2017_2018学年高中化学溶液中的离子反应第二课时弱电解质的电离平衡常见的弱电解质学案苏教版.docx

第二课时 弱电解质的电离平衡 常见的弱电解质课标要求1能够从化学平衡的角度理解：弱电解质的电离平衡及电离平衡常数的概念。2知道电离平衡常数、电离度的意义，并进行简单计算。3知道水是一种极弱的电解质，了解影响水电离平衡的因素。4知道水的离子积常数，并能够运用水的离子积常数进行有关计算。1.两个计算式(1)电离常数：如醋酸电离常数为Ka。(2)电离度：100%。2弱电解质的电离平衡也是一种动态平衡，影响电离平衡的因素有温度、浓度、酸、碱及相关离子等。其中升高温度、加水稀释均能使电离平衡右移。3电离常数只受温度影响，与浓度大小无关。相同条件下，弱酸(或弱碱)的电离常数越大，酸性(或碱性)越强。4水是一种极弱的电解质，水的离子积常数：KWc(OH)c(H)，温度一定，KW一定，25 时，KW1.01014。弱电解质的电离平衡1电离平衡(1)概念：在一定温度下，当弱电解质在水溶液中电离达到最大程度时，电离过程并没有停止。此时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，溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化，就达到了电离平衡。(2)图示2电离平衡的特点3电离平衡的表示方法弱电解质的电离过程是可逆的，其电离方程式用“”表示。如：氨水中NH3H2O的电离平衡表示为NH3H2ONHOH。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：CH3COOHCH3COOH；H2CO3HHCO，HCOHCO；Fe(OH)3Fe33OH。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；加水能促进醋酸的电离；加入少许CH3COONa晶体能抑制CH3COOH的电离。1多元弱酸的分步电离与相应电离常数(1)碳酸分两步电离，H2CO3HHCO，HCOHCO。每一步都有相应的电离常数表达式，对于碳酸Ka1，Ka2。(2)对于磷酸：H3PO4HH2PO，H2POHHPO，HPOHPO。则Ka1，Ka2，Ka3。(3)数值关系：Ka1Ka2Ka3，原因是上一步电离出的H，对下一步有抑制作用。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)外因温度：升高温度使电离平衡向电离的方向移动。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。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。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在醋酸溶液中，CH3COOH的电离达到平衡状态的标志是()A溶液显电中性B溶液中无醋酸分子C氢离子浓度恒定不变D溶液中CH3COOH和CH3COO共存解析：选CCH3COOH溶液中阴、阳离子所带负、正电荷总数相同，使溶液呈电中性，与其是否达到电离平衡状态无关，A项错误；CH3COOH是弱电解质，不完全电离，因此溶液中一定有CH3COOH和CH3COO，但不一定表示达到电离平衡，B、D项错误；c(H)恒定不变，说明CH3COOH达到电离平衡，C项正确。2根据电离平衡NH3H2ONHOHH0，填写下表中各项的变化情况：改变的条件平衡移动方向n(OH)c(OH)加NaOH固体通入氨气加水加入盐酸降低温度加NH4Cl固体加入稀氨水解析：影响电离平衡的条件有温度和浓度。根据平衡移动原理，可以判断平衡移动的方向，n(OH)的变化与平衡移动方向直接有关，c(OH)还与溶液的体积有关。加水稀释，平衡向微粒数增多的方向移动，n(OH)增多，但由于溶液体积增大的趋势比n(OH)增加得更快，故c(OH)是减小的。同理，加入更稀的氨水时，氨水的总浓度比原来小了，这还相当于稀释过程，尽管总的n(OH)增多，但c(OH)仍是减小。答案：改变的条件平衡移动方向n(OH)c(OH)加NaOH固体左增大增大通入氨气右增大增大加水右增大减小加入盐酸右减小减小降低温度左减小减小加NH4Cl固体左减小减小加入稀氨水右增大减小3.在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如图所示，请回答：(1)“O”点导电能力为0的理由是_。(2)a、b、c三点溶液中，c(H)由小到大的顺序是_。(3)a、b、c三点溶液中醋酸的电离程度最大的是_。(4)若使c点溶液中c(CH3COO)增大，溶液中c(H)减小，可采取的措施主要有_、_、_、_。解析：(1)冰醋酸为共价化合物，只有加入水才会电离，导电能力为0说明不存在自由移动的离子。(2)导电能力越强，说明c(H)越大，则c(H)由小到大的顺序为cab。(3)溶液浓度越小，电离程度越大，所以c点电离程度最大。(4)若要使c(CH3COO)增大，c(H)减小，则可加入与H反应的物质，如活泼金属单质、碱、碳酸盐等，也可加入易电离出CH3COO的物质，如CH3COONa固体等。答案：(1)“O”点处醋酸未电离，不存在自由移动的离子(2)cac(OH)()(3)某温度下，纯水中c(H)2.0107molL1，则此时c(OH)5108 molL1()(4)向水中加入NaHSO4固体，水的电离程度减小，KW减小()答案：(1)(2)(3)(4)225 时，水的电离达到平衡：H2OHOHH0，下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)降低B向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，KW不变C向水中加入少量固体CH3COOH，平衡逆向移动，c(H)增大D将水加热，KW增大，c(H)不变解析：选BCA项，NH3H2ONHOH，使c(OH)增大，平衡逆向移动；B项，NaHSO4=NaHSO，使c(H)增大，但温度不变，KW不变；C项，CH3COOHCH3COOH，使c(H)增大，平衡逆向移动；D项，升高温度，KW增大，c(H)增大。325 时，0.01 molL1 的H2SO4溶液中，由水电离出的c(H)是()A0.01 molL1B0.02 molL1C11012 molL1 D51013 molL1解析：选DH2SO4电离出的c(H)0.02 molL1，故溶液中c(H)水c(OH)水51013 molL1。4常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为()1 molL1 的盐酸0.1 molL1的盐酸0.01 molL1的NaOHA110100 B0112C141312 D14132解析：选A1 molL1盐酸中c(H)1 molL1，由水电离出的c(H)水1014 molL1，0.1 molL1盐酸中，c(H)0.1 molL1，由水电离出的c(H)水1013 molL1，0.01 molL1 NaOH溶液中，c(OH)0.01 molL1，由水电离出的c(H)水1012 molL1，则三者由水电离出的氢离子浓度之比为101410131012110100。方法技巧溶液中水电离出来的c(H)或c(OH)的计算(1)中性溶液：c(H)c(OH)1107 molL1。(2)溶质为酸的溶液：H来源于酸和水的电离，而OH只来源于水，c(H)水c(OH)。如0.1 molL1的HCl溶液中c(H)水c(OH)11013 molL1。(3)溶质为碱的溶液：OH来源于碱和水的电离，而H只来源于水。c(OH)水c(H)。如0.1 molL1的NaOH溶液中c(H)c(OH)水11013 molL1。三级训练节节过关1在0.1 molL1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COOH，对于该平衡，下列叙述中，正确的是()A加入水时，平衡向右移动B加入少量NaOH固体，平衡向右移动C加入少量0.1 molL1 HCl溶液，溶液中c(H)减小D加入少量CH3COONa固体，平衡向右移动解析：选AB加水稀释，平衡向右移动，A正确；加入NaOH固体，OH中和H，平衡向右移动，B正确；因为0.1 molL1 CH3COOH溶液中c(H)0.1 molL1，而0.1 molL1 HCl溶液中c(H)0.1 molL1，故使溶液中c(H)增大，C错误；加入少量CH3COONa固体，使c(CH3COO)增大，平衡向左移动，D错误。2在含有酚酞的0.1 molL1氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液的颜色()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：NH3H2ONHOH，当加入NH4Cl晶体时，c(NH)增大，使上述平衡向逆反应方向移动，c(OH)减小，溶液颜色变浅。3已知某温度下，Ka(HCN)6.21010、Ka(HF)6.8104、Ka(CH3COOH)1.8105、Ka(HNO2)4.6104。物质的量浓度都为0.1 molL1的下列溶液中，c(H)最大的是()AHCN溶液BHF溶液CCH3COOH溶液 DHNO2溶液解析：选B弱酸的电离平衡常数越大，电离产生的c(H)越大。4将6 g CH3COOH溶于水制成1 L溶液，此溶液的物质的量浓度为_。经测定溶液中含CH3COO为1.4103 molL1，此温度下醋酸的电离常数Ka_。温度升高，Ka将_(填“变大”“不变”或“变小”)。解析：c(CH3COOH)0.1 molL1。CH3COOHCH3COO H起始/(molL1)0.10 0平衡/(molL1) 0.11.4103 1.41031.4103所以Ka1.96105。答案：0.1 molL11.96105变大5某温度下纯水的c(H)2107 molL1，则此时c(OH)为_；若温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5104 molL1，则溶液中c(OH)为_，由水电离产生的c(H)为_，此时温度_(填“高于”“低于”或“等于”)25 。解析：纯水电离出的c(H)c(OH)2107 molL1，KW4101411014，此时温度高于25 。温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5104 molL1，则溶液中c(OH)为41014/(5104)81011(molL1)c(OH)水电离。答案：2107 molL181011 molL181011 molL1高于一、单项选择题1将1 mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1 L溶液。下列各项中，表明已达到电离平衡状态的是()A醋酸的浓度达到1 molL1BH的浓度达到0.5 molL1C醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H的浓度均为0.5 molL1D醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等解析：选D在未电离时，c(CH3COOH)1 molL1，当醋酸、H、CH3COO的浓度不再变化时(但此时三者的浓度不一定是0.5 molL1)，醋酸的电离达到平衡状态，A、B、C均错误；依据平衡状态的特点电离速率与离子结合成分子的速率相等，可知D项正确。2关于水的电离，下列叙述中，正确的是()A升高温度，KW增大，c(H)不变B向水中加入少量硫酸，c(H)增大，KW不变C向水中加入氨水，平衡向逆反应方向移动，c(OH)降低D向水中加入少量固体NaCl，平衡向逆反应方向移动，c(H)降低解析：选BA项，升高温度，水的电离平衡右移，KW增大，c(H)、c(OH)均增大，错误；B项正确；C项，加入氨水，水的电离平衡左移，结果c(OH)仍然增大，错误；D项，Na和Cl不影响水的电离平衡，错误。3相同温度下，已知三种酸HA、HB、HC的电离常数分别为a、b、c，且abc，则对相同浓度的酸溶液叙述正确的是()AHC的电离度最大BHA溶液酸性最强CHC溶液酸性最强D三种溶液中酸的电离程度：HAHBHC解析：选B相同条件下的酸溶液中，其电离常数越大，酸的电离程度越大，溶液中c(H)越大。4化合物HIn在水溶液中存在以下电离平衡，可用作酸碱指示剂HIn(aq)H(aq)In(aq) 红色黄色浓度为0.02 molL1的下列溶液：盐酸、石灰水、NaCl溶液、NaHSO4溶液、NaHCO3溶液、氨水，其中可使指示剂显红色的是()A BC D解析：选C显红色平衡左移，盐酸、硫酸氢钠显酸性，溶液c(H)增大，平衡左移，符合题目要求；、能消耗H，使c(H)减小，平衡右移；NaCl电离出的离子对平衡无影响。5已知室温下0.01 molL1 CH3COOH溶液中c(H)4.32104 molL1，则该CH3COOH溶液中水的离子积常数()A11014 B11014C11014 D无法确定解析：选CKW只与温度有关，常温下KW11014。二、不定项选择题6下列关于电离常数的说法正确的是()A电离常数随着弱电解质的浓度增大而增大BCH3COOH的电离常数表达式为 Ka CCH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液，电离常数减小D同一弱电解质，电离常数只与温度有关，与浓度无关解析：选DK只与温度有关，与浓度无关。7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DH2CO3的电离常数表达式：K解析：选BA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。8室温下向10 mL 0.1 molL1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D醋酸的电离常数K随醋酸浓度减小而减小解析：选BC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，C正确；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。三、非选择题9一定条件下，在水的电离平衡中，c(H)和c(OH)的关系如图所示：(1)A点水的离子积为11014，B点水的离子积为_。造成水的离子积变化的原因是_。(2)100 时，若向溶液中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？_。为什么？_。(3)100 时，若盐酸中c(H)5104 molL1，则由水电离产生的c(H)_。解析：(1)KWc(H)c(OH)1061061012。由于水的电离是吸热过程，升温，KW增大。(2)若加盐酸，使c(H)c(OH)，但KW不变。(3)盐酸中c(H)主要考虑HCl的电离，溶液中c(OH)2109 (molL1)，c(H)水c(OH)2109 molL1。答案：(1)11012水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大(2)否在盐酸中c(H)c(OH)，所以不在B点(3)2109 molL110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Ka1.75105Ka14.30107 Ka25.611011Ka11.54102 Ka21.02107(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H2CO3HCOH，HCOHCO，第一步电离常数表达式为：Ka1c(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H2CO3HSOHCO。答案：(1)c(H)c(HCO)/c(H2CO3)(2)H2CO3HSOHCO一、单项选择题1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NH3H2O达到电离平衡时，溶液中NH3H2O、NH和OH的浓度相等DH2CO3是分步电离的，电离程度依次减弱解析：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，但不能说明达到平衡状态，A项错误；CH3COO和H的浓度不变时，CH3COOH达到平衡状态，B项错误；NH3H2O达到电离平衡时，溶液中各粒子的浓度不变，而不是相等，C项错误；H2CO3是二元弱酸，分步电离且电离程度依次减小，D项正确。2某浓度的氨水中存在下列平衡：NH3H2ONHOH，如想增大NH的浓度，而不增大OH的浓度，应采取的措施是()适当升高温度加入NH4Cl固体通入NH3 加入少量盐酸A BC D解析：选C升温平衡向右移动，c(NH)、c(OH)都增大；加入NH4Cl固体，相当于增大c(NH)，平衡向左移动，c(OH)减小；通入NH3平衡向右移动，c(NH)、c(OH)都增大；加入少量盐酸，H与OH反应使c(OH)下降，平衡向右移动，使c(NH)增大。3常温下，在0.01 molL1硫酸溶液中，水电离出的氢离子浓度是()A51013 molL1 B0.02 molL1C1107 molL1 D11012 molL1解析：选A溶液中共有两部分H：水电离出来的H和硫酸电离出来的H。其中硫酸电离出来的H为c(H)0.0120.02 molL1。水电离出来的H要小于107 molL1，硫酸电离出来的H是主要的，因此认为溶液中的H的总浓度就是0.02 molL1。根据c(OH)KW/c(H)，溶液中的c(OH)1014/0.0251013 molL1。因为水电离出来的H和OH的个数相等(不受任何条件限制)，则水电离出来的H浓度就是51013 molL1。4将浓度为 0.1 molL1 HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是()Ac(H)BK电离(HF)Cc(HF) Dc(H)/c(HF)解析：选DA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，在加水稀释过程中c(HF)不断减小，错误；D项，HFHF，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。525 时，在等体积的0.5 molL1的H2SO4溶液中，0.05 molL1 Ba(OH)2溶液中，1 molL1 NaCl溶液中，纯水中，发生电离的水的物质的量之比是()A110107107 B10710711C10710622 D10710621072解析：选A25 时，0.5 molL1 H2SO4溶液中c(H)1 molL1，由水电离出的c(H)水1014 molL1，0.05 molL1 Ba(OH)2溶液中，c(OH)0.1 molL1，由水电离出的c(H)水1013 molL1，NaCl溶液和纯水中由水电离出的c(H)水均为107 molL1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H)(即电离水的物质的量)之比为10141013107107110107107。二、不定项选择题6在相同温度下，0.01 molL1 NaOH溶液和0.01 molL1的盐酸相比，下列说法正确的是()A由水电离出的c(H)相等B由水电离出的c(H)都是1.01012 molL1C由水电离出的c(OH)都是0.01 molL1D两者都促进了水的电离解析：选A若该温度下水的离子积常数为KW(不一定是25 )，则在0.01 molL1的NaOH溶液中，由水电离的c(H) molL1，在0.01 molL1的HCl溶液中，由水电离出的c(H)c(OH)水电离 molL1。7在0.1 molL1 NH3H2O溶液中存在如下平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH。下列叙述正确的是()A加入少量浓盐酸，盐酸与NH3反应生成NH4Cl，使NH3浓度减小，NH浓度增大，平衡正向移动B加入少量NaOH固体，OH与NH结合生成NH3H2O，使NH浓度减小，平衡正向移动C加入少量0.1 molL1 NH4Cl溶液，电离平衡常数不变，溶液中c(OH)减小D加入少量MgSO4固体，溶液中c(OH)增大解析：选ACA项，加入少量浓盐酸，首先发生HOH=H2O，使OH浓度降低，平衡正向移动；B项，加入少量NaOH固体，使OH浓度升高，平衡逆向移动；C项，使NH浓度升高，平衡逆向移动，溶液中c(OH)减小，温度不变，电离平衡常数不变；D项，发生Mg22OH=Mg(OH)2，溶液中c(OH)减小。8已知25 下，醋酸溶液中各粒子存在下述关系：K1.75105，下列有关说法可能成立的是()A25 下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K8105B25 下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K8104C标准状况下，醋酸溶液中K1.75105D升高到一定温度，K7.2105解析：选DK为醋酸的电离常数，只与温度有关，与离子浓度和酸碱性无关，故A、B两项均错误；由于醋酸电离过程吸热，则升高温度，K增大，降低温度，K减小，所以标准状况下(0 )，K应小于1.75105，C项错误；升高温度，K应大于1.75105，D项正确。三、非选择题9在一定温度下，醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO H(1)某温度时，0.1 molL1的醋酸溶液中的c(H) 与0.01 molL1 的醋酸溶液中的c(H)的比值 _(填“大于”“小于”或“等于”)10。(2)已知：25 时，该电离平衡的平衡常数为1.75105。求该温度时，a molL1的醋酸溶液中c1(H)_molL1 (用含a的代数式表示)。提示：此时电离度比较小，进行简化计算，平衡时c(CH3COOH)可用初始浓度代替，水电离出的c(H) 、c(OH)忽略不计，下同若该温度时向该溶液中加入一定量的CH3COONH4(假设溶液体积不变)，使溶液中c(CH3COO)为b molL1，则此时c2