弱电解质的电离平衡.docx

弱电解质的电离平衡.docx

《弱电解质的电离平衡.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《弱电解质的电离平衡.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

弱电解质的电离平衡

第八章水溶液中的离子平衡

第1讲　弱电解质的电离平衡

考点一　弱电解质的电离平衡

1．弱电解质

（1）概念

（2）与化合物类型的关系

强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物。

弱电解质主要是某些共价化合物。

2．弱电解质的电离平衡

（1）电离平衡的建立

在一定条件下（如温度、压强等），当弱电解质电离的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。

（2）电离平衡的特征

（3）外界条件对电离平衡的影响

①内因：

弱电解质本身的性质。

②外因：

浓度、温度、加入试剂等。

（4）电离过程是可逆过程，可直接用化学平衡移动原理分析电离平衡。

以0.1mol·L－1CH3COOH溶液为例：

CH3COOH≒CH3COO－＋H＋（正向吸热）。

实例（稀溶液）

CH3COOH≒H＋＋CH3COO－　ΔH>0

改变条件

平衡移动方向

n（H＋）

c（H＋）

导电能力

Ka

加水稀释

→

增大

减小

减弱

不变

加入少量冰醋酸

→

增大

增大

增强

不变

加HCl（g）

←

增大

增大

增强

不变

加NaOH（s）

→

减小

减小

增强

不变

加入镁粉

→

减小

减小

增强

不变

升高温度

→

增大

增大

增强

增大

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？

________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

2．稀释一弱电解质溶液时，所有粒子浓度都会减小吗？

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________。

3．在下列溶液中①氨水　②氯水　③NaHSO4溶液　④盐酸，所含微粒种类由多到少的顺序是________（填序号）。

4．判断正误，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）弱电解质一定是共价化合物（　　）

（4）由0.1mol·L－1一元碱BOH的pH＝10，可知溶液中存在BOH===B＋＋OH－（　　）

题组一　改变条件，平衡移动，判结果变化

1．（2011·新课标全国卷，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.

2．（2012·上海，17）将100mL1mol·L－1的NaHCO3溶液等分为两份，其中一份加入少许冰醋酸，另外一份加入少许Ba（OH）2固体，忽略溶液体积变化。

两份溶液中c（CO

）的变化分别是（　　）

A．减小、减小B．减小、增大C．增大、增大D．增大、减小

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·H2O≒NH

＋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

4．已知0.1mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：

CH3COOH≒CH3COO－＋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

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

NH3·H2O

NH3·H2O≒NH

＋OH－

Kb＝1.7×10－5

CH3COOH

CH3COOH≒CH3COO－＋H＋

Ka＝1.7×10－5

HClO

HClO≒H＋＋ClO－

Ka＝4.7×10－8

（2）CH3COOH酸性大于HClO酸性（填“大于”、“小于”或“等于”），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H2CO3≒H＋＋HCO

，HCO

≒H＋＋CO

。

（2）电离平衡常数表达式：

Ka1＝

，Ka2＝

。

（3）比较大小：

Ka1>Ka2。

深度思考

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）：

________________________________________________________。

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。

）：

___________________________________________。

题组一　影响电离平衡常数的因素及其应用

1．25℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：

化学式

CH3COOH

H2CO3

HClO

电离平衡常数

1.7×10－5

K1＝4.3×10－7

K2＝5.6×10－11

3.0×10－8

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）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____________（填编号）。

（4）常温下0.1mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变小的是________（填字母序号，下同）。

A．c（H＋）B．c（H＋）/c（CH3COOH）C．c（H＋）·c（OH－）D．c（OH－）/c（H＋）E.

若该溶液升高温度，上述5种表达式的数据增大的是________________。

（5）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

_______________________________，稀释后，HX溶液中由水电离出来的c（H＋）_______（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸溶液中由水电离出来的c（H＋），理由是_________________________________________。

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）＝1.5×10－5。

若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则

H2CO3≒HCO

＋H＋的平衡常数K1＝________。

（已知：

10－5.60＝2.5×10－6）

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__________性（填“酸”、“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝_____________________________。

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

＝pHHA

浓度：

0.01mol·L－1＝c（HA）

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时消耗碱的量

HA＝HB

HA

体积相同时与过量活泼金属反应产生H2的量

HA＝HB

HA

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变化

HA：

不变HB：

变大

HA：

不变HB：

变大

加水稀释10倍后

3＝pHHA

3＝pHHA>pHHB>2

溶液的导电性

HA>HB

HA＝HB

水的电离程度

HA

HA＝HB

深度思考

按要求画图像，并回答问题。

（1）相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸

①加入足量的Zn，画出H2体积的变化图像

单位时间内，________产生的H2多，反应停止时，产生的H2________。

②加水稀释，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。

（2）相同体积、相同pH值的盐酸和醋酸

①加入足量的Zn，画出H2体积的变化图像

单位时间内，________产生的H2多，反应停止时，________产生的H2多。

②加水稀释，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，________加入的水多。

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________________________。

2．今有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是（　　）

序号

①

②

③

④

pH

11

11

3

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

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？

________________________________________________________________________。

（4）丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞试验，也论证了醋酸是弱酸的事实，该同学的试验操作和现象是________________________________________________。

1．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

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试液。

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。

现象：

pH>7。

2．搭建思维平台

我们在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的试题时，不妨用假设法给自己搭建一个平台，用这个平台进行分析。

如题2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。

探究高考　明确考向

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）25℃时，用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH＝7，V醋酸＜VNaOH（　　）

（2）稀醋酸加水稀释，醋酸的电离程度增大，溶液的pH减小（　　）

（3）中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n（NaOH）相等（　　）

（4）CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中

的值减小（　　）

（5）室温下，对于0.10mol·L－1的氨水，加水稀释后，溶液中c（NH

）·c（OH－）变大（　　）

2．（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

3．（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

4．（2010·大纲全国卷Ⅱ，9）相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积（V）随时间（t）变化的示意图正确的是（　　）

5．（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

6．（2010·上海，21改编）甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10mL0.1mol·L－1AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。

下列判断正确的是（　　）

A．甲中沉淀一定比乙中的多B．甲中沉淀可能比乙中的多

C．甲中沉淀一定比乙中的少D．甲中和乙中的沉淀不可能一样多

7．（2009·山东理综，15）

某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。

据图判断正确的是（　　）

A．Ⅱ为盐酸稀释时的pH值变化曲线

B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强

C．a点Kw的数值比c点Kw的数值大

D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度

练出高分

1．下列关于弱电解质的说法中，正确的是（　　）

A．弱电解质需要通电才能发生电离

B．醋酸达到电离平衡时，不存在：

CH3COO－＋H＋≒CH3COOH

C．H2SO4是共价化合物，所以它是弱电解质

D．弱电解质溶液中，既有溶质分子，又有溶质电离出来的离子

2．一元弱酸HA溶液中存在下列电离平衡：

HAH＋＋A－。

将1.0molHA分子加入水中配成1.0L溶液，下图表示溶液中HA、H＋、A－的物质的量浓度随时间变化的曲线正确的是（　　）

3．在醋酸溶液中滴入稀氨水，溶液的导电能力发生变化，其导电能力随加入氨水的体积（V）的变化曲线是（　　）

4．在二氧化碳的饱和溶液中，c（H＋）和c（CO

）的比值（　　）

A．等于1B．等于2C．大于2D．1～2之间

5．已知次氯酸是比碳酸还弱的酸，反应Cl2＋H2O≒HCl＋HClO达到平衡后，要使HClO浓度增大，可加入（　　）

A．NaCl固体B．水C．CaCO3固体D．NaOH固体

6．一定量的锌粒与足量稀硫酸反应，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是（　　）

A．加入少量水，产生H2速率减小，H2体积不变

B．加入NH4HSO4固体，产生H2速率不变，H2体积不变

C．加入CH3COONa固体，产生H2速率减小，H2体积减小

D．滴加少量CuSO4溶液，产生H2速率变大，H2体积不变

7．用水稀释0.1mol·L－1氨水，溶液中随着水量的增加而增大的是（　　）

A．c（H＋）·c（NH3·H2O）/c（NH

）B．c（NH

）·c（OH－）/c（NH3·H2O）

C．c（H＋）·c（OH－）D.

8．在体积均为1L，pH均等于2的盐酸和醋酸中，分别投入0.12g镁粉充分反应后，下图中比较符合反应事实的曲线是（　　）

9．向等体积等物质的量浓度的H2S和SO2的水溶液中分别通入不同的气体，一段时间后，如图

表示通入气体的量与溶液pH关系的曲线图，下列说法中正确的是（　　）

A．曲线a表示向H2S水溶液中通入O2

B．曲线b表示向SO2水溶液中通入O2

C．曲线c表示向H2S水溶液中通入Cl2

D．曲线d表示向SO2水溶液中通入H2S

10．常温下MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时，pH变化如图所示。

下列叙述中不正确的是（　　）

A．ROH是一种强碱，MOH是一种弱碱

B．等浓度的MOH与盐酸反应，所得溶液呈中性，则V（MOH）＞V（盐酸）

C．在x点，c（M＋）＝c（R＋）

D．稀释前，c（ROH）＝10c（MOH）

11．一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如图

所示，请回答：

（1）O点为什么不导电：

_____________________________________。

（2）a、b、c三点溶液的pH由小到大的顺序是_____________________。

（3）H＋的物质的量最大的是________（填“a”、“b”或“c”）。

（4）若使c点溶液中的c（CH3COO－）增大，可以采取下列措施中的________（填序号）。

A．加热　B．加很稀的NaOH溶液　C．加NaOH固体

D．加水　E．加CH3COONa固体F．加入锌粒

12．现有pH＝2的醋酸甲和pH＝2的盐酸乙：

（1）取10mL的甲溶液，加入等体积的水，醋酸的电离平衡________（填“向左”、“向右”或“不”）移动，若加入少量的冰醋酸，醋酸的电离平衡________（填“向左”、“向右”或“不”）移动，若加入少量无水醋酸钠固体，待固体溶解后，溶液中c（H＋）/c（CH3COOH）的值将________（填“增大”、“减小”或“无法确定”）。

（2）相同条件下，取等体积的甲、乙两溶液，各稀释100倍。

稀释后的溶液，其pH大小关系为pH（甲）________pH（乙）（填“大于”、“小于”或“等于”）。

若将甲、乙两溶液等体积混合，溶液的pH＝__________。

（3）各取25mL的甲、乙两溶液，分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH＝7，则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V（甲）________V（乙）（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）取25mL的甲溶液，加入等体积pH＝12的NaOH溶液，反应后溶液中c（Na＋）、c（CH3COO－）的大小关系为c（Na＋）________c（CH3COO－）（填“大于”、“小于”或“等于”）。

13．

（1）一定温度下，向1L0.1mol·L－1CH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固体，则醋酸的电离平衡向________（填“正”或“逆”）反应方向移动；溶液中

的值________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）氨气的水溶液称为氨水，其中存在的主要溶质微粒是NH3·H2O。

已知：

a.常温下，醋酸和NH3·H2O的电离平衡常数均为1.74×10－5；

b．CH3COOH＋NaHCO3===CH3COONa＋CO2↑＋H2O。

则CH3COONH4溶液呈________性（填“酸”、“碱”或“中”，下同），NH4HCO3溶液呈________性，NH4HCO3溶液中物质的量浓度最大的离子是__________（填化学式）。

（3）99℃时，Kw＝1.0×10－12，该温度下测得0.1mol·L－1Na2A溶液的pH＝6。

①H2A在水溶液中的电离方程式为________________________________________________。

②该温度下，将0.01mol·L－1H2A溶液稀释到20倍后，溶液的pH＝________。

③体积相等、pH均为1的盐酸与H2A溶液分别与足量的Zn反应，产生的氢气________（填字母序号）。

A．盐酸多B．H2A多C．一样多D．无法确