高考化学 8.1 弱电解质的电离课件 .ppt

第八章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离 知识梳理 一 强 弱电解质1 强电解质与弱电解质 全部 部分 强酸 强碱 大多数盐 弱酸 弱碱 水 2 电离方程式的书写 1 弱电解质 多元弱酸分步电离 且第一步电离程度远远大于第二步 如h2co3电离方程式 多元弱碱电离方程式一步写成 如fe oh 3电离方程式 2 酸式盐 强酸的酸式盐完全电离 如 弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离 如 微点拨 1 电解质 非电解质均是化合物 盐酸 铜虽能导电 但它们既不是电解质也不是非电解质 2 co2 so2 so3 nh3等溶于水也导电 是它们与水反应生成新物质后而导电的 而它们液态时不导电 故属于非电解质 3 baso4等虽难溶于水 但溶于水的部分却能完全电离 属于强电解质 二 弱电解质的电离平衡1 电离平衡的建立 1 开始时 v电离 而v结合为 2 平衡的建立过程中 v电离 v结合 3 当v电离 v结合时 电离过程达到平衡状态 最大 0 2 电离平衡的特征 3 影响电离平衡的外界条件 1 温度 温度升高 电离平衡 移动 电离程度 2 浓度 稀释溶液 电离平衡 移动 电离程度 3 同离子效应 加入与弱电解质具有相同离子的强电解质 电离平衡 移动 电离程度 4 加入能反应的物质 电离平衡 移动 电离程度 向右 增大 向右 增大 向左 减小 向右 增大 微点拨 1 稀醋酸加水稀释时 溶液中的各离子浓度并不是都减小 如c oh 是增大的 2 电离平衡右移 电解质分子的浓度不一定减小 如稀醋酸中加入冰醋酸 3 电离平衡右移 电离程度也不一定增大 三 电离平衡常数1 表达式 1 对于一元弱酸ha hah a 平衡常数k 2 对于一元弱碱boh bohb oh 平衡常数k 2 意义 相同条件下 k值越大 表示该弱电解质 电离 所对应的酸性或碱性相对 3 特点 1 多元弱酸是分步电离的 各级电离常数的大小关系是k1 k2 所以其酸性主要决定于第 步电离 越易 越强 一 2 增大 浓度 小题快练 1 思考辨析 1 2013 江苏高考 ch3cooh溶液加水稀释后 溶液中的值减小 分析 越稀越电离 n ch3cooh 减小 n ch3coo 增大 在溶液中也是物质的量之比 故比值减小 2 2013 福建高考 室温下 对于0 10mol l 1的氨水 加水稀释后 溶液中c c oh 变大 分析 k 加水稀释后c nh3 h2o 减小 但k不变 故c c oh 减小 3 hclo是弱酸 所以naclo是弱电解质 分析 次氯酸属于弱酸 但它对应的盐属于强电解质 4 电离平衡右移 电离平衡常数一定增大 分析 电离平衡常数只与温度有关 只有因为温度升高而导致的电离平衡移动 平衡常数才会增大 5 水的离子积常数kw随着温度的升高而增大 说明该反应的 h 0 分析 水的离子积随温度升高而增大 说明升高温度促进水的电离 所以水的电离是吸热反应 h应大于零 2 教材研习 1 rj选修4 p52 体积相同 ph相同的naoh溶液和氨水 与盐酸中和时两者消耗hcl的物质的量 a 相同b 中和naoh的多c 中和氨水的多d 无法比较 解析 选c naoh和nh3 h2o都是一元碱 ph相同的naoh溶液和氨水 nh3 h2o是弱电解质 naoh是强电解质 所以c naoh c nh3 h2o 等体积的两种溶液n naoh n nh3 h2o 所以氨水消耗的hcl多 2 sj选修4 p69 ch3cooh溶液中存在如下平衡 ch3coohh ch3coo 加入少量下列固体物质能使平衡向右移动的是 a naclb ch3coonac na2co3d hcl 解析 选c 氯化钠和醋酸不反应也没有相同的离子 所以不能使平衡向右移动 故a错误 醋酸钠和醋酸有相同的阴离子醋酸根离子 能抑制醋酸的电离 所以能使平衡向左移动 故b错误 碳酸钠能和氢离子反应生成二氧化碳和水 所以能促进醋酸的电离使平衡向右移动 故c正确 加入hcl增大了c h 平衡逆向移动 故d错误 3 rj选修4 p44 判断下列说法正确的是 a 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强b 中和等体积 等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液 盐酸所需氢氧化钠多于醋酸c 将naoh和氨水溶液各稀释一倍 两者的oh 浓度均减小到原来的d 等浓度等体积的磷酸钠溶液和磷酸溶液中所含的量不同 解析 选d 溶液的导电性与溶液中电荷的浓度有关 溶液中带电离子的浓度越大 导电能力越强 所以若强电解质的浓度很小 则其导电能力会很弱 故a错误 等体积 等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液 二者的物质的量相同 所以与naoh反应 消耗的naoh的量相同 故b错误 一水合氨是弱电解质 稀释促进电离 所以将naoh和氨水溶液各稀释一倍 naoh的oh 浓度减小到原来的1 2 氨水溶液的oh 浓度大于原来的1 2 故c错误 磷酸钠在溶液中完全电离 磷酸 是中强酸 在溶液中部分电离 所以等浓度等体积的磷酸钠溶液和磷酸溶液中所含的量不相同 磷酸钠溶液中的量多 故d正确 速记卡片 1 电解质的两种类别 1 强电解质 强酸 强碱 绝大多数盐 2 弱电解质 弱酸 弱碱 水 2 理解电离平衡状态的两个特征 1 v 电离 v 结合 0 2 电解质分子 离子的浓度保持不变 3 理解影响电离平衡的3个因素 温度 浓度 相关离子 4 牢记影响ka大小的唯一的外部因素 温度 考点一影响电离平衡的因素 自主训练 2015 西安模拟 在0 1mol l 1nh3 h2o溶液中存在如下平衡 nh3 h2onh3 h2o oh 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 浓度增大 平衡逆向移动b 加入少量naoh固体 oh 与结合生成nh3 h2o 使浓度减小 平衡正向移动c 加入少量0 1mol l 1nh4cl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ph增大 解析 选c a选项 加入少量浓盐酸 首先发生h oh h2o 使oh 浓度减小 平衡正向移动 b选项 加入少量naoh固体 使oh 浓度升高 平衡逆向移动 c选项 使浓度升高 平衡逆向移动 溶液中c oh 减小 d选项 mg2 2oh mg oh 2 溶液中c oh 减小 溶液ph减小 归纳总结 1 影响电离平衡的因素 1 内因 弱电解质本身的性质 决定了弱电解质电离程度的大小 如相同条件下ch3cooh电离程度大于h2co3 2 外因 电离平衡属于动态平衡 当外界条件改变时 弱电解质的电离平衡也会发生移动 平衡移动也遵循勒夏特列原理 以0 1mol l 1ch3cooh溶液为例 ch3coohch3coo h 2 从 定性 和 定量 两个角度理解电离平衡 1 从定性角度分析电离平衡 应该深刻地理解勒夏特列原理 平衡向 减弱 这种改变的方向移动 移动结果不能 抵消 或 超越 这种改变 2 从定量角度分析电离平衡 当改变影响电离平衡的条件后分析两种微粒浓度之比的变化时 若通过平衡移动的方向不能作出判断时 应采用化学平衡常数定量分析 针对训练 2015 龙岩模拟 对h2so3溶液 在采取措施使ph增大的同时 c 的变化情况是 a 增大b 减小c 不变d 可能增大也可能减小 解析 选d 亚硫酸溶液中存在平衡 h2so3h h 若向溶液中加入适量的氢氧化钠 此时溶液的ph增大 c 增大 若加水稀释 则ph增大 c 减小 加固训练 将100ml1mol l 1的nahco3溶液等分为两份 其中一份加入少许冰醋酸 另外一份加入少许ba oh 2固体 忽略体积变化 两份溶液中c 变化分别是 a 减小 减小b 减小 增大c 增大 增大d 增大 减小 解析 选b 加入少许冰醋酸 发生ch3cooh h2o co2 ch3coo 则溶液中c 减小 加入少许ba oh 2固体 发生ba2 2oh 2 2h2o baco3 则溶液中c 增大 考点二一元强酸 碱 和一元弱酸 碱 的比较1 等浓度 等ph的盐酸和醋酸性质比较 2 强酸与弱酸 强碱与弱碱稀释时的ph变化图象 图中 a b为ph相等的naoh溶液和氨水 c d为ph相等的盐酸和醋酸 对于该图象 要深刻理解以下4点 1 对于ph y的强酸溶液稀释时 体积每增大10n倍 ph就增大n个单位 即ph y n 对于ph y的弱酸溶液来说 体积每增大10n倍 ph增大不足n个单位 即phx n 无论怎样稀释 碱溶液的ph不能等于或小于7 只能趋近于7 3 加水稀释相同倍数后的ph大小 氨水 naoh溶液 盐酸 醋酸 4 稀释后的ph仍然相等 则加水量的多少 氨水 naoh溶液 醋酸 盐酸 典题 25 时 弱电解质的电离平衡常数 ka ch3cooh 1 8 10 5 ka hscn 0 13 难溶电解质的溶度积常数 ksp caf2 1 5 10 10 25 时 2 0 10 3mol l 1氢氟酸水溶液中 调节溶液ph 忽略体积变化 得到c hf c f 与溶液ph的变化关系 如下图所示 请根据以上信息回答下列问题 1 25 时 将20ml0 10mol l 1ch3cooh溶液和20ml0 10mol l 1hscn溶液分别与20ml0 10mol l 1nahco3溶液混合 实验测得产生的气体体积 v 随时间 t 变化的示意图如图所示 反应初始阶段 两种溶液产生co2气体的速率存在明显差异的原因 是 反应结束后所得两溶液中 c ch3coo c scn 填 或 2 25 时 hf电离平衡常数的数值ka 列式并说明得出该平衡常数的理由 典题剖析 抽丝剥茧溯本求源 解析 1 相同的起始条件 因为两种酸的电离度不同导致溶液中起始反应时h 浓度不同引起反应速率的不同 反应结束后 溶质为ch3coona和nascn 因ch3cooh酸性弱于hscn 故ch3coona水解程度大 c ch3coo c scn 2 hf电离平衡常数ka 其中c h c f c hf 都是电离达到平衡时的浓度 可选择图中交点处所对应的ph求解hf的ka 当c hf c f 时 ka c h 10 3 45 或3 5 10 4 答案 1 hscn的酸性比ch3cooh强 其溶液中的c h 较大 故其溶液与nahco3溶液的反应速率较快 2 10 3 45ka 当c hf c f 时 ka c h 查图中的交点即为c hf c f 故所对应的ph即为ka的负对数 针对训练 2015 大同模拟 现有常温下的四份溶液 0 01mol l 1hcl 0 01mol l 1ch3cooh ph 12的氨水 ph 12的naoh溶液 下列说法正确的是 a 中由水电离出的c h 1 10 12mol l 1b 将 混合 若有ph 7 则消耗溶液的体积 c 将 等体积混合 体积变化忽略不计 则c ch3coo c ch3cooh 0 01mol l 1d 将四份溶液均稀释10倍后溶液ph 解析 选d 由于ch3cooh为弱电解质 故0 01mol l 1ch3cooh溶液中的c h 1 10 2mol l 1 由水电离出的c h 1 10 12mol l 1 a项错误 因ph 12的氨水中氨水的浓度远大于0 01mol l 1 0 01mol l 1hcl与ph 12的氨水混合 当ph 7时 消耗溶液的体积 b项错误 将 等体积混合 溶液的总体积增大 c ch3coo c ch3cooh 0 01mol l 1 c项错误 加固训练 1 下列事实中一定不能证明ch3cooh是弱电解质的是 常温下某ch3coona溶液的ph 8 用ch3cooh溶液做导电实验 灯泡很暗 等ph 等体积的盐酸 ch3cooh溶液和足量锌反应 ch3cooh放出的氢气较多 0 1mol l 1ch3cooh溶液的ph 2 1 ch3coona和h3po4反应 生成ch3cooh 0 1mol l 1的ch3cooh溶液稀释100倍 ph 3a b c d 解析 选a 中证明ch3coo 能水解 溶液呈碱性 证明ch3cooh为弱电解质 中未指明浓度 也没有参照物 不能说明ch3cooh是弱电解质 说明电离前n ch3cooh n 盐酸 故ch3cooh的电离程度比盐酸小 属弱电解质 中说明c h c ch3cooh ch3cooh部分电离 存在电离平衡 ch3cooh是弱电解质 已知 中的h3po4为中强酸 而中强酸能制备的必定是比h3po4还要弱的酸 说明ch3cooh为弱电解质 中ch3cooh溶液被稀释 c h 的变化与溶液浓度的变化不一致 证明存在电离平衡的移动 即证明ch3cooh为弱电解质 2 25 时 浓度均为0 1mol l 1的ha溶液和boh溶液 ph分别是1和11 下列说法正确的是 a boh溶于水 电离方程式是boh b oh b 若一定量的上述两溶液混合后ph 7 则c a c b c 在boh溶液中加入ba 平衡向逆反应方向移动 c b 减小d 若将0 1mol l 1的boh溶液稀释至0 001mol l 1 则溶液的ph 9 解析 选b 浓度为0 1mol l 1的ha溶液ph 1 则ha为强酸 而浓度为0 1mol l 1的boh溶液的ph 11 则boh为弱碱 a项 boh溶于水 其电离方程式是bohb oh 不正确 b项 ph 7 则有c h c oh 根据电荷守恒 c h c b c oh c a 故有c a c b 正确 c项 在boh溶液中加入ba ba b a 平衡bohb oh 向逆反应方向移动 但c b 增大 不正确 d项 由于boh溶液是弱碱 故稀释100倍后 有11 ph 9 不正确 考点三电离平衡常数及其应用1 电离平衡常数的意义 根据电离平衡常数数值的大小 可以估算弱电解质电离的程度 k值越大 电离程度越大 弱酸酸性越强 如相同条件下常见弱酸的酸性强弱顺序 h2so3 h3po4 hf ch3cooh h2co3 h2s hclo 2 影响电离平衡常数的外界因素 电离平衡常数随温度的变化而变化 与弱酸 弱碱的浓度无关 同一温度下 不论弱酸 弱碱的浓度如何变化 电离平衡常数是不会改变的 3 有关电离平衡常数的计算 已知c hx 和c h 或电离平衡常数 求电离平衡常数或c h hxh x 起始 c hx 00平衡 c hx c h c h c h 则 k 由于弱酸只有极少一部分电离 c h 的数值很小 可做近似处理 c hx c h c hx 则k 即c h 典题 2015 福州模拟 25 时 部分物质的电离平衡常数如表所示 请回答下列问题 1 ch3cooh h2co3 hclo的酸性由强到弱的顺序为 2 同浓度的ch3coo clo 结合h 的能力由强到弱的顺序为 3 物质的量浓度均为0 1mol l 1的下列四种物质的溶液 a na2co3 b naclo c ch3coona d nahco3 ph由大到小的顺序是 填编号 4 常温下0 1mol l 1的ch3cooh溶液在加水稀释过程中 下列表达式的数据一定变小的是 填字母序号 下同 a c h b c h c ch3cooh c c h c oh d c oh c h e 若该溶液升高温度 上述5种表达式的数据增大的是 5 体积为10mlph 2的醋酸溶液与一元酸hx分别加水稀释至1000ml 稀释过程中ph变化如图所示 则hx的电离平衡常数 填 大于 等于 或 小于 醋酸的电离平衡常数 理由是 稀释后 hx溶液中由水电离出来的c h 填 大于 等于 或 小于 醋酸溶液中由水电离出来的c h 理由是 解析 电离平衡常数越大 酸性越强 电离平衡常数越小 其对应酸根离子结合h 能力越强 水解程度越大 碱性越强 4 醋酸是弱电解质 稀释后电离程度增大 但ch3cooh ch3coo h 的浓度却都减小 c oh 是增大的 且ch3cooh的浓度减小的程度最大 升温促进电离 kw ka均增大 c h 增大 c h c ch3cooh 增大 c oh c h 减小 5 根据图象分析可知 起始时两种溶液中c h 相同 c 较弱酸 c 较强酸 稀释过程中较弱酸的电离程度增大 故在整个稀释过程中较弱酸的c h 一直大于较强酸的c h 稀释相同倍数 hx的ph变化比ch3cooh的大 故hx酸性强 电离平衡常数大 hx酸性强于ch3cooh 稀释后hx溶液中c h 小于ch3cooh溶液中的c h 所以其对水电离的抑制能力减弱 答案 1 ch3cooh h2co3 hclo 2 clo ch3coo 3 a b d c 4 aa b c e 5 大于稀释相同倍数 hx的ph变化比ch3cooh的大 酸性强 电离平衡常数大大于hx的酸性强于ch3cooh 稀释后hx溶液中的c h 小于ch3cooh溶液中的c h 所以其对水电离的抑制能力也较弱 加固训练 1 某碱boh在水中的电离过程为bohb oh 在不同温度下其电离常数为kb 20 2 3 10 15 kb 30 3 3 10 14 则下列叙述正确的是 a c oh 随温度的升高而降低b 在30 时 c oh c b c boh的电离程度 20 30 d 电离常数只与温度有关 解析 选d 电离常数表达式为kb 温度升高 电离常数增大 电离程度增大 c oh 增大 在溶液中除boh电离的oh 外还有水电离出的oh 故c oh c b 或利用溶液中电荷守恒c h c b c oh 所以c oh c b 2 氯气在295k 100kpa时 在1l水中可溶解0 09mol 实验测得溶于水的cl2约有三分之一与水反应 请回答下列问题 1 该反应的离子方程式为 2 估算该反应的平衡常数 列式计算 3 在上述平衡体系中加入少量naoh固体 平衡将向移动 4 如果增大氯气的压强 氯气在水中的溶解度将 填 增大 减小 或 不变 平衡将向 移动 解析 1 cl2和水反应生成hcl和hclo hclo是弱酸 2 在该氯水中 c cl2 0 09mol l 1 0 06mol l 1 c cl c h c hclo 0 09mol l 1 0 03mol l 1 忽略hclo的电离 所以k 4 5 10 4 3 加入少量naoh固体 naoh可以和h 及hclo反应 使平衡cl2 g h2oh cl hclo正向移动 4 增大氯气的压强 上述平衡正向移动 氯气在水中的溶解度增大 答案 1 cl2 h2oh cl hclo 2 k 4 5 10 4 3 正反应方向 4 增大正反应方向 弱酸的酸性比较 高考真题 高考是这样考查的1 双选 2014 上海高考 室温下 甲 乙两烧杯均盛有5mlph 3的某一元酸溶液 向乙烧杯中加水稀释至ph 4 关于甲 乙两烧杯中溶液的描述正确的是 a 溶液的体积 10v甲 v乙b 水电离出的oh 浓度 10c oh 甲 c oh 乙c 若分别用等浓度的naoh溶液完全中和 所得溶液的ph 甲 乙d 若分别与5mlph 11的naoh溶液反应 所得溶液的ph 甲 乙 解析 选a d 若该一元酸是强酸 则10v甲 v乙 若该一元酸是弱酸 稀释时会继续电离 加水稀释至ph 4时需要多加水 即10v甲 v乙 a正确 室温下 甲溶液中水电离出的oh 浓度为10 11mol l 1 乙溶液中水电离出的oh 浓度为10 10mol l 1 即10c oh 甲 c oh 乙 b错误 两溶液中酸的物质的量相等 分别用等浓度的naoh溶液完全中和 若是强酸 所得溶液显中性 ph 甲 乙 若是弱酸 则生成强碱弱酸盐 乙中溶液浓度较小 c oh 小 ph小 c错误 若分别与 5mlph 11的naoh溶液反应 若是强酸 所得溶液显中性 ph 甲 乙 若是弱酸则酸过量 溶液显酸性 乙中浓度小酸性较弱 ph较大 d正确 2 2012 浙江高考 下列说法中正确的是 a 常温下 将ph 3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后 溶液的ph 4b 为确定某酸h2a是强酸还是弱酸 可测naha溶液的ph 若ph 7 则h2a是弱酸 若ph 7 则h2a是强酸 c 用0 2000mol l 1naoh标准溶液滴定hcl与ch3cooh的混合液 混合液中两种酸的浓度均约为0 1mol l 1 至中性时 溶液中的酸未被完全中和d 相同温度下 将足量氯化银固体分别放入相同体积的 蒸馏水 0 1mol l 1盐酸 0 1mol l 1氯化镁溶液 0 1mol l 1硝酸银溶液中 ag 浓度 解析 选c 将ph 3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后 由于稀释过程中醋酸不断电离 所以溶液的ph d项错误 教材原型 教材是这样讲述的向两支分别盛