【步步高】2014-2015学年高中化学 专题3 溶液中的离子反应学案（打包9套）苏教版选修4
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【步步高】2014-2015学年高中化学 专题3 溶液中的离子反应学案（打包9套）苏教版选修4,步步高,学年,高中化学,专题,溶液,中的,离子,反应,反映,打包,苏教版,选修
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1 第 2 课时 电离平衡常数和水的离子积 学习目标定位 书写电离平衡常数的表达式。 道水的离子积常数的表达式及其应用。 1将下列 () 中的物质与 () 、 () 中的物质类型用短线连接起来。 2醋酸是一种弱酸，请回答下列问题。 (1)醋酸的电离方程式是 ，其化学平衡常数表达式是 Kc c 3c 3 。 (2)若将少量盐酸加入醋酸溶液中，醋酸的电离平衡 向左 移动，溶液中 c(H )变化是 增大 。 (3)若将少量氢氧化钠固体加入醋酸溶液中，醋酸的电离平衡 向右 移动，溶液的 大 。 (4)将足量的醋酸加入到碳酸钠溶液中，观察到的现象是 溶液中有无色气体产生 ，反应的离子方程式是 2 = 2，此实验可说明醋酸的酸性比碳酸 强 。 探究点一 电离平衡常数 1电离平衡与化学平衡类似，请你根据化学平衡常数的表达式，推断写出弱电解质 B 的电离平衡常数 (简称电离常数 )的表达式 K c c c 。 2一元弱酸的电离常数用 元弱碱的电离常数用 电离常数的表 达 式 是 c 3c c 3 ， 2O 的 电 离 常 数 的 表 达 式 是 c 4 c c 3H 2 。 3根据电离常数的表达式分析判断，电离常数 K 值越大，表示该弱电解质越 容易 电离，所 2 对应的弱酸的酸性相对 较强 (或弱碱的碱性相对 较强 )。 4弱电解质的电离除用电离平衡常数衡量外，还可用电离度表示弱电解质电离程度的大小。弱电解质的电离度 可表示为 已电离的弱电解质浓度 弱电解质的初始浓度 100% 电离度与电离平衡常数虽然均可表示弱电解质的电离情况，但又有区别。在一定温度下，弱电解质的电离平衡常数与弱电解质溶液的初始浓度 无关 ，而电离度与初始浓度有关。一般而言，弱电解质溶液的浓 度越大，电离度 越小 ；弱电解质溶液的浓度越小，电离度 越大 。 归纳总结 (1)电离平衡常数是指一定温度下，弱电解质达到电离平衡时， 弱电解质电离生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度之比 (为一常数 )，简称电离常数，用 离常数与浓度无关，只与温度有关。由于电离是 吸热 的，所以电离平衡常数随着温度的升高而增大 。 (2)电离常数的意义：根据电离常数大小，可以判断弱电解质的相对强弱， K 值越大，离子浓度越大，即表示该电解质越强。所以从 以判断弱酸和弱碱的相对强弱。 活学活用 1在 25 时，相同浓度的 氰酸 )溶液，0 4、 0 5、 0 10，其中，氢离子的浓度最大的是 _，未电离的溶质分子浓度最大的是 _。 答案 析 一定温度下，当溶液的浓度一定时， c(H )随电离常数的增大而增大。题中K(K(K(故 液中氢离子浓度最大，余下的未电离的 子最少，而 子浓度最大。 探究点二 水的离子积 1水是一种极弱的电解质，极难电离。 (1)水的电离方程式是 O 或简写为 。 (2)水的电离常数表达式是 K c c c 2 。 (3)请你根据水的电离常数表达式，推导写出水的离子积常数的表达式 c(H ) c()。 特别提示 水的电离平衡常数 K c c c 2 ，则 c(H ) c() K c(从实验可知，在 25 时 1 L 纯水中只有 1 10 7 2O 电离，电离前后 物质的量几乎不变，因此 c(视为常数， K 也为一常数，所以 K c(然也为常数，用 此有 c(H ) c() (4)常温下，水的离子积常数 0 14，则纯水中 c(H )是 0 7_ 1；若某 3 酸溶液中 c(H ) 0 4 1，则溶液中 c()为 0 10_ 1。 (5)分析下列条件的改变对水的电离平衡 的影响，并填写下表： 改变条件 电 离平衡 溶液中c(H ) 溶液中c() 液的酸碱性 高温度 右移 增大 增大 减小 中性 增大 加入酸 左移 增大 减小 减小 酸性 不变 加入碱 左移 减小 增大 增大 碱性 不变 加入活泼金属(如 右移 减小 增大 增大 碱性 不变 (1)弱电解质的电离是一个吸热过程。升高温度会使电离平衡向 电离 方向移动，电离平衡常数随之 增大 。 (2)弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映弱酸、弱碱的相对强弱。当弱电解质浓度相同时，电离平衡常数 越大 ，弱电解质的 电离程度就 越大 。 (3)多元弱酸的分步电离， 步电离都有相应的电离平衡常数，如 ， ，所以 c c 3c 2c c 23c 3 ，一般情况下多步电离时电离平衡常数相差较大。各级电离 平衡常数的大小关系是 以其酸性主要决定于 第一步电离 。 归纳总结 (1)水的离子积常数 c(H ) c() 度升高， 常温时， 0 14，不仅适用于纯水，还适用于 酸碱的稀溶液 。 不同溶液中， c(H )、 c()可能不同，但任何溶液中由水电离出的 c(H )与 c()总是相等 的。 (2)外界条件对水的电离平衡的影响 因水的电离是吸热过程，故温度升高，会 促进 水的电离， c(H )、 c()都 增大 ，水仍呈中性 。 外 加酸或碱，水中 c(H )或 c()增大 ，会 抑制 水的电离，水的电离程度 减小 ， (3)加入了活泼金属，可与水电离产生的 H 直接发生置换反应，产生 水的电离平衡 向右 移动。 活学活用 2下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是 ( ) 4 A因为水的离子积常数的表达式是 c(H ) c()，所以 c(H )和 c()的变化而变化 B水的离子积常数 是同一个物理量 C水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化 D水的离子积常数 的电离平衡常数 答案 C 解析 水的离子积常数 K c(一定温度下 K 和 c(是不变的常数，所以 的离子积常数的表达式是 c(H ) c()，但是只要温度一定， 液中 H 的浓度变大， 的浓度就变小，反之亦然。 3 25 时，水的电离达到平衡： H 0，下列叙述正确的是 ( ) A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动， c()降低 B向水中加入少量固体硫酸氢钠， c(H )增大， C向水中加入少量 衡逆向移动， c(H )降低 D将水加热， 答案 B 解析 本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向，然后再讨论 c(H )、 c()或 水中加入稀氨水， c()增大，平衡逆向移动， c(H )减小， 水中加入少量固体 = H ， c(H )增大，但 水中加入少量 ，使水的电离 平衡逆向移动， c()减小， c(H )增大， 水加热，水的电离平衡正向移动， c(H )、 c()均增大， 仍呈中性， 1下列说法正确的是 ( ) A水的电离方程式： =H B升高温度，水的电离程度增大 C在 D在 H 5 答案 B 解析 水是极弱电解质，只有少部分电离，应用 表示，故 的电离是吸热的，所以升高温度，电离程度增大， c()c(H )，在 c()c()的操作是 ( ) A向水中投入一小块金属钠 B将水加热煮沸 C向水中通入二氧化碳气体 D向水中加食盐晶体 答案 C 解析 钠和水反应生成氢气促进水的电离，使溶液中的 c(H )c()。 6向纯水中加入少量 温度不变时，溶液中 ( ) A c(H )/c()增大 B c(H )减小 C水中 c(H )与 c()的乘积增大 D c()增大 答案 A 解析 水中存在电离平衡： ，加入 c(H )增大， c()减小， c(H ) c()不变， c(H )/c()增大。 7将纯水加 热至较高温度，下列叙述正确的是 ( ) A水的离子积变大、 酸性 B水的离子积不变、 中性 C水的离子积变小、 碱性 D水的离子积变大、 中性 答案 D 解析 水的电离是一个吸热过程，高温有利于其电离， c(H )增大， c()增大，所以其离子积增大， 是促进电离后 c(H )和 c()同时增大，所以纯水仍呈中性，选 D。 三、电离平衡常数 8已知 25 下，醋酸溶液中各微粒存在下述关系： K c 3c c 0 5 8 下列有关说法可能成立的是 ( ) A 25 条件下，向该溶液中加入一定量的盐酸时， K 810 5 B 25 条件下，向该溶液中加入一定量的盐酸时， K 210 4 C标准状况下，醋酸溶液中 K 0 5 D升高到一定温度， K 0 5 答案 D 解析 醋酸溶液中存在如下电离平衡： H ，在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，弱电解质电离出的离子的浓度之积跟溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电 离常数。由此可知题中 K 为醋酸电离常数的表达式，由于电离常数不随浓度变化而变化，只随温度变化而变化，所以排除 A、 酸的电离是吸热的，所以升高温度， K 增大，降低温度， K 减小。标准状况下 (0 ) ，温度低于 25 ，则 K 小于 0 5，所以 C 项错误；正确答案为 9已知下面三个数据： 0 4、 0 4、 0 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： = 由此可判断下列叙述中不正确的是 ( ) A K( 0 4 B K( 0 10 C根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为 K( 由 此 可 判 断K(K(K(其对应数据依次为 K( 0 4， K( 0 4， K( 0 10。 能力提升 10 0.1 1的 2 ； 2 H 。下列叙述中错误的是 ( ) A从阴离子 电离出 H 比从 离出 H 更难 B 会抑制 的电离 C溶液中 c(H )与 c()接近于相等且 c(H )略大于 c() D溶液中 c(H ) 2c() 答案 D 解析 明确多元弱酸的电离是分步的，且第一步电离大于第二步电离，从电离常数看 9 所 以 一步电离出的 H ，对其第二步电离有抑制作用， 液中第一步电离产生的 c(H )与 c()相等，但 c(H )来源于三部分：硫化氢的第一步电离、第二步电离及水电离出的氢离子，只是因为硫化氢的第一步电离程度最大，所以 C 正确，由此也说明 11在水的电离平衡中， c(H )和 c()的关系如图所示： (1)10 14， _。 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 什么？ (3)100 时，若盐酸中 c(H ) 510 4 1，则由水电离产生的 c(H )是多少？ 答案 (1)110 12 水的电离吸热，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()，所以不可能处于 B 点。 (3)210 9 1 拓展探究 12下表是几种常见弱酸的电离平衡常数 (25 ) 。 酸 电离方程式 电离平衡常数 K H 0 5 2 0 7 0 11 2 0 7 0 15 3 H H 0 3 0 8 0 13 回答下列问题： (1)当温度升高时， _(填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ”) 。 (2)在温度相同时，各弱酸的 K 值不同，那么 K 值的大小与酸性的相对强弱有何关系？_。 (3)若把 、 、 、 都看作是酸，其中酸性最强的是 _，最弱的是 _。 (4)多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数，对于同一种多元弱酸的 2 、 间存在着一定的规律，此规律是 _，产生此规律的原因是_。 答案 (1)增大 (2)K 值越大，电离出的氢离子浓度越大，所以酸性越强 (3)S 10 (4)2一级电离产生的 H 对下一级电离起抑制作用 解析 (1)弱电解质的电离过程为吸热过程，所以升高温度，电离平衡向右移动， c(H )、 c(A )增大， c(小，所以 (2)离出的氢离子浓度越大，酸性越强；(3)比较这几种粒子的电离常数可知， 酸性最弱； (4)由于上一级电离对下一级电离有抑制作用，使得上 一级电离常数远大于下一级的电离常数。 13下
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