【步步高】（广西专用）2014届高考化学一轮复习 第十章 弱电解质的电离平衡学案

1 第十章第十章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡 学案学案 4545 弱电解质的电离平衡弱电解质的电离平衡 考纲要求 1 了解电解质的概念 了解强电解质和弱电解质的概念 2 了解电解质在 水溶液中的电离 以及电解质溶液的导电性 3 了解弱电解质在水溶液中的电离平衡 知识点一 强 弱电解质 1 电解质与非电解质 1 电解质 在 里或 状态下能导电的 2 非电解质 在水溶液里和熔融状态下 不能导电的 2 强电解质和弱电解质 1 概念 2 与化合物类型的关系 强电解质主要是大部分 化合物及某些 化合物 弱电解质主要是某些 化合物 问题思考 1 1 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质导电能力强吗 2 能导电的物质一定是电解质吗 2 强电解质一定易溶于水吗 易溶于水的电解质一定是强电解质吗 3 电离方程式的书写 1 强电解质用 弱电解质用 2 多元弱酸分步电离 且第一步电离程度远远大于第二步 如碳酸电离方程式 3 多元弱碱电离方程式一步写成 如氢氧化铁电离方程式 知识点二 弱电解质的电离平衡 1 概念 弱电解质的电离平衡是指在一定条件下 温度 浓度 弱电解质 的速率和 的速率相等的状态 如下图所示 2 2 特征 3 外界条件的影响 电离平衡是一个吸热过程 主要受温度 浓度的影响 1 浓度 增大弱电解质的浓度 电离平衡 移动 溶质分子的电离程度减小 增大离子的浓度 电离平衡向左移动 溶质分子的电离程度 2 温度 升高温度 电离平衡 移动 电离程度增大 降低温度 电离平衡向左 移动 电离程度 问题思考 3 电离平衡右移 电解质分子的浓度一定减小吗 离子的浓度一定增大吗 知识点三 电离常数 1 表达式 对一元弱酸 HA HAH A Ka 对一元弱碱 BOH BOHB OH Kb 2 特点 1 电离常数只与 有关 升温 K值 2 多元弱酸的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 3 意义 电离常数数值的大小 可以估算弱电解质电离的趋势 K值越大 电离程度越大 酸 或碱 性越强 如相同条件下常见弱酸的酸性强弱 H2SO3 H3PO4 HF CH3COOH H2CO3 H2S HClO 问题思考 4 为什么说温度升高电离平衡常数 Ka或Kb 增大 5 为什么多元弱酸的Ka1 Ka2 Ka3 3 一 外界条件对弱电解质电离的影响 以 CH3COOHCH3COO H 平衡体系为例 填写下列表格 加水加热 加少量 NaOH s 加少量 CH3COON a s 加少量 HCl g 加少量 冰醋酸 平衡移动 电离程度 n H c H pH 溶液导电性 典例导悟 1 2011 福州质检 在一定温度下 冰醋酸加水 稀释过程中 溶液的导电能力如图所示 请回答 1 O 点导电能力为 0 的理由是 2 A B C 三点 pH 由小到大的顺序是 3 A B C 三点电离程度最大的是 其理由是 变式演练 1 在 0 1 mol L 1 CH3COOH 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 1 HCl 溶液 溶液中c H 减小 D 加入少量 CH3COONa 固体 平衡向正反应方向移动 二 强酸与弱酸 或强碱与弱碱 的比较 以盐酸和醋酸的电离为例 用 或相应汉字填写下表 4 典例导悟 2 下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是 A 相同浓度的两溶液中c H 相同 B 100 mL 0 1 mol L 1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠 C pH 3 的两溶液稀释 100 倍 pH 都为 5 D 两溶液中分别加入少量对应的钠盐 c H 均明显减小 听课记录 变式演练 2 2011 吉林月考 pH 1 的 两种酸溶液 A B 各 1 mL 分别加水稀释到 1 000 mL 其 pH 与溶液体积 V 的关系如图 所示 下列说法不正确的是 A A B 两种酸溶液的物质的量浓度一定相等 B 稀释后 A 酸溶液的酸性比 B 酸溶液弱 C 若a 4 则 A 是强酸 B 是弱酸 5 D 若 1 a1 原因是 CH3COOHCH3COO H 2010 北京理综 10A 2 由 0 1 mol L 1一元碱 BOH 溶液的 pH 10 可推知 BOH 溶液存在 BOH B OH 2010 福建理综 10C 3 醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度 2010 全国理综 8C 4 某醋酸溶液的 pH a 将此溶液稀释 1 倍后 溶液的 pH b 则a b 2010 全国理综 9A 5 2011 课标全国卷 10 将浓度为 0 1 mol L 1 HF 溶液加水不断稀释 下列各量 始终保持增大的是 A c H B Ka HF C D c F c H c H c HF 6 2011 福建理综 10 常温下 0 1 mol L 1醋酸溶液的 pH a 下列能使溶液 pH a 1 的措施是 A 将溶液稀释到原体积的 10 倍 B 加入适量的醋酸钠固体 C 加入等体积 0 2 mol L 1盐酸 D 提高溶液的温度 7 2011 山东理综 14 室温下向 10 mL pH 3 的醋酸溶液中加水稀释后 下列说法 正确的是 6 A 溶液中导电粒子的数目减少 B 溶液中不变 c CH3COO c CH3COOH c OH C 醋酸的电离程度增大 c H 亦增大 D 再加入 10 mL pH 11 的 NaOH 溶液 混合液 pH 7 8 2010 重庆理综 13 pH 2 的两种一元 酸 x 和 y 体积均为 100 mL 稀释过程中 pH 与溶液体积的关系如右图所示 分别滴加 NaOH 溶液 c 0 1 mol L 1 至 pH 7 消耗 NaOH 溶液的体积为Vx Vy 则 A x 为弱酸 VxVy C y 为弱酸 VxVy 题号 1235678 答案 9 2010 浙江理综 26 1 2 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 20 mL 0 10 mol L 1 CH3COOH 溶液和 20 mL 0 10 mol L 1 HSCN 溶 液分别与 20 mL 0 10 mol L 1 NaHCO3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 HNO2 HCN D K HCN K HNO2 K HF 4 常温下 有甲 乙两份体积为 1 L 浓度均为 0 1 mol L 1的醋酸溶液 其 pH 为 3 甲用蒸馏水稀释 100 倍后 溶液的 pH 变为x 乙与等体积 浓度为 0 2 mol L 1 的 NaOH 混合 在混合液中 n CH3COO n OH n H y mol x y的正确答案组合 为 A 3 0 1 B 5 0 2 C 3 x 5 0 1 D 3 x 5 0 2 5 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 K1 K2A 开始反应时的速率 A B 参加反应的锌的物质的量 A B 反应过程的平均速率 B A 盐酸里有锌剩余 醋酸里有锌剩余 A B C D 题号 1234567 答案 题组三 实验探究 8 用实验确定某酸 HA 是弱电解质 两同学的方案如下 甲 称取一定质量的 HA 配制 0 1 mol L 1的溶液 100 mL 用 pH 试纸测出该溶液的 pH 即可证明 HA 是弱电解质 乙 用已知物质的量浓度的 HA 溶液 盐酸 分别配制 pH 1 的两种酸溶液各 100 mL 分别取这两种溶液各 10 mL 加水稀释为 100 mL 各取相同体积的两种稀释液装入两个试管 同时加入纯度和质量相同的锌粒 观察现 象 即可证明 HA 是弱电解质 1 在两个方案的第 步中 都要用到的定量仪器是 2 甲方案中说明 HA 是弱电解质的理由是测得溶液的 pH 1 选填 或 3 乙方案中说明 HA 是弱电解质的现象是 8 装 HCl 溶液的试管中放出 H2的速率快 装 HA 溶液的试管中放出 H2的速率快 两 个试管中产生气体的速率一样快 4 请你评价 乙方案中难以实现之处和不妥之处 5 请你提出一个合理而比较容易进行的方案 药品可任取 作简明扼要表述 9 已知 NH3 H2O 和 CH3COOH 的电离常数在同温条件下近似相等 现有 pH 试纸 0 1 mol L 1氨水 0 1 mol L 1盐酸 0 1 mol L 1 NaOH 溶液 CH3COONH4固体和蒸馏水 请应用化学平衡知识设计一个实验 只限于选用上述试剂 证明 NH3 H2O 为弱电解质 弱碱 学案学案 4545 弱电解质的电离平衡弱电解质的电离平衡 课前准备区 知识点一 1 1 水溶液 熔融 化合物 2 都 化合物 2 1 全部 强酸 强碱 大多数盐 部分 弱酸 弱碱 水 2 离子 共价 共价 3 1 2 H2CO3H HCO 3 HCOH CO 32 3 3 Fe OH 3Fe3 3OH 知识点二 1 电离成离子 离子结合成分子 2 3 1 向右 减小 2 向右 减小 知识点三 1 c H c A c HA c B c OH c BOH 2 1 温度 增大 问题思考 1 1 导电能力强弱要看溶液中离子浓度大小 离子浓度大的 导电性强 若强电解质 9 溶液中离子浓度很小 而弱电解质溶液中离子浓度大 则弱电解质溶液导电能力强 2 能导电的物质不一定是电解质 如 Cu 氯水等 2 强电解质不一定易溶于水 如 CaCO3 BaSO4都是强电解质 易溶于水的也不一定是 强电解质 如 NH3 H2O H3PO4 HF 等 故强 弱电解质与溶解性无必然联系 3 都不一定 如对于 CH3COOH CH3COO H 平衡后 加入冰醋酸 c CH3COOH 增大 平衡右移 根据勒夏特列原理 只能 减弱 而不能 消除 再次平衡时 c CH3COOH 比 原平衡时大 加水稀释或加少量 NaOH 固体 都会引起平衡右移 但c CH3COOH c H 都 比原平衡时要小 4 由于电解质的电离是吸热过程 升高温度 电离程度增大 故Ka或Kb增大 5 1 一级电离电离出的 H 抑制了二级电离 依次类推 2 一级电离完成后 酸式酸根离子是一个阴离子 从阴离子中电离出 H 是比较耗能的 且酸式酸根离子带的负电荷越多 电离出 H 越困难 课堂活动区 一 右移 右移 右移 左移 左移 右移 增大 增大 增大 减小 减小 减小 增大 增大 减小 减小 增大 增大 减小 增大 减小 减小 增大 增大 增大 减小 增大 增大 减小 减小 减小 增大 增大 增大 增大 增大 二 典例导悟 1 1 冰醋酸是纯净的固体醋酸 没有水存在 醋酸没有电离 因而导电能力为 0 2 B AA C 则其离子浓度 B A C 故c H 也是 B A C 可知 pH 关系 3 弱电解质的电离与浓度有关 浓度越小 电离程度越大 故应为 C 2 B 盐酸是强酸 醋酸是弱酸 二者浓度相同时电离出 H 浓度不相同 A 错 同浓 度 同体积的两酸中和氢氧化钠的能力相同 B 正确 pH 3 的两酸溶液稀释 100 倍时 盐 酸 pH 5 而醋酸 pH碳酸 苯酚 乙醇为非 电解质 则等浓度的四种溶液 pH 由小到大的排列顺序为乙酸 碳酸 苯酚 乙醇 2 B 根据 HA 在水中的电离度可算出c H 0 1 0 1 mol L 1 10 4 mol L 1 所以 pH 4 因 HA 在水中有电离平衡 升高温度促进平衡向电离的方向移动 所以c H 将增大 pH 值会减小 C 选项可由平衡常数表达式算出 K 1 10 7 mol L 1 所以 C 正确 c H 10 4 mol L 1 所以 c H c A c HA c H 水电离 10 10 mol L 1 前者是后者的 106倍 3 C A 项 由电荷守恒知c H c NH 2c SO c OH pH 7 c H 42 4 10 c OH 故 2c SO c NH c SO c NH B 项 醋酸越浓 电离程度越小 2 4 42 4 4 当c1 10c2时 前者溶液中 H 浓度达不到后者溶液中 H 浓度的 10 倍 pH 相差不到 1 C 项 醋酸远远过量 D 项 加入 NH4 2SO4固体 抑制 NH3 H2O 的电离 则减 c OH c NH3 H2O 小 4 1 解析 因 CH3COOH 是弱酸 不能完全电离 2 解析 0 1 mol L 1 BOH 溶液的 pH 10 说明 BOH 为弱碱 弱碱不能完全电离 存在 电离平衡 3 解析 醋酸可发生电离 CH3COOHCH3COO H 而醋酸钠提供大量的 CH3COO 从而 导致上述可逆反应向逆反应方向移动 醋酸电离程度减弱 4 解析 对酸溶液进行稀释 氢离子浓度降低 pH 增大 5 D HF 为弱酸 存在电离平衡 HFH F 根据勒夏特列原理 当改变影响平 衡的一个条件 平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动 但平衡的移动不能完全消除这种 改变 故加水稀释 平衡正向移动 但c H 减小 A 错误 电离常数只受温度的影响 温 度不变 电离常数Ka不变 B 错误 当溶液无限稀释时 c F 不断减小 但c H 接近 10 7 mol L 1 所以减小 C 错误 由于加水稀释 平衡 c F c H c H c HF n H n HF 正向移动 所以溶液中n H 增大 n HF 减小 所以增大 D 正确 c H c HF 6 B 醋酸是弱酸 稀释 10 倍同时也促进了其电离 溶液的 pH a 1 A 错误 醋 酸根离子水解显碱性 向酸溶液中加入适量碱性溶液可以使 pH 增大 1 B 正确 盐酸完全电 离 加入盐酸后溶液的 pH a C 错误 升高温度促进醋酸的电离 溶液的 pH a D 错误 7 B A 项 醋酸加水稀释 促进电离 导电粒子的数目增加 故 A 错误 B 项 由于 温度不变 电离平衡常数K 不变 c CH3COO c H c CH3COOH c CH3COO c CH3COOH KW c OH 由于KW不变 则题给比值不变 故 B 正确 C 项 醋酸加水稀释 电离程度增大 但c H 变小 故 C 错误 D 项 加入 10 mL pH 11 的 NaOH 溶液 醋酸过量 混合后溶液显酸性 故 D 错误 8 C 由图知 将一元酸 x 和 y 分别稀释 10 倍 pH 的变化量 pHx 1 pHy 1 所 以 x 为强酸 而 y 为弱酸 pH 2 时弱酸 y 的浓度大 滴加 NaOH 至 pH 7 时需 NaOH 溶液的 体积则 y 要比 x 大 9 1 HSCN 的酸性比 CH3COOH 强 其溶液中c H 较大 故其溶液与 NaHCO3溶液的反 应速率较快 2 10 3 45 或 3 5 10 4 Ka 当c F c HF 时 Ka c H c H c F c HF 查图中的交点处即为c F c HF 故所对应的 pH 即为Ka的负对数 解析 1 Ka CH3COOH 1 8 10 5HNO2 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 4 D 因醋酸是弱酸 稀释过程中继续电离 故稀释 100 倍时 3 pH 3 4 难以准确配制 pH 1 的 HA 溶液 难以做到锌 的表面积相同 5 配制 NaA 溶液 测其 pH 大于 7 证明 HA 是弱电解质 解析 此题考查了学生灵活应用所学知识评价实验和设计实验的能力 证明 HA 是弱电 解质的原理有两个 一是证明 HA 不能完全电离 溶液中存在电离平衡 二是证明 HA 与强碱 反应生成的盐具有弱碱性 甲 乙两同学都是利用了第一个原理 0 1 mol L 1的 HA 溶液 pH 1 说明c H 7 即证明 HA