步步高届高考化学广东专用一轮复习配套文档第八章 第1讲 弱电解质的电离平衡.docx

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步步高届高考化学广东专用一轮复习配套文档第八章第1讲弱电解质的电离平衡

第1讲　弱电解质的电离平衡

[考纲要求]　1.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。

2.了解电离平衡常数。

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：

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．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）。

答案　②①③④

解析　氨水：

NH3、H2O、NH3·H2O、NH

、OH－、H＋共6种；氯水：

H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－共7种；NaHSO4溶液：

H2O、Na＋、H＋、SO

、OH－共5种；盐酸：

H＋、Cl－、OH－、H2O共4种。

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－（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）×

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）某些离子化合物是弱电解质，如（CH3COO）2Pb等；（4）由于OH－的浓度小于0.1mol·L－1，所以BOH应属于弱碱，应为BOHB＋＋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.

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．（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

答案　B

解析　在NaHCO3溶液中存在如下电离平衡，HCO

H＋＋CO

，当加入少许冰醋酸时，HCO

与冰醋酸电离出的H＋反应生成CO2和H2O，上述平衡向左移动，c（CO

）减小。

当加入少量Ba（OH）2固体时发生如下反应，Ba2＋＋2OH－＋2HCO

===BaCO3↓＋CO

＋2H2O，因而c（CO

）增大。

选项B正确。

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．③⑥

C．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，符合题意，③正确；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错；加入MgSO4固体发生反应Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓，溶液中c（OH）－减小，⑥错。

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项会使

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　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_____________________________。

答案　

（1）CH3COOH>H2CO3>HClO

（2）CO

>ClO－>HCO

>CH3COO－

（3）a>b>d>c

（4）A　ABCE

（5）大于　稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的大，酸性强，电离平衡常数大　大于　HX酸性强于CH3COOH的，稀释后HX溶液中的c（H＋）小于CH3COOH溶液中的c（H＋），所以其对水电离的抑制能力也较弱

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，水解程度越大，碱性越强。

（4）醋酸是弱电解质，稀释后电离程度增大，但CH3COOH、CH3COO－、H＋的浓度却都减小，c（OH－）却是增大的，且CH3COOH的浓度减小的程度最大。

升温促进电离，Kw、Ka均增大，c（H＋）增大，c（H＋）/c（CH3COOH）增大，c（OH－）/c（H＋）减小。

（5）根据图像分析知道，起始是两种溶液中c（H＋）相同，c（较弱酸）>c（较强酸），稀释过程中较弱酸的电离程度增大，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；HX酸性强于CH3COOH的，稀释后HX溶液中c（H＋）小于CH3COOH溶液中的c（H＋），所以对水电离的抑制能力减弱。

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__________性（填“酸”、“碱”或“中”）；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HCl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＝

＝

。

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

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的变化

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________。

答案　

盐酸　一样多

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，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。

答案　

醋酸　醋酸

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。

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________________________________________________________________________。

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

解析　解答本题要注意以下三点：

（1）HCl、H2SO4都是强酸，但H2SO4是二元酸。

（2）CH3COOH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．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

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？

_____________________

________________________________________________________________________。

（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_____________________________________________。

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晶体溶于适量水配成溶液，分别滴入酚酞试液，CH3COONa溶液变浅红色，NaCl溶液不变色

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（　　）

（2013·重庆理综，2B）

（2）稀醋酸加水稀释，醋酸的电离程度增大，溶液的pH减小（　　）

（2012·重庆理综，10B）

（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（　　）

（2012·福建理综，10C）

（4）CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中

的值减小（　　）

（2013·江苏，11C）

（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（　　）

（2013·福建理综，8B）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）√　（5）×

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

答案　B

解析　醋酸加水稀释，促进电离，导电粒子的数目增加，故A错误；由于温度不变，电离平衡常数K＝

＝

·

不变，由于Kw不变，则题给比值不变，故B正确；醋酸加水稀释，电离程度增大，但c（H＋）变小，故C错误；加入10mLpH＝11的NaOH溶液，醋酸过量，混合后溶液显酸性，故D错误。

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＝