步步高全国高考化学一轮复习 第8章 水溶液中的离子平衡 第27讲 弱电解质的电离平衡讲义 新人教版.docx
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步步高全国高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡第27讲弱电解质的电离平衡讲义新人教版
第27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），当弱电解质电离产生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：
CH3COOHCH3COO－＋H＋（正向吸热）。
实例
（稀溶液）
CH3COOHH＋＋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
通入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
加
CH3COONa（s）
←
减小
减小
增强
不变
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·H2ONH
＋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
答案 C
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
NH3·H2O
NH3·H2ONH
＋OH－
Kb＝1.7×10－5
CH3COOH
CH3COOHCH3COO－＋H＋
Ka＝1.7×10－5
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。
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）
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
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）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>HClO
（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；
③
＝
，加水稀释，n（CH3COO－）增大，n（CH3COOH）减小，故
增大；
④
＝
＝
，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 4.2×10－7
解析 H2CO3H＋＋HCO
K1＝
＝
≈4.2×10－7。
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。
NH3·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＝________。
答案
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（
－
）mol·L－110－7mol·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）。
答案
解析 根据2c（Ba2＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（CH3COO－）
由于c（CH3COO－）＝2c（Ba2＋）＝bmol·L－1
所以c（H＋）＝c（OH－）
溶液呈中性
CH3COOHCH3COO－＋H＋
－bb10－7
Ka＝
＝
。
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＝pHHA0.01mol·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
HAc（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：
不变
HB：
变大
HA：
不变
HB：
变大
加水稀释10倍后
3＝pHHA3＝pHHA>pHHB>2
溶液的导电性
HA>HB
HA＝HB
水的电离程度
HAHA＝HB
深度思考
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________。
答案
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。
答案
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。
答案
醋酸 醋酸
②加水稀释，在丁中画出pH值的变化图像
加水稀释相同的倍数，________的pH大；
加水稀释到相同的pH，________加入的水多。
答案
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>a>b
（4）c>a＝b （5）a＝b＝c a＝b>c （6）c>a＝b
（7）c>a＝b
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
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
答案 D
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·H2ONH
＋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。
现象：
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（×）
（2015·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（√）
（2015·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（√）
（2013·江苏，11C）
（6）室温下，对于0.10mol·L－1的氨水，加水稀释后，溶
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