2018-2019版高中化学专题3溶液中的离子反应第一单元弱电解质的电离平衡第2课时学案苏教版选修4 .doc

第2课时电离平衡常数、水的离子积学习目标定位1.知道电离平衡常数的意义，会书写电离平衡常数的表达式。2.熟悉水的电离平衡及其影响因素，知道水的离子积常数的表达式及其应用。一、电离平衡常数1概念一定温度下，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幂之积与溶液中未电离的分子浓度的比值(为一常数)，简称电离常数，用K表示。2表达式电离平衡与化学平衡类似，一元弱酸的电离常数用Ka表示，一元弱碱的电离常数用Kb表示。(1)CH3COOH的电离常数表达式是Ka。(2)NH3H2O的电离常数表达式是Kb。(3)H2S在水溶液中分两步电离，即：H2SHHS、HSHS2，其电离常数表达式分别为Ka1、Ka2。(1)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)多元弱酸电离常数：K1K2K3，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。例1(2017连云港东海二中期中)下列关于电离平衡常数(K)的说法正确的是()A不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同B电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱C多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1K2K3DCH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液，电离平衡常数减小答案B解析弱电解质电离平衡常数随温度变化，不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)相同，A错误；电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的物理量，电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱，B正确；多元弱酸分步电离，以第一步为主，K1K2K3，C错误；电离平衡常数只随温度变化，不随浓度变化，CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液，电离平衡常数不变，D错误。考点电离平衡常数与电离度题点电离平衡常数表达式及其意义例2已知25 时，Ka(CH3COOH)1.75105。(1)向0.1 molL1醋酸溶液中加入一定量1 molL1盐酸时，上式中的数值是否发生变化？为什么？(2)若醋酸的起始浓度为0.010 molL1，平衡时c(H)是多少？答案(1)不变。电离常数不随浓度变化而变化，在一定温度下是一个常数。(2)4.18104 molL1解析(1)温度一定时，电离常数不随浓度的变化而变化。加入一定量盐酸，平衡向左移动，c(H)增大、c(CH3COO)减小、c(CH3COOH)增大，比值不变，仍为1.75105。(2) CH3COOH CH3COOH起始浓度(molL1) 0.010 0 0平衡浓度(molL1) 0.010c(H) c(H) c(H)故有1.75105。由于c(H)很小，0.010c(H)0.010，那么，c(H)4.18104 molL1。考点电离平衡常数与电离度题点电离平衡常数的相关计算方法点拨有关电离平衡常数计算的常用方法依照化学平衡计算中“三段式”法，通过起始浓度、消耗浓度、平衡浓度，结合Ka(Kb)、等条件便可以轻松地进行电离平衡的有关计算。由、Ka可推出c(H)的常用计算公式：c(H)c，c(H)，与Ka的关系为。同样，对于一元弱碱来说，c(OH)c。二、电离度1定义弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数(包括已电离和未电离的)的百分率，称为电离度，通常用表示。2数学表达式100%或100%或100%3意义(1)电离度实质上是一种平衡转化率。表示弱电解质在水中的电离程度。(2)同一弱电解质的浓度不同，电离度也不同，溶液越稀，电离度越大。4影响因素：以0.1 molL1 CH3COOH为例外因变化加水升温加NaOH加H2SO4电离度()增大增大增大减小H数目增多增多减少增多c(H)减小增大减小增大导电能力减弱增强增强增强影响弱电解质溶液的电离度的因素(1)温度：升高温度，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大。(2)浓度：加水稀释，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大。即浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。例3已知醋酸达到电离平衡后，改变某条件使平衡向正反应方向移动，下列说法正确的是()A醋酸的电离度一定变大B发生电离的分子总数增多C溶液的pH一定减小D溶液的导电能力一定变强答案B例4在一定温度下，已知a molL1的一元弱酸HA溶液中，电离度为，电离平衡常数为K，试推导a、K三者之间关系 。答案K解析HAHA aa a aK。三、水的电离1水的电离(1)电离方程式是H2OHOH或H2OH2OH3OOH。(2)电离常数表达式K电离。(3)请根据水的电离常数表达式，推导写出离子积常数的表达式Kwc(H)c(OH)。(4)常温下，水的离子积常数Kw1.01014，纯水中c(H)1.0107 molL1；某酸溶液中c(H)1.0104 molL1，则该溶液中 c(OH)1.01010 molL1。2水的电离的影响因素分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OHOH的影响，并填写下表：改变条件平衡移动方向溶液中c(H)溶液中c(OH)pH溶液的酸碱性Kw升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Na)右移减小增大增大碱性不变(1)常温时，Kw1.01014，不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液。(2)不同溶液中，c(H)、c(OH)可能不同，但任何溶液中由水电离出的c(H)与c(OH)总是相等的。(3)Kw只与温度有关，温度升高，Kw增大。例525 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CH3COOH，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，Kw增大，c(H)不变答案B解析A项，加入稀氨水，NH3H2O存在电离平衡：NH3H2ONHOH，c(OH)增大，使水的电离平衡逆向移动，错误；B项，加入NaHSO4，NaHSO4在水溶液中电离：NaHSO4=NaHSO，c(H)增大，使水的电离平衡逆向移动，由于温度不变，Kw不变，正确；C项，CH3COOHCH3COOH，使c(H)增大，使水的电离平衡逆向移动，错误；D项，升温，Kw增大，c(H)增大，错误。考点水的电离题点条件改变对水的电离平衡的影响规律方法(1)向水中加入电离产生H或OH的物质，抑制水的电离。(2)向水中加入消耗H或OH的物质，促进水的电离。例6某温度下，纯水的c(H)2107 molL1，则此时c(OH)为 molL1；若温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5104 molL1，则溶液中c(OH)为 molL1，由水电离产生的c(H)为 molL1，此时温度 (填“高于”“低于”或“等于”)25 。答案21078101181011高于解析纯水电离出的c(H)c(OH)2107 molL1，故Kw4101411014，故此时温度高于25 。温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5104 molL1，则溶液中c(OH) molL181011 molL1c(OH)水。考点水的电离题点水的离子积及其表达式1下列说法正确的是()A水的电离方程式：H2O=HOHB升高温度，水的电离程度增大C在NaOH溶液中没有HD在HCl溶液中没有OH答案B解析水是极弱电解质，只有少部分电离，应用“”表示，故A错；水的电离是吸热的，所以升高温度，电离程度增大，B正确；在NaOH溶液中c(OH)c(H)，在HCl溶液中c(OH)c(H)，在酸、碱溶液中都存在H和OH，所以C、D项错误。2已知25 下，醋酸溶液中存在下述关系：K1.8105，其中K的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数。有关K的下列说法正确的是()A当向该溶液中加入一定量的硫酸时，K值增大B升高温度，K值增大C向醋酸溶液中加水，K值增大D向醋酸溶液中加氢氧化钠，K值增大答案B3水的电离过程为H2OHOH，在25 时，水的离子积Kw(25 )11014，在35 时，水的离子积Kw(35 )2.11014，则下列叙述正确的是()A随着温度的升高，Kw变大，pH变小，呈酸性B35 时，c(H)HCN，第个反应说明酸性HFHNO2，只根据这两个反应即可作出比较。4根据下表数据(均在同温、同压下测定)酸HXHYHZ物质的量浓度/molL10.10.20.3电离平衡常数7.21041.81041.8105可得出弱电解质强弱顺序正确的是()AHXHYHZ BHZHYHXCHYHZHX DHZHXHY答案A解析弱电解质的电离常数越大，表明弱电解质的电离程度越大，其酸性越强，即酸性：HXHYHZ。考点电离平衡常数与电离度题点电离平衡常数表达式及其意义5下列有关电解质溶液的说法正确的是()A用CH3COOH溶液做导电实验，灯泡很暗，证明CH3COOH是弱电解质BpH相同的醋酸和盐酸，取等体积的两种酸溶液分别稀释至原溶液体积的m倍和n倍，稀释后两溶液的pH仍然相同，则mn，B错误；常温下，NH3H2O溶液中存在电离平衡：NH3H2ONHOH，加入少量NH4Cl晶体，c(NH)增大，平衡逆向移动，c(OH)减小，故溶液pH减小，温度不变，Kb不变，故该值增大，C正确；虽然CH3COOH和NH3H2O的电离常数相等，由于没有给出两溶液的浓度，无法确定两溶液中c(H)和c(OH)的相对大小，D错误。题组二水的电离平衡及影响因素6(2017盐城期末)25 时，将0.1 molL1氨水加水稀释，下列数值变大的是()Ac(OH) BpHC. Dc(H)c(OH)答案C解析加水稀释促进一水合氨电离，但一水合氨电离增大程度小于溶液体积增大程度，导致溶液中c(OH)减小，溶液的pH减小，A、B项错误；溶液中n(NH3H2O)减小、n(NH)增大，体积相同，所以增大，C项正确；温度不变，水的离子积常数不变，所以c(H)c(OH)不变，D项错误。考点水的电离题点水的离子积及其表达式7(2017扬大附中高二期末)一定温度下水溶液中H和OH的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是()A升高温度，可能引起c向b的变化B该温度下，水的离子积常数为1.01013C该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化D该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化答案C解析由图可知abc三点对应的平衡常数不变，故abc为等温线，故升高温度，不能由c到b，A项错误；b点c(H)c(OH)1.0107 molL1，故Kw1.01071.01071.01014，B项错误；加入FeCl3，氯化铁为强酸弱碱盐，铁离子结合水电离出的氢氧根，促进水的电离平衡右移，即氢离子浓度增大，氢氧根离子浓度减小(由b到a)，符合图像变化趋势，C项正确；由c点到d点，水的离子积常数减小，温度不变，K不变，故不能利用稀释使其形成此变化，D项错误。考点水的电离题点水的离子积及其表达式8与纯水的电离相似，液氨中也存在微弱的电离：2NH3NHNH。据此判断，以下叙述错误的是()A液氨中含有NH3、NH、NH等粒子B一定温度下，液氨中c(NH)c(NH)是定值C液氨中电离达到平衡时c(NH3)c(NH)c(NH)D只要不加入其他物质，液氨中c(NH)c(NH)答案C解析液氨中存在电离平衡，所以液氨中含有NH3、NH、NH等粒子，A项正确；液氨中c(NH)与c(NH)的乘积只与温度有关，与溶液的浓度无关，所以只要温度一定，液氨中c(NH)与c(NH)的乘积为定值，B项正确；液氨的电离是微弱的，所以液氨中电离达到平衡时，c(NH)c(NH)c(NH3)，C项错误；只要不加入其他物质，液氨电离出的NH和NH的物质的量就相等，因为溶液的体积一定，所以c(NH)c(NH)，D项正确。考点水的电离题点条件改变对水的电离平衡的影响9下列曲线中，可以描述0.1 molL1乙酸(甲，Ka1.8105)和0.1 molL1氯乙酸(乙，Ka1.4103)的水溶液中，水电离出的c(H)与加入水体积V的关系正确的()答案C解析乙酸的Ka小于氯乙酸的Ka，所以0.1 molL1乙酸溶液中的c(H)小于0.1 molL1氯乙酸溶液中的c(H)，故由水电离出的c(H)H2O乙酸溶液中的大，加水稀释，两种酸溶液中的c(H)减小，水的电离程度增大，c(H)H2O增大，故选C。题组三溶液中水电离的c(H)或c(OH)的计算及应用10(2017扬州高邮第一中学高二期末)25 时，0.01 molL1的HCl溶液中水电离出的 H的浓度是()A11010 molL1 B1102 molL1C1107 molL1 D11012 molL1答案D解析25 时，0.01 molL1 的HCl溶液中，c(H)0.01 molL1，酸性溶液中水电离出的c(H)等于溶液中c(OH)，即水电离出的c(H)c(OH) molL11012 molL1。考点水的电离题点水的离子积及其表达式11常温下，c(OH)最小的是()ApH0的溶液B0.05 molL1 H2SO4C0.5 molL1 HClD0.05 molL1的Ba(OH)2答案A解析A项，c(OH) molL111014 molL1；B项，c(H)0.1 molL1，则c(OH) molL111013 molL1；C项，c(OH) molL121014 molL1；D项，c(OH)0.1 molL1。考点水的电离题点水的离子积及其表达式12下列四种溶液中，室温下由水电离生成的H浓度之比()是()pH0的盐酸0.1 molL1的盐酸0.01 molL1的NaOH溶液pH11的NaOH溶液A1101001 000 B011211C14131211 D141323答案A解析中c(H)1 molL1，由水电离出的c(H)与溶液中c(OH)相等，等于1.01014 molL1；中c(H)0.1 molL1，由水电离出的c(H)1.01013 molL1；中c(OH)1.0102 molL1，由水电离出的c(H)与溶液中c(H)相等，等于1.01012 molL1；中c(OH)1.0103 molL1，同所述由水电离出的c(H)1.01011 molL1。即(1.01014)(1.01013)(1.01012)(1.01011)1101001 000。考点水的电离题点水的离子积及其表达式综合强化13某同学为探究Kw的影响因素，做了如下探究。(1)查阅资料，不同温度下水的离子积常数如下表t/0102025405090100Kw/10140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0由此推出：随着温度的升高，Kw的值 ；水的电离程度 ；水的电离平衡向 移动，水的电离过程是 过程。(2)取三只烧杯A、B、C，分别加入适量水，再向B、C烧杯中分别加入适量盐酸和NaOH，分析并填写下表：纯水加少量盐酸加少量NaOHc(H)1.0107 molL1 增大c(OH)1.0107 molL1增大c(H)和c(OH)大小比较c(H)c(OH)c(H) c(OH)c(H) c(OH)水的电离平衡移动方向Kw值1.01014综上所述，可得出如下结论：温度、 、 均能影响水的电离平衡。Kw只受 的影响，而与其他因素无关。答案(1)增大增大右吸热(2)(从左到右，从上到下)减小减小向左向左1.010141.01014酸碱温度考点水的电离题点水的电离平衡的综合14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1.01014，B点水的离子积为 。造成水的离子积变化的原因是 。(2)下列说法正确的是 (填字母)。a图中A、B、D三点处Kw的大小关系：BADbAB线上任意点的溶液均显中性cB点溶液的pH6，显酸性d图中温度T1T2(3)T2时，若向水中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？为什么？ 。(4)T2时，若盐酸中c(H)5104 molL1，则由水电离产生的c(H) 。答案(1)1.01012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)b(3)否，加入盐酸，c(H)c(OH)，所以体系不可能处于B点位置(4)2109 molL1考点水的电离题点水的电离平衡的综合15(1)25 时，a molL1 CH3COOH溶液中c(H)10b molL1，用含a和b的代数式表示CH3COOH的电离平衡常数Ka 。(2)已知25 时，Ka(CH3COOH)1.8105，K