学年人教版高中化学选修4导学案31弱电解质的电离 Word版含答案.docx

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学年人教版高中化学选修4导学案31弱电解质的电离Word版含答案

第一节　弱电解质的电离

　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的电离平衡移动。

　4.了解电离常数的概念、表达式和意义。

　强、弱电解质

1．盐酸和醋酸的比较

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。

完成下面的表格：

1mol/LHCl

1mol/LCH3COOH

实

验

操

作

与镁反应现象

产生无色气泡较快

产生无色气泡较慢

结论

Mg与盐酸反应速率大，表明盐酸中c（H＋）较大，说明在水中盐酸的电离程度大于醋酸的电离程度

溶液的pH

数值

不相同（填“相同”或“不相同”，下同）

结论

相同物质的量浓度的盐酸和醋酸中c（H＋）不相同

实验结论

不同的电解质在水中的电离程度不相同

2.强电解质和弱电解质

—

—

3．电离方程式的书写

（1）强电解质

完全电离，书写电离方程式时用“===”。

（2）弱电解质

部分电离，书写电离方程式时用“”。

①一元弱酸、弱碱一步电离。

如CH3COOH：

CH3COOHCH3COO－＋H＋，

NH3·H2O：

NH3·H2ONH

＋OH－。

②多元弱酸分步电离，必须分步写出，不可合并（其中以第一步电离为主）。

如H2CO3：

H2CO3H＋＋HCO

（主），

HCO

H＋＋CO

（次）。

③多元弱碱分步电离（较复杂），在中学阶段要求一步写出。

如Fe（OH）3：

Fe（OH）3Fe3＋＋3OH－。

（1）酸式盐电离方程式的书写

①强酸的酸式盐在水溶液中完全电离，如NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

，但其在熔融态时为NaHSO4（熔融）===Na＋＋HSO

。

②弱酸的酸式盐“强中有弱”，如NaHCO3===Na＋＋HCO

，HCO

H＋＋CO

。

（2）Al（OH）3电离方程式的书写

酸式电离：

Al（OH）3H＋＋AlO

＋H2O，

碱式电离：

Al（OH）3Al3＋＋3OH－。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）稀硫酸能导电，所以稀硫酸是电解质。

（　　）

（2）SO2的水溶液能导电，故SO2是电解质。

（　　）

（3）固态的NaCl不导电，因此NaCl不属于电解质。

（　　）

（4）Fe能导电，故Fe是电解质。

（　　）

（5）BaSO4不溶于水，故BaSO4是非电解质。

（　　）

（6）盐酸中只有H＋和Cl－，没有HCl分子，故盐酸是强电解质。

（　　）

（7）Ca（OH）2微溶于水，所以它是弱电解质。

（　　）

（8）H2CO3的电离方程式为H2CO32H＋＋CO

。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×　（7）×　（8）×

2．下列物质中，既能导电又属于强电解质的一组是（　　）

A．熔融MgCl2、熔融NaOH　　B．液氨、石灰水

C．石墨、食醋D．稀硫酸、蔗糖

解析：

选A。

液氨、蔗糖是非电解质。

石灰水、食醋、稀硫酸是电解质溶液，为混合物，石墨属于单质，故四者既不是电解质也不是非电解质。

因此B、C、D均不符合题意。

强电解质和弱电解质的比较

强电解质

弱电解质

相同点

在水溶液中都能产生自由移动的离子，都是电解质

不

同

点

水溶液中

粒子存在

的形式

只存在电解质电离产生的阴、阳离子，不存在电解质分子

存在大量弱电解质分子和少量弱电解质电离产生的离子

电离过程

不可逆，电离方程式用“===”

可逆，电离方程式用“”

电离程度

完全电离

部分电离

化学键

离子键或极性键

一般为极性键

实例

绝大多数的盐（包括难溶性盐）；

强酸：

HCl、HNO3、H2SO4、HClO4等；强碱：

KOH、NaOH、Ba（OH）2、Ca（OH）2等　

弱酸：

H2CO3、HClO、

CH3COOH等；

弱碱：

NH3·H2O、Cu（OH）2、Fe（OH）3等；

水

（1）尽管CO2、SO2、SO3、NH3等物质的水溶液能够导电，但它们并不是电解质。

（2）溶液的导电能力与溶液中离子的浓度和离子所带电荷数有关：

溶液中离子的浓度越大，离子所带电荷数越多，溶液的导电能力越强。

（3）强电解质的导电能力不一定强，弱电解质的导电能力不一定弱。

（4）熔融状态下能导电的化合物属于离子化合物，不导电的化合物属于共价化合物。

　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（　　）

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

C12H22O11（蔗糖）

BaSO4

C2H5OH

H2O

[解析]　A项，Fe既不是电解质也不是非电解质，错误；B项，NH3是非电解质，BaSO4是强电解质，错误；D项，H2O是弱电解质，错误。

[答案]　C

下列叙述正确的是（　　）

A．碳酸钙难溶于水，放入水中溶液不导电，且碳酸钙在960℃时分解，不存在熔融状态导电的性质，故CaCO3是非电解质

B．NH3溶于水后得到的水溶液能导电，所以NH3是电解质

C．BaSO4难溶于水，但溶于水的那一部分能够完全电离，故BaSO4是强电解质

D．NaCl是电解质，所以NaCl固体能导电

解析：

选C。

电解质在水溶液中或熔融状态下能导电，只是宏观现象，是宏观判断的一种方法，其导电的实质是化合物在水溶液中或熔融状态下能产生自由移动的离子，因此判断某化合物是否为电解质，关键是看它能否发生电离。

CaCO3虽难溶于水，但溶解部分全部电离，所以是强电解质，A错误；NH3溶于水时发生反应：

NH3＋H2ONH3·H2ONH

＋OH－，虽然溶液能导电，但NH3本身不能电离出离子，是非电解质，B错误；NaCl固体不能导电，D错误。

有关电解质理解的三个注意事项

（1）电解质的强弱与其溶解度大小无必然联系，如CaCO3难溶于水，但CaCO3属于强电解质；CH3COOH易溶于水，但CH3COOH属于弱电解质。

（2）电解质的强弱与其溶液的导电能力无必然联系，如强电解质溶液很稀时，导电能力差。

（3）电解质不一定导电（如固态NaCl），导电的物质也不一定是电解质（如石墨、金属等）。

　强、弱电解质的概念及溶液导电性

1．下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是（　　）

A．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物

B．强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物

C．强电解质熔化时都完全电离，弱电解质在水溶液中部分电离

D．强电解质不一定导电，弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质溶液弱

解析：

选D。

强极性的共价化合物也是强电解质，A错误；电解质的强弱与其溶解度无关，B错误；有的强电解质是共价化合物，熔化时不能电离，C错误；电解质导电是有条件的，溶液的导电性与溶液中离子所带的电荷数和离子浓度有关，D正确。

2．下列说法不正确的是（　　）

A．某些难溶的物质，也可能是强电解质

B．导电能力强的溶液，其溶质是强电解质

C．溶质为同一弱电解质的溶液，当浓度不同时，其导电能力也不相同

D．强电解质在熔融状态时，有的导电，有的不导电

解析：

选B。

电解质的强弱与其溶解度无关，如BaSO4为难溶盐，但其是强电解质，A项正确；溶液的导电能力与溶液中自由移动离子的浓度和离子所带电荷数有直接关系，弱电解质的浓溶液也可能具有较强的导电能力，B项错误；溶质为同一弱电解质的溶液，当浓度不同时，其溶液中离子浓度也不同，故其导电能力也不相同，C项正确；强电解质在熔融状态时，有的导电，如氯化钠等离子化合物，有的不导电，如氯化氢等共价化合物，D项正确。

3．下列溶液中导电性最强的是（　　）

A．1L0.1mol/L醋酸

B．0.1L0.1mol/LH2SO4溶液

C．0.5L0.1mol/L盐酸

D．2L0.1mol/LH2SO3溶液

解析：

选B。

溶液中离子浓度越大，溶液的导电性越强。

当离子浓度相同时，还要比较离子所带的电荷数是否相同。

离子浓度越大，离子所带的电荷数越多，溶液的导电性越强。

　弱电解质的电离

1．弱电解质的电离平衡

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

2．电离平衡的建立过程（用vt图像描述）

3．弱电解质的电离或形成过程中体系各粒子浓度的变化

（1）一元弱酸HA电离过程中各粒子浓度的变化

比较项目浓度

c（A－）

c（H＋）

c（HA）

HA初溶于水时

最小

最小

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）一元弱碱BOH电离过程中各粒子浓度的变化

比较项目浓度

c（OH－）

c（B＋）

c（BOH）

等体积等浓度的B＋、OH－溶液相混合时

最大

最大

最小

达到电离平衡前

减小

减小

增大

达到电离平衡时

不变

不变

不变

4.电离平衡的特征

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度。

（　　）

（2）一定温度下，醋酸的浓度越大，其电离程度越大。

（　　）

（3）0.1mol/L的醋酸加水稀释时，醋酸的电离程度增大，故c（H＋）增大。

（　　）

（4）0.1mol/L的醋酸溶液加热，其导电性增强。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√

2．在醋酸溶液中，CH3COOH电离达到平衡的标志是（　　）

A．溶液呈电中性

B．溶液中检测不出CH3COOH分子存在

C．CH3COOH分子电离的速率很快

D．CH3COO－浓度恒定不变

解析：

选D。

CH3COOH电离方程式为CH3COOHCH3COO－＋H＋，此电离过程是可逆过程，不可能进行到底，故醋酸溶液中一直存在CH3COOH分子，且无论电离是否达到平衡状态，溶液都呈电中性，当电离达到平衡状态时，溶液中各微粒的浓度恒定不变。

弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等时，达到电离平衡。

影响电离平衡的因素

（1）影响电离平衡的因素

影响因素

电离程度

原因

内因

电解质本身的性质决定电解质的电离程度

结构决定性质

外

因

升高温度

增大

电离过程是吸热的

减小浓度（稀释）

增大

浓度减小，离子结合生成弱电解质分子的速率减小

外加

电解质

增大弱电解质电离出的离子的浓度

减小

离子（产物）浓度增大，平衡左移

消耗弱电解质电离出的离子

增大

离子（产物）浓度减小，平衡右移

（2）实例说明

以0.1mol/L的醋酸溶液中存在的平衡为例具体分析平衡移动的情况：

CH3COOHCH3COO－＋H＋，分别改变下列条件时，平衡的变化如表所示：

条件改变

平衡移动

电离程度

n（H＋）

c（H＋）

导电能力

加水

正向

增大

增大

减小

减弱

升温

正向

增大

增大

增大

增强

加醋酸铵固体

逆向

减小

减小

减小

增强

加盐酸

逆向

减小

增大

增大

增强

加氢氧化钠固体

正向

增大

减小

减小

增强

加醋酸钠固体

逆向

减小

减小

减小

增强

加铁粉

正向

增大

减小

减小

增强

　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

的值增大，可以采取的措施是（　　）

A．加少量烧碱溶液　　　　B．降低温度

C．加少量冰醋酸D．加水

[解析]　加少量NaOH溶液，醋酸的电离平衡右移，c（H＋）减小，c（CH3COOH）减小，但c（H＋）减小得多，所以

减小，A错误。

降低温度，平衡左移，n（H＋）减小，n（CH3COOH）增大，所以

减小，B错误。

加少量冰醋酸，c（CH3COOH）增大，c（H＋）增大，但c（CH3COOH）增大得更多，所以

减小，C错误。

加水，平衡右移，n（CH3COOH）减小，n（H＋）增大，所以

增大，D正确。

[答案]　D

若将c（H＋）/c（CH3COOH）改为c（H＋），应该选____。

解析：

烧碱溶液消耗H＋，c（H＋）减小；降低温度，平衡向左移动，c（H＋）减小；加少量冰醋酸，平衡向右移动，c（H＋）增大；加水稀释，c（H＋）减小。

答案：

C

　影响电离平衡的因素

1．在氨水中存在下列电离平衡：

NH3·H2ONH

＋OH－，下列情况能引起电离平衡正向移动的是（　　）

①加NH4Cl固体　②加NaOH溶液　③通HCl　④加CH3COOH溶液　⑤加水

A．①③⑤　　　　　　　B．①③④

C．③④⑤D．①②④

解析：

选C。

①加入NH4Cl固体相当于加入NH

，平衡左移；②加入OH－，平衡左移；③通HCl，相当于加入H＋，中和OH－，平衡右移；④加CH3COOH溶液，相当于加H＋，中和OH－，平衡右移；⑤加水，溶液被稀释，平衡右移。

2．在醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使电离平衡正向移动且c（H＋）增大，应采取的措施是（　　）

A．加NaOH固体B．加热

C．加水D．加浓盐酸

解析：

选B。

加NaOH固体，电离平衡正向移动，但c（H＋）减小，A项错误；加热，电离平衡正向移动，c（H＋）增大，B项正确；加水，电离平衡正向移动，但c（H＋）减小，C项错误；加浓盐酸，c（H＋）增大，但电离平衡逆向移动，D项错误。

　一元强酸与一元弱酸的比较

3．相同体积、相同氢离子浓度的强酸溶液和弱酸溶液分别跟足量的镁完全反应，下列说法正确的是（　　）

A．弱酸溶液产生较多的氢气

B．强酸溶液产生较多的氢气

C．两者产生等量的氢气

D．无法比较两者产生氢气的量

解析：

选A。

相同氢离子浓度的强酸和弱酸溶液，前者酸的浓度较小；等体积的两种溶液与足量的镁反应，后者放出氢气多。

4．H＋浓度相同的等体积的两份溶液A和B，A为盐酸，B为醋酸，相同条件下分别和锌反应，若最后仅有一份溶液中存在锌，且放出的氢气的体积相等，则下列说法正确的是　（　　）

①反应所需要的时间B>A

②开始反应时的速率A>B

③参加反应的锌的物质的量A＝B

④反应过程的平均速率B>A

⑤盐酸里有锌剩余

⑥醋酸里有锌剩余

A．③④⑤B．③④⑥

C．②③⑤D．②③⑥

解析：

选A。

开始时c（H＋）相同，因此开始时反应速率相同；因放出H2的体积相同，所以参加反应的锌的量相等；随着反应的进行，醋酸的电离平衡被破坏，向着电离方向移动，故H＋浓度的变化小于盐酸，所以反应过程中醋酸的平均反应速率大于盐酸；醋酸中不可能有锌剩余，因为醋酸能够提供的H＋的量远大于盐酸。

一元强酸和一元弱酸的比较

1．相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸（如盐酸）与一元弱酸（如醋酸）的比较

比较项目

酸

c（H＋）

酸性

中和碱的

能力

与足量活泼金属反应产生H2的总量

与同一金属反应时的起始反应速率

一元强酸

大

强

相同

相同

大

一元弱酸

小

弱

小

2．相同体积、相同c（H＋）的一元强酸（如盐酸）与一元弱酸（如醋酸）的比较

比较项目

酸

c（H＋）

酸性

中和碱的能力

与足量活泼金属反应产生H2的总量

与同一金属反应时的起始反应速率

一元强酸

相同

相同

小

少

相同

一元弱酸

大

多

　电离常数

1．概念：

在一定温度下，当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，溶液中电离出的各离子浓度系数次幂的乘积与弱电解质分子浓度的比值是一个常数。

2．表达式：

对于HAH＋＋A－，K＝

。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）在相同条件下，弱酸的电离常数越大，越易电离。

（　　）

（2）改变条件，电离平衡右移，电离常数增大。

（　　）

（3）升高温度，弱电解质的电离平衡常数增大。

（　　）

（4）在相同条件下，可根据电离平衡常数的大小，比较弱电解质的相对强弱。

（　　）

答案：

（1）√　

（2）×　（3）√　（4）√

2．下列关于电离常数（K）的说法中正确的是（　　）

A．电离常数（K）越小，表示弱电解质电离能力越弱

B．电离常数（K）与温度无关

C．不同浓度的同一弱电解质，其电离常数（K）不同

D．多元弱酸各级电离常数相互关系为K1

解析：

选A。

电离常数表示电离程度的大小，K值越大，电离程度越大。

电离常数与温度有关，温度不变时电离常数不变。

多元弱酸的各级电离常数关系为K1≫K2≫K3。

有关电离常数的注意事项

1．不同弱电解质电离常数的大小由物质本身的性质决定，同一温度下，不同弱电解质的电离常数不同，K值越大，电离程度越大。

2．同一弱电解质在同一温度下改变浓度时，其电离常数不变。

3．电离常数K只随温度的变化而变化，升高温度，K值增大。

4．多元弱酸各级电离常数：

K1≫K2≫K3，其酸性主要由第一步电离决定，K值越大，相应酸的酸性越强。

　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．三种酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCN

D．K（HCN）

[解析]　相同温度下弱电解质的电离常数的大小是比较弱电解质相对强弱的条件之一。

根据题中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）＝7.2×10－4、K（HNO2）＝4.6×10－4、K（HCN）＝4.9×10－10。

[答案]　B

（1）相同温度下，若三种酸溶液中c（H＋）相同，哪种酸的浓度最大？

（2）根据上题中三种酸的对应电离常数，试判断CN－、F－、NO

结合H＋能力由弱到强的顺序。

答案：

（1）HCN浓度最大，因其酸性最弱，电离程度最小。

（2）根据电离常数大小判断酸性的相对强弱，酸性越弱，其电离产生H＋和酸根离子的趋势越小，则酸根离子结合H＋能力越强，故为F－

　电离常数的应用

1．将0.1mol·L－1的NH3·H2O溶液加水稀释，下列说法正确的是（　　）

A.

的值减小

B．OH－的物质的量减小

C.

的值减小

D．NH

的浓度减小

解析：

选D。

加水稀释时，电离平衡NH3·H2ONH

＋OH－向右移动，n（NH

）、n（OH－）增大，n（NH3·H2O）减小，

＝

的值变大；c（NH3·H2O）、c（NH

）、c（OH－）都减小；电离平衡常数K＝

的值不变。

2．常温下，H2SO3的电离常数K1＝1.2×10－2，K2＝6.3×10－8；H2CO3的电离常数K1＝4.5×10－7，K2＝4.7×10－11。

请比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱。

通过实验验证上述结论的正误（简要说明实验步骤、现象和结论，仪器自选）。

供选择的试剂：

CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、澄清石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液。

解析：

由于K1（H2SO3）>K1（H2CO3），故H2SO3的酸性强于H2CO3，要证明酸性H2SO3>H2CO3，可有以下方案：

①将SO2气体依次通过NaHCO3（或Na2CO3）溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水，若品红溶液不褪色，且澄清石灰水变浑浊，证明酸性H2SO3强于H2CO3。

②将CO2气体依次通过NaHSO3（或Na2SO3）溶液、品红溶液，若品红溶液不褪色，证明酸性H2SO3强于H2CO3。

答案：

H2SO3的酸性强于H2CO3

方案一：

将SO2气体依次通过NaHCO3（或Na2CO3）溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。

若品红溶液不褪色，且澄清石灰水变浑浊，证明酸性H2SO3强于H2CO3。

方案二：

将CO2气体依次通过NaHSO3（或Na2SO3）溶液、品红溶液。

若品红溶液不褪色，证明酸性H2SO3强于H2CO3。

（其他合理答案也可）

重难易错提炼

1.电解质是化合物，所有溶液均不是电解质，如稀H2SO4、浓H2SO4不是电解质，硫酸是电解质。

2．电解质的强弱与其溶解度、水溶液的导电能力均无直接关系。

3．弱电解质的相对强弱可直接由同温度下电离常数的大小来判断，相同条件下，弱电解质的电离常数越大，其酸性或碱性越强。

4．勒夏特列原理可用于讨论弱电解质的电离平衡。

课后达标检测

[基础巩固]

1．关于强、弱电解质及非电解质的组合完全正确的是（　　）

选项

A

B

C

D

强电解质

NaCl

H2SO4

CaCO3

HNO3

弱电解质

HF

BaSO4

HClO

CH3COOH

非电解质

Cl2

CS2

C2H5OH

H2CO3

解析：

选C。

A中Cl2是单质，既不是电解质也不是非电解质；B中BaSO4虽难溶于水，但溶解的部分完全电离，是强电解质；D中H2CO3是弱电解质。

2．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－的浓度相等

D．H2CO3是分步电离的，电离程度依次减小

解析：

选D。

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，但不能说明达到电离平衡状态，A错误；根据CH3COOHCH3COO－＋H＋知即使CH3COOH未达平衡状态，CH3COO－和H＋的浓度始终相等，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，且NH3·H2O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。

3．下列电离方程式正确的是（　　）

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：

NH

＋H2ONH3·H2O＋H＋

解析：

选C。

A项，NaHSO4是强电解质，电离方程式不应使用“”；B项，HClO是弱酸，电离方程式中应使用“”；D项不是电离方程式。

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

6.2×10－10