没有自由移动的离子存在，故导电能力为0。

要使c点处的溶液中CH3COO－的浓度增大，H＋的浓度减小，可加入强碱、活泼金属等使电离平衡正向移动并消耗H＋。

答案：

（1）在“O”点处醋酸未发生电离，无离子存在

（2）c

②加少量Na2CO3固体　③加入Zn、Mg等活泼金属

1．下列物质中，属于弱电解质的是（　　）

A．氯化氢　　　　　　　B．氢氧化钠

C．一水合氨D．酒精

解析：

选C　氯化氢、NaOH为强电解质，酒精为非电解质，NH3·H2O为弱电解质。

2．下列电离方程式正确的是（　　）

A．CH3COOHCH3COO－＋H＋

B．Ba（OH）2===Ba＋2＋2OH－

C．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO

D．H3PO43H＋＋PO

解析：

选A　CH3COOH属于弱电解质，电离方程式用“”，A项正确；Ba（OH）2是强电解质，电离出的阳离子符号为Ba2＋，B项错误；NaHCO3是强电解质，但HCO

是原子团，正确写法应是NaHCO3===Na＋＋HCO

，C项错误；H3PO4是弱电解质，应该分步电离：

H3PO4H＋＋H2PO

，D项错误。

3．在含有酚酞的0.1mol·L－1氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液颜色（　　）

A．变蓝色B．变深

C．变浅D．不变

解析：

选C　在氨水中存在电离平衡NH3·H2ONH

＋OH－，向氨水中加入少量的NH4Cl晶体时，会抑制氨水的电离，使溶液中OH－的浓度减小，则溶液颜色变浅。

4．在CH3COOH溶液中存在如下平衡：

CH3COOHH＋＋CH3COO－。

加入少量下列固体物质，能使平衡逆向移动的是（　　）

A．NaCl　　　　　　　　B．CH3COONa

C．Na2CO3D．NaOH

解析：

选B　加入Na2CO3、NaOH能与H＋反应，使平衡正向移动；加入CH3COONa，c（CH3COO－）增大，平衡逆向移动。

5．室温下向10mL0.1mol·L－1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小

B．溶液中

不变

C．醋酸的电离程度增大，c（H＋）亦增大

D．醋酸的电离常数K随醋酸浓度减小而减小

解析：

选B　醋酸加水稀释，促进醋酸的电离，溶液中导电离子的数目增加，A错误；醋酸加水稀释，电离程度增大，但c（H＋）减小，C错误；电离常数K只与温度有关，与醋酸的浓度无关，D错误；由于温度不变，电离平衡常数K＝

不变。

6．下列说法正确的是（　　）

A．电离常数受溶液浓度的影响

B．电离常数可以表示弱电解质的相对强弱

C．电离常数大的酸中的c（H＋）一定比电离常数小的酸中的c（H＋）大

D．H2CO3的电离常数表达式：

K＝

解析：

选B　A项，电离常数只受温度的影响，与溶液浓度无关，错误；B项，电离常数可以表示弱电解质的相对强弱，正确；C项，酸中c（H＋）既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，错误；D项，碳酸是分步电离的，以第一步电离为主，第一步电离常数表达式为K1＝

，错误。

7．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．K电离（HF）

C．c（F－）/c（H＋）D．c（H＋）/c（HF）

解析：

选D　A项，加水稀释，促进电离，但c（H＋）减小，错误；B项，电离常数只受温度的影响，温度不变，电离常数不变，错误；C项，HFH＋＋F－，随着加水稀释，c（F－）不断减小，c（H＋）接近且大于10－7mol·L－1，故

减小，错误；D项，HFH＋＋F－，同一溶液，体积相同，因此有c（H＋）/c（HF）＝n（H＋）/n（HF），加水稀释促进电离，n（H＋）增大，n（HF）减小，此比值变大，正确。

8．已知下面三个数据：

7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10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）＝7.2×10－4

B．K（HNO2）＝4.9×10－10

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）

解析：

选B　根据较强的酸制备较弱的酸的原理判断，三种酸的酸性强弱顺序是HF>HNO2>HCN。

酸性越强，电离常数越大，因此亚硝酸的电离常数应该是4.6×10－4，B项不正确。

9．25℃时，50mL0.10mol·L－1醋酸中存在下述平衡：

CH3COOHCH3COO－＋H＋，若分别作如下改变，对上述平衡有何影响？

（1）加入少量纯醋酸，平衡将________，溶液中c（H＋）将________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）加入一定量蒸馏水，平衡将________，溶液中c（H＋）将________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（3）加入少量0.10mol·L－1盐酸，平衡将________，溶液中c（H＋）将________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（4）加入20mL0.10mol·L－1NaCl溶液，平衡将______，溶液中c（H＋）将________（填“增大”“减小”或“不变”）。

解析：

对于弱电解质的水溶液，加水稀释，溶液的体积增大，平衡向电离的方向移动。

若加入纯醋酸，CH3COOH分子的浓度增大，平衡向电离方向移动。

答案：

（1）向电离方向移动　增大

（2）向电离方向移动　减小

（3）向离子结合成分子的方向移动　增大

（4）向电离方向移动　减小

10．已知在25℃时，醋酸、碳酸和亚硫酸的电离常数如下表：

醋酸

碳酸

亚硫酸

Ka＝1.75×10－5

Ka1＝4.30×10－7

Ka2＝5.61×10－11

Ka1＝1.54×10－2

Ka2＝1.02×10－7

（1）写出碳酸的第一步电离常数表达式：

Ka1＝____________________________。

（2）在相同条件下，试比较H2CO3、HCO

和HSO

的酸性强弱：

__________>__________>__________。

解析：

（1）碳酸属于弱酸，应分步电离H2CO3HCO

＋H＋，HCO

H＋＋CO

，第一步电离常数表达式为Ka1＝c（HCO

）×c（H＋）/c（H2CO3）；

（2）根据电离常数表示的意义，弱酸的电离常数越大，越容易电离，酸性越强，因此酸性H2CO3>HSO

>HCO

。

答案：

（1）c（H＋）×c（HCO

）/c（H2CO3）

（2）H2CO3　HSO

　HCO

1．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－）

解析：

选C　CH3COOH电离达到平衡时，未电离的电解质分子和其电离出的离子浓度恒定不变，C项正确。

2．氨水溶液中存在电离平衡NH3·H2ONH

＋OH－，下列叙述正确的是（　　）

A．加水后，溶液中n（OH－）增大

B．加少量浓盐酸，溶液中c（OH－）增大

C．加少量浓NaOH溶液，电离平衡向正反应方向移动

D．加少量NH4Cl固体，溶液中c（NH

）减少

解析：

选A　加水后，平衡向右移动，溶液中n（OH－）增大，但c（OH－）会减小，A正确；加入少量浓盐酸，中和溶液中的OH－，使溶液中n（OH－）减少，B不正确；加入少量浓NaOH溶液，增大了OH－浓度，使电离平衡向逆反应方向移动，C不正确；加入少量NH4Cl固体，使溶液中的NH

浓度增大，平衡虽然会向左移动，但溶液中c（NH

）一定比原平衡要大，故D也不正确。

3．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c（H＋）不变

D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动

解析：

选B　A项，加H2O促进弱电解质的电离；B项，加入少量NaOH固体，降低c（H＋），使电离平衡向正反应方向移动；C项，加入盐酸，使溶液中c（H＋）增大，电离平衡向逆反应方向移动；D项，加入CH3COONa固体，使溶液中c（CH3COO－）增大，电离平衡向逆反应方向移动。

4．下列说法正确的是（　　）

A．溶液中有CH3COOH、CH3COO－和H＋即可证明CH3COOH达到电离平衡状态

B．溶液中CH3COO－和H＋的物质的量浓度相等可证明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