江西省乐安一中高二化学 09电离平衡和溶液的pH培优教案.doc

电离平衡和溶液的ph （一）网上课堂主讲内容强弱电解质与结构的关系，弱电解质的电离平衡，电离平衡移动，水的电离，电离平衡常数，水的离子积，溶液的酸碱性和ph.学习指导1强弱电解质与结构的关系:构成电解质的化学键代表物溶液中微粒强电解质离子键，极性共价键大多数盐、强酸、强碱自由离子弱电解质极性共价键水、弱酸、弱碱分子、离子共存2弱电解质的电离平衡:h2o+h2oh3o+oh- 简写成h2oh+oh-ch3coohch3coo-+h+ nh3h2onh4+oh- 弱电解质的电离平衡与化学平衡一样，是动态平衡，在平衡状态建立以后，弱电解的分子浓度，离子浓度不会改变。但是外界条件改变，电离平衡也要向减弱改变条件的方向移动。3电离平衡的移动:（1）温度对电离平衡的影响:弱电解质电离需要吸热，所以升高温度，电离平衡向正方向（即电离方向）移动，使电解质溶液中，分子浓度降低，离子浓度升高。（2）浓度对电离平衡的影响:弱电解在溶液中达到电离平衡状态以后，加水稀释了电解质溶液的浓度，原来的电离平衡被打破，电离平衡发生移动，移向正方向，即电离方向。原因是，离子间相互碰撞，生成分子的机会减少了。所以使电解质溶液中分子数目减少，离子个数增加。但是要注意：同一种弱电解的浓溶液和稀溶液相比（在相同温度下）离子浓度仍然是浓溶液高于稀溶液。（3）一些相关化学试剂的影响:氨水是弱电解质，在溶液中存在着电离平衡状态。nh3h2onh4+oh-，如果向其中加入nh4cl溶液，会使电离平衡左移，其原因是nh4cl=nh4+cl-，增加了nh4+浓度，生成物浓度提高，使电离平衡左移，与化学平衡受浓度影响是一致的。如果向其中加入盐酸或h2so4等，酸电离出的h+会中和氨水中的oh-，生成h2o，使oh-浓度降低，导致氨水的电离平衡右移。如果向氨水中加入naoh溶液，oh-浓度升高，使其电离平衡左移。氨水有挥发性，nh3易从氨水中挥发出来。如果给敞口容器中（如烧杯）的氨水加热，nh3迅速挥发出来，电离平衡左移，oh-浓度会降低。如果氨水盛在密闭容器中，nh3不能挥发出来，那么电离平衡右移，oh-浓度升高。用水冲稀氨水，电离平衡右移，但是oh-浓度比未冲稀之前要小。4水的电离:水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离，无论是在纯水中，酸性溶液中，碱性溶液中，还是中性溶液中，也无论是在强电解溶液中还是弱电解溶液中，还是非电解质溶液中，水都发生微弱的电离，生成h3o+和oh-，表示为h2o+h2oh3o+oh-，也可简写成h2oh+oh-。5电离平衡常数:由于强电解质在溶液中完全电离，不存在电离平衡状态，所以强电解质没有电离平衡常数。电离平衡常数只反映弱电解质的电离能力。（1）电离平衡常数与化学平衡常数类似，例如：ch3coohch3coo-+h+ nh3h2onh4+oh- （2）意义：对于不同弱电解质，k值越大，离子浓度越大，即表示该弱电解质较易电离，所以比较ka或kb大小可以判断弱酸弱碱的相对强弱。对于同一弱电解质的稀溶液来说，电离平衡常数同化学平衡常数一样，不随浓度的变化而变化，而只随温度变化而变化。但电离平衡常数随温度的变化不大，在室温下，可以不考虑温度对电离平衡常数的影响：6水的离子积（kw）从纯水的导电实验测得：在25时，1l纯水中有10-7molh2o发生了电离，生成h+和oh-各是110-7mol,=把55.6-110-7近似看成55.6，那么k是常数，55.6k就必定是常数，55.6k通常用kw表示，因而就有kw=c(h+)c(oh-)=110-14kw叫水的离子积常数，简称为水的离子积，25（或常温）kw=110-14，如果在100，kw110-12，两者相差100倍。7溶液的酸碱性和ph任何水溶液中，都存在着（h2oh+oh-），水的电离平衡，改变条件，水的电离平衡发生了移动，导致h+和oh-相对的量发生了变化，使溶液具有了酸性，碱性。但kw值依然是110-14。ph=-lgc(h+)显然c(h+)越大，ph越小，溶液的酸性越强；c(h+)越小，ph越大，溶液的碱性越强。任何水溶液常温常温中性溶液c(h+)=c(oh-)c(h+)=10-7moll-1ph=7酸性溶液c(h+)c(oh-)c(h+)10-7moll-1ph7碱性溶液c(h+)c(oh-)c(h+)7说明：教材上介绍了十种弱电解的电离平衡常数，基本分三类。第一类为一元弱酸，以醋酸为首，ka=1.810-5，然后是甲酸(hcooh)，ka=1.810-4，记住这两种酸的ka值，对你高二下学期学有机酸大有好处。然后是氢氟酸ka=7.210-4，记住它，对你认识和掌握氢卤酸及其盐的性质大有帮助。第二类是弱碱，只介绍了氨水，kb=1.810-5，nh3h2o电离能力与醋酸相同。高中阶段，弱碱基本是以氨水为主，对氨水要理解加强记忆。第三类是多元弱酸的分步电离，每步电离都有电离常数。磷酸有3个ka值。它就形成3种盐（一种正盐，两种酸式盐）对于多元弱酸首先要理解。h+浓度主要是靠第一步电离决定。所以比较多元弱酸的相对强弱，主要比较第一步ka值大小就可以了。其次也不可忽略第二步电离，因为下一节我们要学盐类的水解，正盐和酸式盐水解能力的大小与它们电解能力有关，尤其是我们经常遇到的na2co3和nahco3这类盐溶液的性质，学好h2co3的两步电离，对na2co3和nahco3的认识大有好处。例题精析1在室温下，向饱和的h2s溶液中缓慢通入过量的so2气体，溶液的ph随通入so2体积的变化曲线示意图，合理的是（ ）分析：h2sh+hs-处于电离平衡状态，溶液呈酸性，通入so2发生2h2s+so2=3s+2h2o，使电离平衡左移，h+减小，ph升高。当通入的so2恰好与h2s完全反应时，溶液呈中性，再继续通入so2。生成h2so3，h2so3也是弱电解质。发生h2so4h+hso3-电离。溶液呈酸性，ph下降。又因为h2s，ka1=9.110-8，而h2so3，ka1=1.510-2，h2so3比h2s电离能力强，c(h+)大，那么ph h2so3的要比h2s的小，能反映出这种变化关系的曲线只有a。所以选择a。2把0.05molnaoh分别加入下列100ml溶液中，溶液的导电能力变化不大的是（ ）a自来水 b0.5moll-1的盐酸c0.5moll-1的ch3cooh d0.5moll-1的nh4cl分析：溶液的导电能力，决定于溶液中离子浓度的大小和离子电荷的多少，如果这两者变化不大，那么溶液的导电能力就变化不大。naoh加到自来水中，naoh=na+oh-，离子浓度突然变大，溶液导电性明显变大。b选项中，naoh+hcl=nacl+h2o其离子反应方程为oh-+h+=h2o，而na+和cl-浓度没变h2o的电离可忽略，溶液的导电性不会有多大变化。c选项中ch3cooh是弱电解质，溶液中离子浓度不大，导电性差。当把等物质的量的naoh加入，发生了中和反应，naoh+ch3cooh=ch3coona+h2o，水是弱电解质，电离忽略，而ch3coona可是强电解质，完全电离。使离子浓度骤然增加，溶液导电性立即变大。d选项，发生反应nh4cl+naoh=nacl+nh3h2o，nh3h2o是弱电解质，电离可忽略，nacl完全电离。离子浓度没多大变化，所以溶液导电性没有多大变化。选择bd。3下列的离子方程式书写正确的是（ ）a碳酸氢钙溶液中加入等物质的量的氢氧化钠溶液 ca2+2hco3-+2oh-=caco3+2h2o+co32-b碳酸钠溶液中加入等物质的量的乙酸 co32-+h+=hco3-c石灰水中通入过量的氟化氢 ca2+2oh-+2hf=caf2+2h2od氯气溶于水 cl2+h2o=2h+cl-+clo-分析：a选项错在化学计量数上，正确的写法是：ca2+hco3-+oh-=caco3+h2ob选项错在：乙酸是弱电解质，弱电解质在离子反应方程中要写其分子式。正确的写法是：co32-+ch3cooh=hco3-+ch3coo-c选项是正确的。d选项不正确，错在生成物中hclo是弱酸，要写分子式。正确的写法是：cl2+h2o=h+cl-+hclo4将45ml0.1moll-1hcl溶液和5ml0.5moll-1ba(oh)2溶液相混合并稀释至500mm，所得溶液的ph等于（ ）a2.4 b3 c11 d12分析：粗略判断溶液呈碱性，碱性溶液中，c(h+)c(coh-)所以必须先计算oh-浓度。c(oh-)=计算ph，关键要求出c(ch+)c(h+)=ph=-lgc(ch+)=-lg10-11=11选择c5下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比:是（ ）ph=0的盐酸 0.1moll-1的盐酸0.01moll-1的naoh溶液 ph=11的naoh溶液a1：10：100：1000 b0：1：12：11c14：13：12：11 d14：13：2：3分析：在ph=0的盐酸中c(h+)=1moll-1，根据水的离子积kw=c(h+)c(oh-)=110-14知c(oh-)=110-14，由于水电离产生的h+和oh-是相同的，所以由水电离产生的c(h+)=110-14moll-1在酸溶液中忽略了由水电离产生的h+，只计算由酸电离出的h+浓度。在0.1moll-1的盐酸中，c(h+)=0.1moll-1，c(oh-)=110-13moll-1由水电离产生的c(h+)=110-13moll-1在0.01moll-1的naoh溶液中，c(oh-)=0.01moll-1，是由naoh电离产生的，由水电离产生的c(h+)=110-12moll-1在ph=11的naoh溶液中，由水电离产生的c(ch+)=110-11moll-1四种溶液的c(h+)之比=c(h+)：c(h+)：c(h+)：c(h+) =10-14：10-13：10-12：10-11=1：10：100：1000选择a。（二）网上能力训练基础性训练题一选择题1下列电离方程式正确的是（ ）ahbr=h+br-bnahso3=na+h+so32-cnahso4=na+h+so42-dh3po4=3h+po43-2用镁屑与稀盐酸反应制h2，反应速率太快，h2不易收集。为降低反应速率，但不能影响生成h2总量，可以向其中加入（ ）amgo(s) bnaoh(s) cmgcl2(s) dch3coona(s)3证明hcl为共价化合物的是（ ）a氯化氢极易溶于水 b液态氯化氢不导电c氯化氢不易分解 d氯化氢溶液导电4某固体化合物r不导电，但熔化或溶于水后能完全电离，下列关于r的叙述中正确的是（ ）ar为非电解质 br为强电解质cr是离子化合物 dr为弱电解质5某一元弱酸hr的溶液中，h+和hr的个数之比为m:n，则此时hr的电离平衡常数为（ ）a b c d6纯净水是中性，这是因为（ ）a纯水中c(h+)=c(oh-)b纯水的ph=7c纯水中kw=110-14d纯水中c(h+)=10-17moll-17水是一种极弱的电解质，室温下，平均每m个水分子只有一个水分子发生了电离，m的数值接近下列中的（ ）a107 b6.021030 c5.56108 d5.561015890时水的离子积kw=3.810-13，则该温度下纯水的ph（ ）a=7 b7 d无法确定925时，ph=2的hcl溶液中，由水电离出的c(h+)为（ ）a110-7moll-1 b110-12moll-1c110-2moll-1 d110-14moll-110把99.5ml0.1moll-1ba(oh)2溶液加入到100.5ml0.1moll-1h2so4中，所得溶液的ph为（ ）a3 b3.3 c4 d8二填空题11在醋酸溶液中存在电离平衡ch3coohch3coo-+h+改变下列条件时下列各量变化请填入下表条件改变电离平衡移动的方向n(h+)c(h+)ph通入hcl气体加入固体naoh加入固体na2co3加水稀释加纯醋酸加固体ch3coona12在纯水中，加入下列试剂或改变温度，把各种量变化填入下表。改变条件电离平衡移动的方向c(h+)c(oh-)c(h+)与c(oh-)的关系kw值加盐酸加naoh溶液加热13将_gkoh溶于90ml（4）水中恰好使每个10个h2o分子溶有1个k+，若溶解过程中溶液体积不变，则溶液的物质的量浓度为_moll-1，溶液质量分数是_，若加水释稀到5000ml，则溶液的ph=_，由水电离出的c(oh-)=_moll-1提高性训练题一选择题14在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液中存在下列溶解平衡ca(oh)2ca2+2oh-，当向混合液中加入少量生石灰时，下列说法正确的是（ ）a溶液中ca2+数目减少 bca2+浓度增大c溶液中c(oh-)不变 d溶液中n(oh-)物质的量增多15把体积相同，c(h+)相同的两份溶液，甲为盐酸，乙为ch3cooh，分别与锌反应，若反应后放出h2一样多，有一份中锌有剩余，以下判断正确的是（ ）反应时需时间乙甲开始时，反应速率甲乙参加反应的锌的质量甲=乙整个阶段平均反应速率乙甲盛盐酸的溶液中锌有剩余a bc d16用ph=2的某酸与ph=12的naoh溶液等体积混合，混合液的c(h+)为（ ）a10-7moll-1 b10-7moll-1c10-7moll-1 d无法确定17重水（d2o）的离子积c(d+)c(od-)=1.610-15可以用ph一样的定义来规定pd=-lgc(d+)。下列关于pd值的叙述正确的是（ ）a中性溶液pd=7.0b含0.01molnaod的d2o溶液1l pd=12.0c溶解0.01moldcl的d2o溶液中pd=2.0d在100ml0.25moll-1的dcl重水溶液中加入50ml0.2moll-1naoh的重水溶液，pd=1.018对溶液的ph，下列说法正确的是（ ）aph=0的溶液呈中性b溶液的ph相差3，则c(h+)相差1000倍c将溶液稀释10n倍，ph一定改变n个单位d99，ph=3的溶液中c(h+)=110-3moll-1，而c(oh-)=110-11moll-1二填空题1925若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前该强酸ph与强碱的ph之间应满足的关系是_20有两种ph都等于2的溶液，一种是强酸，一种是弱酸，为了对它们作出鉴别，某学生只用蒸馏水和ph试纸进行实验，便得到了结论，其方法和结论是_研究性习题2125时，若体积为va ph=a的某一元强酸与体积va ph=b的一元强碱混合，恰好中和，且已知vavb和a=0.5b，请填写下列空白。（1）a值可否等于3（填“可”或“否”）_，其理由是_。（2）a值可否等于5（填“可”或“否”）_，其理由是_。（3）a的取值范围是_。能力训练题点拨与解答基础训练题部分一选择题1ac。hbr是强电解质，在水溶液中完全电离。nahso4是强酸的酸式盐，也是强电解质，在水溶液中完全电离。b选项，错在hso3-不能完全电离，正确的写法是nahso3=na+hso3- hso3-h+so32-。d选项错在，h3po4是弱电解质，分步电离，正确的写法是h3po4h+h2po42- h2po4-h+hpo42- hpo42-h+po43-2镁与盐酸反应的实质是mg+2h+=mg2+h2降低产生h2的速率，只能从降低c(h+)，但是产生h2的量不能受影响，那么ab两项被否去原因是发生mgo+2h+=mg2+h2o oh-+h+=h2o，这两个反应，把h+变成h2o，h2量减少，满足题设要求只有d。h+ch3coo-=ch3cooh，ch3cooh是弱电解质，电离能力弱于hcl：c(h+)下降，产生h2速率降低。随着溶液中h+消耗，使ch3coohch3coo-+h+电离平衡右移，h+逐渐地被还原成h，形成h2逸出溶液。致于c选项，基本上可以认为对反应速率无影响。本上可以认为对反应速率无影响。3b共价化合物在熔化状态下，共价键不破裂，没有自由移动离子，所以不导电。4bc。离子化合物熔化和溶于水时，离子键破坏，发生完全电离，也属于强电解质。5ahrh+r-达到电离平衡状态时c(h+)=c(cr-)=m c(hr)=n 6a中性是指c(h+)=c(oh-)，而b、c、d只有在常温下才成立。7c根据室温下，1升水，即1000g水，相当于55.6molh2o有10-7molh2o发生了电离，形成正比例关系： 8b根据c(h+)c(oh-)=3.810-13而纯水中c(h+)=c(oh-)所以c(h+)=而phc(oh-)不变向逆方向移动下降升高c(h+)c(oh-)不变向正方向移动升高升高c(h+)=c(oh-)变大13解：4 90mlh2o和物质的量是5mol，n(koh)=m(koh)=56gmol-10.5mol=28g c(koh)= w(koh)= c(oh-)= c(h+)= ph=-lg10-13=13由水电离出来的c(h+)=110-13moll-1提高性训练题部分一14ac。向饱和溶液中加cao，发生cao+h2o=ca(oh)2反应，使h2o减少，所以溶液中ca2+数目随之减少。溶液是同一个温度下的饱和溶液，所以c(oh-)不会改变。15dn(hcl)n(ch3cooh)反应实质是zn+2h+2n2+h2产生h2一样多，消耗zn就一样多，对盐酸来说，zn有余，对醋酸来说，zn为欠量，ch3cooh有余。研究反应速率，开始瞬向v(hcl)=v(ch3cooh)，但是随反应进行，盐酸中c(h+)下降，速率下降，而ch3cooh中，c(h+)变化不大，所以在产生同样多h2的整个反应阶段来说v(hcl)10-7moll-117cd分析：a选项不对，中性溶液c(d+)=c(od-)因为c(d+)c(od-)=1.610-15=1610-16，所以c(d+)=410-8，pd=