高中化学第3章水溶液中的离子平衡第1节弱电解质的电离学案新人教版.docx

第一节弱电解质的电离1理解强电解质、弱电解质的概念。(重点)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。(难点)4了解电离常数的概念、表达式和意义。 (难点)强、 弱 电 解 质基础初探教材整理1电解质与非电解质1电解质(1)定义：在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。(2)物质类别：酸、碱、盐、活泼金属的氧化物均是电解质。2非电解质(1)定义：在水溶液中和熔融状态下都不导电的化合物。(2)物质类别：非金属氧化物、多数有机物均是非电解质。教材整理2强电解质和弱电解质1电解质的分类2常见的强、弱电解质教材整理3电离方程式的书写1强电解质完全电离，在写电离方程式时，用“=”。2弱电解质部分电离，在写电离方程式时，用“”。(1)一元弱酸、弱碱一步电离。如CH3COOH：CH3COOHCH3COOH，NH3H2O：NH3H2ONHOH。(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：H2CO3HHCO(主)，HCOHCO(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)3Fe33OH。探究升华思考探究某化学课外活动小组设计实验探究溶液导电性与离子浓度的关系。实验装置如下图所示，根据所学知识回答下列问题。问题思考：(1)接通电源后a，b两个灯泡哪个更亮？试分析原因。【提示】b灯泡更亮。CH3COOH是弱电解质，HCl是强电解质。相同浓度的盐酸和醋酸溶液中，盐酸中离子浓度更大，溶液导电性更强。(2)向烧杯中加入适量NaOH(s)与CH3COOH恰好完全反应，能看到什么现象？试分析原因。【提示】a灯泡变亮。CH3COOHNaOH=CH3COONaH2O，原溶液CH3COOH为弱电解质，部分电离，恰好完全反应后生成CH3COONa，为强电解质，使烧杯的溶液中离子浓度增大，溶液导电性增强。(3)向烧杯中加入适量NaOH(s)，与HCl恰好完全反应，灯泡b亮度怎样变化？试说明原因。【提示】b灯泡亮度基本不变。由HClNaOH=NaClH2O可知，烧杯中原溶质为HCl，反应后的溶质为NaCl，二者均为强电解质，溶液中离子浓度基本不变。(4)有的同学认为也可用该实验装置证明CH3COOH为弱电解质，你认为可行吗？【提示】可行。a灯泡暗说明中离子浓度小，由于两种酸均为1 molL1，所以可确定CH3COOH未能完全电离，属于弱电解质。认知升华1对电解质和非电解质的理解(1)电解质在水溶液中或熔融状态下能导电，符合其中一个条件即可；电解质自身能够电离；电解质属于化合物。(2)非电解质在水溶液中和熔融状态下均不导电，须同时符合两个条件；非电解质不能电离；非电解质属于化合物。2影响溶液导电能力的因素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。注意：强电解质溶液的导电能力不一定强，弱电解质溶液的导电能力不一定弱。3电离方程式的书写(1)酸式盐电离方程式的书写强酸的酸式盐完全电离，如NaHSO4=NaHSO。弱酸的酸式盐“强中有弱”，如NaHCO3=NaHCO，HCOHCO。注：熔融态时：NaHSO4=NaHSO。(2)两性氢氧化物电离方程式书写酸式电离：Al(OH)3HAlOH2O；碱式电离：Al(OH)3Al33OH。题组冲关题组1强、弱电解质及溶液导电性1下列物质的分类组合全部正确的是()选项强电解质弱电解质非电解质ANaClHClCO2BNaHCO3NH3H2OCCl4CBa(OH)2BaCO3CuDH2SO4NaOHC2H5OH【解析】A项，HCl为强电解质；C项，BaCO3为强电解质，Cu既不是电解质也不是非电解质；D项，NaOH为强电解质。【答案】B2下列状态时，能够导电的电解质是()A石墨B熔融态的氯化钠C硫酸铜溶液D干冰【解析】A项，石墨属于单质，既不是电解质也不是非电解质；B项，熔融态的氯化钠为化合物，NaCl(l)Na(l)Cl(l)，故能导电；C项，CuSO4溶液属于混合物，不是电解质；D项，干冰(CO2)属于非电解质且不导电。【答案】B3醋酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是() 1 molL1的CH3COOH溶液中c(H)102molL1CH3COOH以任意比与H2O互溶在相同条件下，CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱10 mL 1 molL1的CH3COOH溶液恰好与10 mL 1 molL1的NaOH溶液完全反应同浓度同体积的CH3COOH溶液和HCl溶液与Fe反应时，CH3COOH溶液中放出H2的速率慢CH3COOH溶液中CH3COOH、CH3COO、H同时存在ABCD【解析】电解质的强弱与溶解性无关；物质的量相同的HCl与CH3COOH中和NaOH的能力相同，故不能说明CH3COOH是弱电解质。【答案】A题组2电离方程式的书写4下列各电离方程式中，书写正确的是()ACH3COOHHCH3COOBKHSO4KHSOCNH3H2O=NHOHDH2CO32HCO【解析】B项，KHSO4(水溶液)=KHSO，KHSO4(熔融)=KHSO；C项，NH3H2ONHOH；D项，H2CO3HHCO。【答案】A5水溶液中下列电离方程式书写正确的是()ACa(OH)2Ca22OHBNaHCO3=NaHCOCH2SO32HSODBaSO4=Ba2SO【解析】A项，应为Ca(OH)2=Ca22OH；B项，应为NaHCO3=NaHCO；C项，应为H2SO3HHSO。【答案】D6写出下列物质在水溶液中的电离方程式：(1)HNO3_；(2)Al(OH)3的酸式电离_；(3)Al(OH)3的碱式电离_；(4)Na2CO3_；(5)KHSO3_。【答案】(1)HNO3=HNO(2)Al(OH)3HAlOH2O(3)Al(OH)3Al33OH(4)Na2CO3=2NaCO(5)KHSO3=KHSO弱 电 解 质 的 电 离基础初探教材整理电离平衡的建立1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分子的速率相等时，电离过程达到电离平衡状态。2建立过程(用vt图象描述)探究升华思考探究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，如何书写其电离方程式？H2CO3也属于弱电解质，如何书写其电离方程式？弱碱Fe(OH)3呢？【提示】CH3COOHCH3COOHH2CO3HHCOHCOHCOFe(OH3)=Fe33OH(2)根据醋酸在水中电离的vt图分析v结合和v电离怎样变化？当v电离v结合时，溶液中醋酸分子、氢离子、醋酸根离子的浓度有何特点？【提示】醋酸电离过程中，v电离逐渐减小，v结合不断增大，二者相等时，即电离达到平衡状态，各组分的浓度保持不变。(3)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？加入少许醋酸晶体呢？【提示】加热升高温度，电离程度增大，加水稀释、电离程度增大，加入醋酸晶体，电离平衡右移，但是电离程度减小。认知升华1电离平衡的特点(1)电离过程是吸热的。(2)分子、离子共存，这完全不同于强电解质。(3)弱电解质在溶液中的电离都是微弱的。一般来说，电离的分子极少，绝大多数以分子形式存在。如0.1 molL1的CH3COOH溶液中，c(H)在1103 molL1左右。2电离平衡的特征3外界条件对电离平衡的影响(以CH3COOHCH3COOH为例)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大加醋酸钠(s)逆向减小减小减小增大通HCl(g)逆向减小增大增大增大加NaOH(s)正向增大减小减小增强题组冲关题组1电离平衡的特征及建立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】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，故A、B、C均错。依据平衡状态的标志即电离成离子的速率与离子结合成分子的速率相等，可知D项正确。【答案】D2一元弱酸HA(aq)中存在下列电离平衡：HAAH。将1.0 mol HA加入到一定量的蒸馏水中，最终得到1.0 L溶液，如图，表示溶液中HA、H、A的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是()【解析】根据弱酸HA的电离平衡知，HA浓度由大到小，排除D项；A、H浓度由0增大，排除了A、B；平衡时，HA减少量等于A的增加量。【答案】C3如图所示是醋酸溶于水时，电离过程中，醋酸分子电离成离子的速率、离子结合成醋酸分子的速率随时间的变化曲线。请回答下列问题：(1)va表示_的速率；vb表示_的速率。(2)在时间由t0到t1过程中，va的变化是_，vb的变化是_。(3)当时间达t1后，va与vb的关系是_，此时醋酸达到_状态。【答案】(1)醋酸分子电离成离子离子结合成醋酸分子(2)减小增大(3)相等电离平衡题组2影响电离平衡的因素4在CH3COOH溶液中存在如下平衡：CH3COOHHCH3COO。加入少量下列固体物质，能使平衡逆向移动的是()ANaClBCH3COONaCNa2CO3DNaOH【解析】加入Na2CO3、NaOH均消耗H，使c(H)减小，平衡正向移动；加入NaCl，c(CH3COOH)、c(H)、c(CH3COO)均无变化，平衡不移动；加入CH3COONa，c(CH3COO)增大，平衡逆向移动。【答案】B5在氨水中存在下列电离平衡：NH3H2ONHOH，下列情况能引起电离平衡向正向移动的有()加NH4Cl固体加NaOH溶液通HCl加CH3COOH溶液加水加压ABCD【解析】加入NH4Cl固体相当于加入NH，平衡左移；加入OH，平衡左移；通HCl，相当于加入H，中和OH，平衡右移；加CH3COOH溶液，相当于加H，中和OH，平衡右移；加水，稀释，越稀越电离，平衡右移；加压，无气体参加和生成，无影响。【答案】C6化合物HIn在水溶液中存在以下电离平衡：HIn(aq)H(aq)In(aq)(红色)(黄色)故可用作酸碱指示剂。现有浓度为0.02 molL1的下列各溶液：盐酸石灰水NaCl溶液NaHSO4溶液NaHCO3溶液氨水，其中能使指示剂显红色的是() 【导学号：29910032】ABCD【解析】若使指示剂显红色，须让电离平衡逆向移动，即增大c(H)；中只有、能增大溶液中的 c(H)。【答案】C电 离 常 数基础初探教材整理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，溶液中离子浓度之积与分子浓度的比值是一个常数。2表达式对于ABAB，K。3意义表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K值越大，弱电解质的电离程度越大。探究升华思考探究向两支分别盛有0.1 molL1醋酸和0.1 molL1硼酸溶液中的试管中滴加等浓度的Na2CO3溶液观察现象。试管1试管2问题思考：(1)醋酸和碳酸均存在电离平衡，请写出醋酸和碳酸电离(第一步电离)的化学方程式，并写出对应的电离平衡常数的表达式。【提示】CH3COOHCH3COOHKH2CO3HHCOK(2)两试管中的现象有何不同？请比较醋酸、碳酸和硼酸的酸性大小。【提示】试管中有气泡冒出。说明酸性的强弱：醋酸碳酸硼酸。(3)查阅资料发现，醋酸、碳酸和硼酸在25 的电离平衡常数分别是1.75105、4.4107(第一步电离)和5.81010。它们与酸性大小有何联系？【提示】K值越大，酸性越强。(4)加热试管1，反应速率如何变化？电离平衡常数如何变化？【提示】加热试管，反应速率加快，电离平衡常数增大。认知升华1有关电离常数的注意事项(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。2对于一元弱酸HA，电离常数常用Ka表示，Ka；对于一元弱碱BOH，电离常数常用Kb表示，Kb。题组冲关题组1电离常数的理解1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，表示弱电解质的电离能力越弱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多元弱酸各步电离常数相互关系为K1K2H2CO3HSOHCO，结合复分解反应中强酸制弱酸的原理，H2SO3与CO反应不可能生成H2CO3和SO，故B不合理。【答案】B10.在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。请回答：(1)“O”点导电能力为0的理由是_。(2)a、b、c三点处，溶液的c(H)由小到大的顺序为_。(3)a、b、c三点处，电离程度最大的是_。(4)若将c点溶液中c(CH3COO)增大，c(H)减小，可采取的措施是_；_；_。【解析】溶液的导电能力主要由离子浓度来决定，题目中的图像说明冰醋酸加水稀释过程中，离子浓度随着水的加入先逐渐增大到最大值又逐渐减小，故c(H)是b点最大，c点最小，这是因为c(H)，加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，n(H)增大使c(H)有增大的趋势，而V(aq)增大使c(H)有减小的趋势，c(H)是增大还是减小，取决于这两种趋势中哪一种占主导地位。在“O”点时，未加水，只有醋酸，因醋酸未发生电离，没有自由移动的离子存在，故不能导电；要使CH3COO的浓度增大，H浓度减小，可通过加入OH、活泼金属等使平衡正向移动。【答案】(1)在“O”点处醋酸未电离，无离子存在(2)ca(2)(3)0.1 molL11.96105变大变小不变能力提升12HClO是比H2CO3还弱的酸，下列反应Cl2H2OHClHClO达到平衡后，要使HClO的浓度增大，可采取的措施是()A光照B加入NaOH固体C加入水D加入CaCO3固体【解析】要使c(HClO)增大，应使Cl2H2OHClHClO向右移动，且加入的物质只能与HCl反应而不能与HClO反应，结合酸性H2CO3HClO，故采取的措施是加入CaCO3固体。【答案】D13用水稀释0.1 molL1的醋酸溶液，其中随加水量的增加而增大的有() n(H)c(H)c(H)/c(CH3COOH)c(CH3COOH)/c(H)ABCD【解析】CH3COOHCH3COOH，加水稀释时，平衡右移，则n(H)、n(CH3COO)均增大，而n(CH3COOH)减小。因溶液被稀释，c(CH3COOH)、c(CH3COO)、c(H)均减小。故，应增大；同理应减小。【答案】A14某二元酸(H2A)在水中的电离方程式为：H2A=HHA，HAHA2(25 时Ka1.0102)，下列有关说法中正确的是() AH2A是弱酸B稀释0.1 molL1H2A溶液，因电离平衡向右移动而导致c(H)增大C在0.1 molL1的H2A溶液中，c(H)0.12 molL1D若0.1 molL1 NaHA溶液中c(H)0.02 molL1，则0.1 molL1的H2A中c(H) 0.12molL1 【解析】二元酸(H2A)在水中第一步电离为完全电离，则H2A酸性较强，不是弱酸，故A错误；加水稀释电离平衡正移，但氢离子浓度减小，所以稀释0.1 molL1H2A溶液，电离平衡向右移动，但是c(H)减小，故B错误；二元酸(H2A)在水中的电离方程式为：H2A=HHA，HAHA2(Ka21.0102)，第一步完全电离，第二步部分电离，设电离的HA为x，则有：Ka，解之得x0.008 4。所以在0.1 molL1的H2A溶液中，c(H)0.1 molL10.008 4 mol/L0.108 4 molL1，故C错误；若0.1 molL1的NaHA溶液中c(H)0.02 molL1,0.1 molL1的H2A溶液中存在H2A=HHA，HAHA2，第一步电离出的氢离子，抑制了第二步电离，所以c(H)0.12 molL1，故D正确。【答案】D15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KCH3COOHCH3COOHCH3COOH1.75105H2CO3H2CO3HHCO HCOHCOK14.4107K24.71011H2SH2SHHSHSHS2K19.1108K21.11012H3PO4H3PO4HH2