《弱电解质的电离 盐类的水解第一课时》导学案2

弱电解质的电解平衡弱电解质的电解平衡 盐类的水解盐类的水解 学案学案 学习目标学习目标 1 会描述弱电解质的电离平衡 能正确书写弱电解质的电离方程式 会分析电离平衡的移 动 2 知道电离平衡常数的意义 知识回顾知识回顾 1 将下列 中的物质与 中的物质类型用短线连接起来 2 写出下列电解质的电离方程式 1 Al2 SO4 3 Al2 SO4 3 2Al3 3SO 2 4 2 NaOH NaOH Na OH 3 H2SO4 H2SO4 2H SO 2 4 4 CH3COOH CH3COOH CH3COO H 5 H2O H2O H OH 3 1 水的离子积常数表达式是 Kw H OH 2 将纯水加热至较高温度 水的离子积变化是增大 pH 变化是减小 3 室温下 某溶液中由水电离产生的 H 10 12 mol L 1 则由水电离产生的 OH 是 10 12 mol L 1 该溶液的 pH 可能是 2 或 12 学习探究学习探究 探究点一 弱电解质的电离平衡 1 弱电解质在水溶液中的电离都是可逆过程 醋酸是一种常见的弱电解质 它的电离方程 式是 CH3COOH H CH3COO 在醋酸溶液中含有的溶质粒子有 H CH3COO CH3COOH 2 图是醋酸溶于水时 电离过程中 醋酸分子电离成离子的速率 离子重新结合成醋酸分 子的速率随时间的变化曲线 请回答下列问题 1 va 表示醋酸分子电离成离子的速率 vb 表示离子结合成醋酸分子的速率 2 在时间由 t0 到 t1 过程中 va 的变化是不断减小 vb 的变化是不断增大 3 当时间达 t1 后 va 与 vb 的关系是 va vb 0 此时醋酸达到电离平衡状态 3 1 分析醋酸电离过程中 溶液中各粒子浓度的变化 填写下表 粒子浓度 H CH3COO CH3COOH 醋酸初溶于水接近于 0接近于 0最大 达到电离平衡前增大增大减小 达到电离平衡时不变不变不变 2 若将等体积 等浓度的 CH3COONa 溶液 盐酸混合 其过程中 H 变化是混合初最大 然后减小 达平衡时不变 CH3COO 变化是混合初最大 然后减小 达平衡时不变 CH3COOH 变化是混合初接近于 0 然后增大 达平衡时不变 4 分析下列条件的改变对醋酸电离平衡 CH3COOH CH3COO H 的影响 并填写下表 条件改变平衡移动方向 H CH3COO 升高温度向右移动增大增大 加 H2O向右移动减小减小 加盐酸向左移动增大减小 加少量 NaOH 固体向右移动减小增大 加少量 CH3COONa 固体向左移动减小增大 归纳总结 1 电离平衡状态 在一定条件 如温度 浓度 下 当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成弱电 解质分子的速率相等时 电离过程就达到了电离平衡状态 2 电离平衡的特征 1 弱电解质的电离平衡是一种动态平衡 平衡时其电离过程并没有停止 只是溶液中各分 子和离子的浓度都保持不变 2 外界条件发生变化 电离平衡随之发生变化 3 影响电离平衡的因素 1 温度 由于电离过程吸热 升温 电离平衡向正反应方向移动 降温 电离平衡向逆反 应方向移动 2 浓度 电解质溶液的浓度越小 它的电离程度就越大 3 其他因素 加入含有弱电解质离子的强电解质 电离平衡向逆反应方向移动 例如向 CH3COOH 溶液中加入 CH3COONa 会抑制 CH3COOH 的电离 4 弱电解质的电离方程式的书写 1 弱电解质的电离方程式的书写用 表示 如 NH3 H2O 的电离方程式是 NH3 H2O NH OH 4 2 多元弱酸是分步电离的 电离程度逐步减弱 可分步书写电离方程式 如 H2CO3 的电离 方程式是 H2CO3 H HCO HCO H CO 3 32 3 3 多元弱碱的电离也是分步进行的 但是一般按一步电离的形式书写 如 Fe OH 3 的电离 方程式是 Fe OH 3 Fe3 3OH 活学活用 1 下列说法正确的是 A 根据溶液中有 CH3COOH CH3COO 和 H 即可证明 CH3COOH 达到电离平衡状态 B 根据溶液中 CH3COO 和 H 的物质的量浓度相等即可证明 CH3COOH 达到电离平衡状态 C 当 NH3 H2O 达到电离平衡时 溶液中 NH3 H2O NH和 OH 的浓度相等 4 D H2CO3 是分步电离的 电离程度依次减弱 答案 D 解析 该题考查了电离平衡的判断及其特点 溶液中除电解质电离出的离子外 还存在电 解质分子 能证明该电解质是弱电解质 但不能说明达到平衡状态 A 错误 根据 CH3COOH CH3COO H 知即使 CH3COOH 未达平衡状态 CH3COO 和 H 的浓度也相等 B 错误 NH3 H2O 达到电离平衡时 溶液中各粒子的浓度不变 而不是相等 NH3 H2O 的 电离程度是很小的 绝大多数以 NH3 H2O 的形式存在 C 错误 H2CO3 是二元弱酸 分步 电离且电离程度依次减小 D 正确 2 在 0 1 mol L 1CH3COOH 溶液中存在如下电离平衡 CH3COOH CH3COO H 对 于该平衡 下列叙述正确的是 A 加入水时 平衡向逆反应方向移动 B 加入少量 NaOH 固体 平衡向正反应方向移动 C 加入少量 0 1 mol L 1HCl 溶液 溶液中 H 减小 D 加入少量 CH3COONa 固体 平衡向正反应方向移动 答案 B 解析 A 项加入水促进弱电解质的电离 B 项加入 NaOH 固体 与 H 反应 H 的浓度变小 平衡向正反应方向移动 C 项加入 HCl 时 H 的浓度变大 平衡向其减小的方向 也就是逆 反应方向 移动 但最终 H 比未加 HCl 前还是要大 D 项加入 CH3COONa 固体 CH3COO 的浓度增大 平衡向逆反应方向移动 探究点二 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 AB A B 的电离平衡常数 简称电离常数 的表达式 K A B AB 2 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 CH3COOH 的电离常数 的表达式是 Ka NH3 H2O 的电离常数的表达式是 Kb CH3COO H CH3COOH NH 4 OH NH3 H2O 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 对应的弱酸的酸性相对较强 或弱碱的碱性相对较强 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 子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比 为一常数 简称电离常数 用 K 表示 电离常数与浓度无关 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 根据电离常数的大小 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 Ka 或 Kb 的大小 可以判断弱酸和弱碱的强弱 3 多元弱酸分步电离 每一步电离都有各自的电离平衡常数 各级电离常数的大小关系是 Ka1 Ka2 Ka3 所以其酸性主要决定于第一步电离 活学活用 3 下列说法正确的是 A 电离平衡常数受溶液浓度的影响 B 电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱 C 电离常数大的酸溶液中 H 一定比电离常数小的酸溶液中的 H 大 D H2CO3 的电离常数表达式 K H CO2 3 H2CO3 答案 B 解析 电离平衡常数是温度的函数 与溶液浓度无关 所以 A 项错误 电离平衡常数可以 表示弱电解质的相对强弱 故 B 项正确 酸中 H 既跟酸的电离常数有关 还跟酸的浓度 有关 所以 C 项错误 D 项中碳酸是分步电离的 第一步电离常数表达式为 K1 第二步电离常数表达式为 K2 故 D 项错误 H HCO 3 H2CO3 H CO2 3 HCO 3 4 在 25 时 相同浓度的 HF CH3COOH 和 HCN 氢氰酸 溶液 它们的电离平衡常数分别 是 7 2 10 4 mol L 1 1 8 10 5 mol L 1 4 9 10 10 mol L 1 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 HF HCN 解析 一定温度下 当溶液的浓度一定时 H 随电离常数的增大而增大 题中 K HF K CH3COOH K HCN 故 HF 溶液中的氢离子浓度最大 余下的未电离的 HF 分子最少 而 HCN 溶液中未电离的 HCN 分子浓度最大 1 下列电离方程式中 正确的是 A H2S 2H S2 B NaHCO3 Na H CO2 3 C NaCl Na Cl D CH3COOH CH3COO H 答案 C 解析 H2S 是二元弱酸 分步电离 电离方程式应分步写出 A 项错误 NaHCO3 为弱酸酸 式盐 其中 HCO不能拆分为离子形式 只能写成 NaHCO3 Na HCO B 项错误 3 3 CH3COOH 为弱酸 部分电离 其电离方程式中 应改为 D 项错误 2 下列有关弱电解质电离平衡的叙述正确的是 A 达到电离平衡时 分子浓度和离子浓度相等 B 达到电离平衡时 由于分子和离子的浓度不断发生变化 所以说电离平衡是动态平衡 C 电离平衡是相对的 暂时的 外界条件改变时 平衡就可能发生移动 D 电解质达到电离平衡后 各种离子的浓度相等 答案 C 3 一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时 为了减缓反应速率 且不影响生成氢气的总量 可 向盐酸中加入适量的 NaOH 固体 H2O HCl CH3COONa 固体 A B C D 答案 D 解析 由题意可知 要使反应速率减小 而不改变生成 H2 的量 则要求 H 减小 而 n H 不变 可采取的措施是加水或加 CH3COONa 固体 4 下表是常温下某些一元弱酸的电离常数 弱酸 HCNHFCH3COOHHNO2 电离常数 mol L 1 6 2 10 10 6 8 10 4 1 75 10 5 6 4 10 6 则 0 1 mol L 1 的下列溶液中 pH 最小的是 A HCN B HF C CH3COOH D HNO2 答案 B 解析 电离平衡常数越大 电离程度越大 同浓度时 电离产生的 H 越大 pH 越小 5 分析下列条件的改变对电离平衡 NH3 H2O NH OH 的影响 填写下表 4 条件改变平衡移动方向 OH NH 4 升温 加 H2O 加盐酸 加入少量 NaOH 固体 加入少量 NH4Cl 固体 答案 条件改变平衡移动方向 OH NH 4 升温正向移动增大增大 加 H2O正向移动减小减小 加盐酸正向移动减小增大 加入少量 NaOH 固体逆向移动增大减小 加入少量 NH4Cl 固体逆向移动减小增大 基础过关 一 电离平衡状态的判断 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 mol L 1 B H 的浓度达到 0 5 mol L 1 C 醋酸分子的浓度 醋酸根离子的浓度 H 的浓度均为 0 5 mol L 1 D 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 答案 D 解析 在未电离时 CH3COOH 的浓度为 1 mol L 1 当醋酸分子 H CH3COO 的浓度不 再变化时 但此时三者的浓度不一定是 0 5 mol L 1 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速率与离子结合成分子的速率相等 可知 D 项 正确 2 在醋酸溶液中 CH3COOH 的电离达到平衡状态的标志是 A 溶液显电中性 B 溶液中无醋酸分子 C 氢离子浓度恒定不变 D 溶液中 CH3COOH 和 CH3COO 共存 答案 C 解析 CH3COOH 溶液中阴 阳离子所带正 负电荷总数相同 使溶液呈电中性 与其是否 达到电离平衡状态无关 故 A 项错误 CH3COOH 是弱电解质 不完全电离 因此溶液中一 定有 CH3COOH 和 CH3COO 但不一定表示达到电离平衡 故 B 项和 D 项错误 H 恒定 不变 说明 CH3COOH 达到电离平衡 故 C 项正确 二 外界条件改变对电离平衡的影响 3 将 0 1 mol L 1 醋酸溶液加水稀释 下列说法中正确的是 A 溶液中 H 和 OH 都减小 B 溶液中 H 增大 C 醋酸电离平衡向左移动 D 溶液的 pH 增大 答案 D 解析 加水稀释时 醋酸的电离程度增大 n H 增加 但溶液稀释导致溶液体积增加的 倍数远远超过 n H 增加的倍数 故 H 变小 由于 Kw H OH Kw 不变 故 OH 不断变大 pH 不断增大 4 向 0 1 mol L 1 CH3COOH 溶液中加入少量的 CH3COONa 晶体时 会引起 A 溶液的 pH 增大 B 溶液中的 H 增大 C 溶液的导电能力减弱 D 溶液中的 OH 减小 答案 A 解析 CH3COOH CH3COO H 当加入 CH3COONa 晶体时 溶液中 CH3COO 增大 平 衡向左移动 H 减小 pH 增大 OH 增大 但溶液中离子浓度增大 导电性增强 故选 A 5 在 25 时 用蒸馏水稀释 1 mol L 1 氨水至 0 01 mol L 1 随着溶液的稀释 下 列各项中始终保持增大趋势的是 A B OH NH3 H2O NH 4 OH C D OH NH3 H2O NH 4 答案 A 解析 一水合氨是弱电解质 加水稀释 一水合氨的电离平衡右移 n OH 和 n NH 增 4 大 但 OH 和 NH 减小 A B C 各项中 分子 分母同乘溶液体积 浓度之比等于 4 物质的量之比 三 选取措施使电离平衡定向移动 6 欲使醋酸溶液中的 CH3COO 浓度增大 电离平衡向右移动 且不放出气体 可向醋酸 溶液中加入少量固体 A NaOH B NaHCO3 C CH3COOK D Mg 答案 A 解析 A 项由于加入 NaOH 会减少 H 的物质的量 使平衡向右移动 A 选项正确 B 项由于 加入 NaHCO3 会降低 H 的物质的量浓度 使平衡右移 但产生了 CO2 B 选项错误 C 项由 于加入 CH3COOK 会增加 CH3COO 的物质的量浓度 但电离平衡向左移动 C 选项错误 D 项由于加入 Mg 会降低 H 的物质的量浓度 使平衡右移 但产生了 H2 D 选项错误 7 在醋酸溶液中存在电离平衡 CH3COOH CH3COO H 要使电离平衡右移且 H 增大 应采取的措施是 A 加入 NaOH s B 加入盐酸 C 加蒸馏水 D 升高温度 答案 D 解析 加入 NaOH s 蒸馏水 升高温度均能使平衡右移 但加入 NaOH 蒸馏水时 H 减 小 升高温度时 H 增大 8 已知 0 1 mol L 1 的醋酸溶液中存在电离平衡 CH3COOH CH3COO H 要使溶 液中 H CH3COOH 值增大 可以采取的措施是 加少量烧碱固体 升高温度 加少量冰醋酸 加水 A B C D 答案 D 解析 中 加少量 NaOH 时 H 与 OH 结合生成难电离的 H2O 使 H CH3COOH 值减 小 中 CH3COOH 的电离是吸热的 升温 H 增大 CH3COOH 减小 故 H CH3COOH 值增大 中 加入 CH3COOH 时 CH3COOH 增大量大于 H 增大量 致使 H CH3COOH 值减小 中 加水稀释电离平衡右移 CH3COOH 在减小的基础上减小 而 H 在减小的基础上增大 故 H CH3COOH 增大 四 电离平衡常数的应用 9 已知 25 时 醋酸溶液中各微粒存在下述关系 K 1 75 10 5 CH3COO H CH3COOH mol L 1 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 8 10 5 mol L 1 B 25 条件下 向该溶液中加入一定量的盐酸时 K 2 10 4 mol L 1 C 标准状况下 醋酸溶液中 K 1 75 10 5 mol L 1 D 升高到一定温度 K 7 2 10 5 mol L 1 答案 D 解析 醋酸溶液中存在如下电离平衡 CH3COOH CH3COO 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 B 两项 且醋酸的电 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 1 75 10 5 mol L 1 所以 C 项错误 10 已知下面三个数据 7 2 10 4 mol L 1 4 6 10 4 mol L 1 4 9 10 10 mol L 1 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 NaCN HNO2 HCN NaNO2 NaCN HF HCN NaF NaNO2 HF HNO2 NaF 由此可判断下列叙述中不正确的是 A K HF 7 2 10 4 mol L 1 B K HNO2 4 9 10 10 mol L 1 C 根据两个反应即可得出一元弱酸的酸性强弱顺序为 HF HNO2 HCN D K HCN K HNO2 HNO2 HCN 由此可判断 K HF K HNO2 K HCN 其对应数据依次为 K HF 7 2 10 4 mol L 1 K HNO2 4 6 10 4 mol L 1 K HCN 4 9 10 10 mol L 1 能力提升 11 25 时 水的电离达到平衡 H2O H OH 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 OH 降低 B 向水中加入少量固体硫酸氢钠 H 增大 Kw 不变 C 向水中加入少量 CH3COOH 平衡逆向移动 H 降低 D 将水加热 Kw 增大 pH 不变 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 H OH 或 Kw 的变化 向水中加入稀氨水 OH 增大 平衡 逆向移动 H 减小 A 项不正确 向水中加入少量固体 NaHSO4 NaHSO4 Na H SO H 增大 但 Kw 不变 B 项正确 向水中加入少 2 4 量 CH3COOH 后 使水的电离平衡逆向移动 OH 减小 H 增大 C 项不正确 将水加 热 水的电离平衡正向移动 H OH 均增大 Kw 增大 pH 减小 但仍呈中性 D 项不正确 12 已知 HClO 是比 H2CO3 还弱的酸 氯水中存在下列平衡 Cl2 H2O H Cl HClO HClO H ClO 达到平衡后 1 要使 HClO 的浓度增大 可加入下列哪种物质 填代号 A SO2 B NaHCO3 C HCl D NaOH 2 由此说明在实验室里可用排饱和食盐水收集 Cl2 的理由是 答案 1 B 2 由于氯水中存在下列平衡 Cl2 H2O H Cl HClO 饱和食盐水中 Cl 很 大 平衡左移 解析 A D 直接与 HClO 反应 使 HClO 减小 C 中加 HCl 使 H 增大 平衡向左移动 HClO 减小 在饱和食盐水中 Cl 很大 使平衡 Cl2 H2O H Cl HClO 左移 从而降低了 Cl2 在水中的溶解度 13 一定温度下 冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力曲线如右图 所示 请回答 1 O 点为什么不导电 2 a b c 三点的氢离子浓度由小到大的顺序为 3 a b c 三点中 醋酸的电离程度最大的一点是 4 若使 c 点溶液中的 CH3COO 提高 在如下措施中 可选择 填序号 下同 A 加热 B 加很稀的 NaOH 溶液 C 加固体 KOH D 加水 E 加固体 CH3COONa F 加 Zn 粒 5 在稀释过程中 随着醋酸浓度的降低 下列始终保持增大趋势的量是 A H B H 个数 C CH3COOH 分子数 D H CH3COOH 答案 1 因为冰醋酸未电离 无自由移动的离子 2 c aa c 说明溶液中 H 浓度大小顺序为 b a c 3 因为在一定温度下 溶液越稀电离程度越大 因此 c 点的电离程度最大 4 在醋酸溶液中存在下列平衡 CH3COOH CH3COO H H 0 由此可知加热以及 加固体 KOH 加 Zn 粒均可使平衡正向移动 且 CH3COO 增大 加入很稀的 NaOH 溶液 加水虽也可使平衡正向移动 但因溶液冲稀 所以 CH3COO 减小 加入固体 CH3COONa 平衡逆向移动 但因加入了较多的 CH3COO 故使其浓度增大 因此答案为 A C E F 5 在稀释过程中 CH3COOH 的电离程度增大 因而 H 个数肯定增多 CH3COOH 分子