2011年高考化学一轮复习 《弱电解质的电离 电离平衡》精品讲练析 新人教版

20112011 年高考化学一轮精品讲练析弱电解质的电离年高考化学一轮精品讲练析弱电解质的电离 电离平衡电离平衡 1 掌握电解质 非电解质 强电解质 弱电解质的概念 2 掌握弱电解质的电离平衡以及浓度 温度等对电离平衡的影响 3 了解电离平衡常数 4 了解水的电离及离子积常数 5 了解溶液 pH 的定义 了解测定溶液 pH 的方法 能进行 pH 的简单计算 一 强电解质与弱电解质的区别一 强电解质与弱电解质的区别 强电解质弱电解质 定义溶于水后几乎完全电离的电解质溶于水后只有部分电离的电解质 化合物类型离子化合物及具有强极性键的 共价化合物 某些具有弱极性键的共价化合物 电离程度几乎 100 完全电离只有部分电离 电离过程不可逆过程 无电离平衡可逆过程 存在电离平衡 溶液中存在的微 粒 水分子不计 只有电离出的阴阳离子 不存在 电解质分子 既有电离出的阴阳离子 又有电解质分子 实例绝大多数的盐 包括难溶性盐 强酸 H2SO4 HCl HClO4等 强碱 Ba HO 2 Ca HO 2等 弱酸 H2CO3 CH3COOH 等 弱碱 NH3 H2O Cu OH 2 Fe OH 3等 电离方程式 KNO3 K NO3 H2SO4 2 H SO42 NH3 H2ONH4 OH H2SH HS HS H S2 二 弱电解质的电离平衡二 弱电解质的电离平衡 1 弱电解质的电离平衡指在一定条件下 温度 浓度 弱电解质电离成离子的速率和 离子结合成分子的速率相等时的状态 弱电解质的电离平衡的特点是 1 动态平衡 电离方程式中用 如 CH3COOH CH3COO H 2 条件改变 平衡被打破 如在 CH3COOH 的石蕊溶液中 呈红色 加入固体 CH3COONH4 即增大了 c CH3COO 平衡左移 c H 变小 使红色变浅 3 弱电解质在离子反应中电离平衡发生移动 将等质量的锌粉分别投入 10mL0 1mol L 盐酸和 10mL0 1mol L 醋酸中 实验结果 盐酸的反应速率比醋酸快 若锌足量 则产生氢 气的体积相等 因为当浓度和体积相同时 盐酸是强酸 c H 大 所以反应速率快 但二 者可电离出来的 H 的物质的量相等 仅仅是后者随着反应的进行 醋酸的电离平衡不断发生 移动 4 从导电实验可知 弱电解质少部分电离 大部分以分子形式存在 决定了它在离子 方程式书写中保留分子形式 如醋酸和烧碱溶液中和反应的离子方程式应写成 CH3COOH OH CH3COO H2O 考点解读考点解读 知识体系知识体系 5 导电性强弱与电解质强弱的关系 电解质的强弱由物质内部结构决定 电解质的强 弱在一般情况下影响着溶液导电性的强弱 导电性强弱是由溶液离子浓度大小决定的 如果 某强电解质溶液浓度很小 那么它的导电性可以很弱 而某弱电解质虽然电离程度很小 但 如果浓度较大时 该溶液的导电能力也可以较强 因此 强电解质溶液的导电能力不一定强 弱电解质的导电能力也不一定弱 2 2 电离平衡常数 电离平衡常数 1 概念 在一定条件下 弱电解质的电离达到平衡时 溶液中电离所产生的各种离子 浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数 这个常数叫做电离平衡常数电离平衡常数 用 K 表示 酸用 表示 碱用 表示 2 表示方法 3 K 的意义 K 值越大 表示该电解质较易电离 所对应的弱酸弱碱较强 从 或 的大小 可以判断弱酸和弱碱的相对强弱 例如弱酸的相对强弱 4 影响 K 值大小的因素 K 值不随浓度而变化 但随温度而变化 5 多元弱酸的电离 多元弱酸是分步电离的 且越向后的电离越困难 其电离出来的 离子浓度也越小 酸性主要由第一步电离决定 如 的电离 第一步电离 第二步电离 第三步电离 显然 在磷酸溶液中 由 电离出来的离子有 H H2PO4 HPO4 2 PO4 3 等离子 其离子浓度的大小关系为 三 水的电离与溶液的三 水的电离与溶液的 pHpH 一一 水的电离水的电离 二 溶液的溶液的 pHpH 1 酸性溶液 按 C CH pH 2 碱性溶液 按 C COH CH pH 3 强酸 强碱溶液的稀释后的溶液 对于酸溶液中的 CH 每稀释 10n倍 pH 增大 n 个 单位 但增大后不超过 7 酸仍为酸 对于碱溶液中的 COH 每稀释 10 n倍 pH 减少 n 个单位 但减少后不小于 7 碱仍为 碱 pH 值相同的强酸与弱酸 或强碱与弱碱 稀释相同的倍数 pH 变化为强酸变化大 弱酸变化小 极稀溶液中的 pH 值的计算 应考虑水的电离 4 强酸与强弱溶液混合的计算 反应的实质 H OH H2O 三种情况 1 恰好中和 pH 7 2 若余酸 先求中和后的 CH 再求 pH 3 若余碱 先求中和后的 COH 再通过 KW求出 CH 最后求 pH 5 已知酸和碱溶液的 pH 之和 判断等体积混合后的溶液的 p H 1 若强酸与强碱溶液的 pH 之和大于 14 则混合后显碱性 pH 大于 7 2 若强酸与强碱溶液的 pH 之和等于 14 则混合后显中性 pH 等于 7 3 若强酸与强碱溶液的 pH 之和小于 14 则混合后显酸性 pH 小于 7 4 若酸与碱溶液的 pH 之和等于 14 强 碱中有一强 一弱 则酸 碱溶液混合后 谁 弱显谁性 这是因为酸和碱已电离的 H 和 OH 恰好中和 谁弱谁的 H 或 OH 有储备 中和 后还能电离 显出酸 碱性来 第第 1 1 课时课时 强弱电解质强弱电解质 教材在讲述电解质的有关概念时 跨度较大 必修 1 的第二章第二节讲述了电解质的概 念 选修 化学反应原理 第三章第一节 第二节讲述了强 弱电解质的有关概念 一 电解质和非电解质 电解质 在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物 非电解质 在水溶液里或熔融状态下不能导电的化合物 注意 1 电解质和非电解质的范畴都是化合物 所以单质既不是电解质也不是非电解质 2 化合物为电解质 其本质是自身能电离出离子 有些物质溶于水时所得溶液也能导 电 但这些物质自身不电离 而是生成了一些电解质 则这些物质不属于电解质 如 SO2 SO3 CO2 NO2等 基础过关基础过关 3 常见电解质的范围 酸 碱 盐 离子型氧化物 4 溶剂化作用 电解质溶于水后形成的离子或分子并不是单独存在的 而是与水分子 相互吸引 相互结合 以 水合离子 或 水合分子 的形态存在 这种溶质分子或离子与溶剂 相互吸引的作用叫做溶剂作用 二 强电解质和弱电解质 强电解质 在溶液中能够全部电离的电解质 则强电解质溶液中不存在电离平衡 弱电解质 在溶液中只是部分电离的电解质 则弱电解质溶液中存在电离平衡 注意 1 强 弱电解质的范围 强电解质 强酸 强碱 绝大多数盐 弱电解质 弱酸 弱碱 水 2 强 弱电解质与溶解性的关系 电解质的强弱取决于电解质在水溶液中是否完全电离 与溶解度的大小无关 一些难溶 的电解质 但溶解的部分能全部电离 则仍属强电解质 如 BaSO4 BaCO3等 3 强 弱电解质与溶液导电性的关系 溶液的导电性强弱与溶液中的离子浓度大小有关 强电解质溶液的导电性不一定强 如 很稀的强电解质溶液 其离子浓度很小 导电性很弱 而弱电解质溶液的导电性不一定弱 如较浓的弱电解质溶液 其电离出的离子浓度可以较大 导电性可以较强 4 强 弱电解质与物质结构的关系 强电解质一般为离子化合物和一些含强极性键的共价化合物 弱电解质一般为含弱极性 键的化合物 5 强 弱电解质在熔融态的导电性 离子型的强电解质由离子构成 在熔融态时产生自由移动的离子 可以导电 而共价型 的强电解质以及弱电解质由分子构成 熔融态时仍以分子形式存在 所以不导电 三 弱电解质的电离平衡 强电解质在溶液中完全电离 不存在电离平衡 弱电解质在溶液中电离时 不完全电离 存在电离平衡 当弱电解质的离子化速率和分子化速率相等时 则建立了电离平衡 其平衡 特点与化学平衡相似 动 定 变 1 电离方程式 书写强电解质的电离方程式时常用 书写弱电解质的电离方程式时常用 2 电离平衡常数 在一定条件下达到电离平衡时 弱电解质电离形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是一个常数 这个常数称为电离平衡常数 简称电离常数 注意 1 电离常数服从化学平衡常数的一般规律 只受温度影响 与溶液的浓度无关 温 度一定时 弱电解质具有确定的电离常数值 2 电离常数越大 达到平衡时弱电解质电离出的离子越多 电解质电离程度越大 3 多元弱酸的电离是分步进行的 每一步电离都有各自的电离常数 每一步电离程 度各不相同 差异较大 且逐级减小 故以第一步电离为主 氢离子主要由第一步电离产生 3 电离度 弱电解质在水中的电离达到平衡状态时 已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数的 百分率 称为电离度 常用 表示 100 原有溶质分子总数 已电离的溶质分子数 4 影响电离平衡的因素 内因 弱电解质的电离程度大小主要由电解质本身的性质决定 外因 1 温度 电离过程热效应小 温度变化不大时可不考虑其影响 电离过程焓值增加 吸热 升高温度 电离程度增大 2 浓度 溶液越稀 离子相互碰撞结合成分子的机会越小 弱电解质的电离程度就 越大 因此 稀释溶液会促使弱电解质的电离平衡向电离的方向移动 例 1 下列物质的水溶液都能导电 但属于非电解质的是 A CH3COOH B Cl2 C NH4HCO3 D SO2 解析 注意氯气为单质 所以既不是电解质也不是非电解质 答案为 D 例 2 下列说法下列正确的是 A 强电解质的水溶液中不存在溶质分子 弱电解质的水溶液中存在溶质分子和离子 B 强电解质的水溶液导电性强于弱电解质的水溶液 C 强电解质都是离子化合物 弱电解质都是共价化合物 D 强电解质易溶于水 弱电解质难溶于水 解析 强电解质溶于水后 全部电离 不存在溶质分子 而弱电解质溶于水后 只部 分电离 存在电离平衡 水溶液中存在溶质分子和离子 故 A 正确 溶液的导电性是由溶液 中的离子浓度大小及离子所带的电荷所决定的 若强电解质溶液是稀溶液 则溶液中离子浓 度很小 导电性就很弱 故 B 不正确 强电解质部分是离子化合物 部分是共价化合物 如 H2SO4是强酸 也是强电解质 但属于共价化合物 故C 不正确 强电解质与溶解性大小无 关 如 BaSO4难溶于水 但属于强电解质 而 NH3 H2O 易溶于水 但属于弱电解质 答案为 A 例 3 已知 HClO 是比 H2CO3还弱的酸 氯水中存在下列平衡 Cl2 H2OHCl HClO HClO H ClO 达平衡后 要使 HClO 浓度增加 可加入 典型例题典型例题 A H2S B CaCO3 C HCl D NaOH 解析 对于 A 选项 由于 H2S 与 HClO 能发生氧化还原反应 因而会使次氯酸的浓度 减小 CaCO3能与 HCl 反应而使 Cl2 H2OHCl HClO 的平衡正移 使 HClO 的浓度增加 同时还要注意 因 HClO 是比 H2CO3还弱的酸 所以 CaCO3不能与 HClO H ClO 电离的 H 结合 因此不会使次氯酸的浓度因平衡正移而减小 故应 选 B 对于 D NaOH 与 H 中和 因而可使两个都正向移动 结果会使 HClO 浓度减小 第第 2 2 课时课时 水的电离和溶液的水的电离和溶液的 pHpH 1 水的电离及离子积常数 水的电离平衡 水是极弱的电解质 能发生自电离 H2O2 H2O2 H3O HO2 简写为 H2O H OH 正反应为吸热反应 其电离平衡 常数 Ka O H OH H 2 水的离子积常数 Kw H OH 250C 时 Kw 1 0 10 14 mol2 L 2 水的离子积与温度有关 温度升高 Kw 增大 如 1000C 时 Kw 1 0 10 12 mol2 L 2 无论是纯水还是酸 碱 盐等电解质的稀溶液 水的离子积为该温度下的 Kw 2 影响水的电离平衡的因素 酸和碱 酸或碱的加入都会电离出 H 或 OH 均使水的电离逆向移动 从而抑制水的电离 温度 由于水的电离吸热 若升高温度 将促进水的电离 H 与 OH 同时同等程 度的增加 pH 变小 但 H 与 OH 始终相等 故仍呈中性 能水解的盐 不管水解后溶液呈什么性 均促进水的电离 使水的电离程度增大 其它因素 如向水中加入活泼金属 由于活泼金属与水电离出来的 H 直接作用 使 H 减少 因而促进了水的电离平衡正向移动 3 溶液的酸碱性和 pH 的关系 pH 的计算 pH lg H 酸碱性和 pH 的关系 在室温下 中性溶液 H OH 1 0 10 7 mol L 1 pH 7 酸性溶液 H OH H 1 0 10 7 mol L 1 pH 7 碱性溶液 H OH H 1 0 10 7 mol L 1 pH 7 pH 的测定方法 酸碱指示剂 粗略地测溶液 pH 范围 pH 试纸 精略地测定溶液酸碱性强弱 pH 计 精确地测定溶液酸碱性强弱 基础过关基础过关 4 酸混合 碱混合 酸碱混合的溶液 pH 计算 酸混合 直接算 H 再求 pH 碱混合 先算 OH 后转化为 H 再求 pH 酸碱混合 要先看谁过量 若酸过量 求 H 再求 pH 若碱过量 先求 OH 再转化为 H 最后求 pH H 混 碱酸 碱碱酸酸 VV V OHV H OH 混 碱酸 酸酸碱碱 VV V HV OH 例 1 2010 全国卷全国卷 1 下列叙述正确的是 A 在醋酸溶液的pHa 将此溶液稀释 1 倍后 溶液的pHb 则ab B 在滴有酚酞溶液的氨水里 加入 4 NH Cl至溶液恰好无色 则此时溶液的pH7 C 3 1 0 10 mol L 盐酸的pH3 0 8 1 0 10 mol L 盐酸的pH8 0 D 若 1mLpH1 的盐酸与 100mLNaOH溶液混合后 溶液的pH7 则NaOH溶液的 pH11 解析 A 若是稀醋酸溶液稀释则 C H 减小 pH 增大 b a 故 A 错误 B 酚酞的变色 范围是 pH 8 0 10 0 无色 红色 现在使红色褪去 pH 不一定小于 7 可能在 7 8 之间 故 B 错误 C 常温下酸的 pH 不可能大于 7 只能无限的接近 7 D 正确 直接代入计算可得 是正确 也可用更一般的式子 设强酸 pH a 体积为 V1 强碱的 pH b 体积为 V2 则有 10 aV1 10 14 b V2 10 14 2 1 ba V V 现在 V1 V2 10 2 又知 a 1 所以 b 11 答案 D 命题意图 考查弱电解质的稀释 强酸的无限稀释 指示剂的变色范围 强酸与强碱 的混合 pH 的计算等基本概念 点评 本题在第一轮复习至第三轮复习无时不在强调的基本问题考查就是第二册第三 章的问题 这次居然没有考离子浓度大小比较 而考这些 很简单 大家都喜欢 例 2 2010 天津卷 天津卷 4 典型例题典型例题 下列液体均处于 25 有关叙述正确的是 A 某物质的溶液 pH c CH3COO 解析 某些强酸的酸式盐 pH 7 如 NaHSO4 故 A 错 pH 4 5 c H 10 4 5 mol L 1 pH 6 5 其 c H 10 6 5 mol L 1 故 B 正确 同浓度的 CaCl2溶液的 c Cl 是 NaCl 的两倍 它 们对 AgCl 沉淀溶解平衡的抑制程度不同 故 C 错 混合溶液显酸性 则 c H c OH 根据 电荷守恒 c CH3COO c Na 故 D 错 答案 B 命题立意 综合考查了电解质溶液中的有关知识 包括盐类的水解 溶液的 pH 与 c H 的关 系 沉淀溶解平衡的移动和溶液中离子浓度大小的比较 弱电解质的电离弱电解质的电离 电离平衡单元测试电离平衡单元测试 一 选择题 每小题只有一 选择题 每小题只有 1 1 个正确答案 个正确答案 1 下列说法正确的是 A 纯水的 pH 值一定等于 7 B H 大于 10 7mol L 的溶液一定是酸性溶液 C pH 2 的溶液中 H 是 pH 1 的溶液的两倍 D H 2 10 7mol L 的溶液可能是中性溶液 2 有甲乙两种溶液 甲溶液的 pH 是乙溶液的两倍 则甲溶液中的 H 与乙溶液中的 H 的 关系是 A 2 1 B 100 1 C 1 100 D 无法确定 3 25 时 在 0 01mol L 的稀硫酸中 水电离出的 H 是 A 5 10 13mol L B 0 02mol L C 1 10 7mol L D 1 10 12mol L 4 已达电离平衡的 0 1mol L 的醋酸溶液中 为提高醋酸的电离程度 同时使溶液的 pH 值 降低 应采取的措施是 A 加一定量水 B 加热 C 加入盐酸 D 加入冰醋酸 5 pH 13 的强碱溶液与 pH 2 的强酸溶液混合 所得混合液的 pH 11 则强碱与强酸的体积 比是 A 11 1 B 9 1 C 1 9 D 1 11 6 0 1mol L 某酸 HA 溶液的 pH 3 将溶液稀释 100 倍后 溶液的 pH 值可能为 A 1 B 4 C 5 D 8 7 用惰性电极在 U 型管中电解硝酸钾溶液 一定时间后在两极滴加甲基橙试液 则两极的 颜色是 ABCD 阴极橙色黄色红色红色 阳极橙色红色红色橙色 8 pH 相同的醋酸溶液和盐酸 分别用蒸馏水稀释至原体积的 m 倍和 n 倍 稀释后两溶液的 pH 仍相同 则 m 和 n 的关系是 A m n B m n C m n D 无法判断 二 选择题 每小题有二 选择题 每小题有 1 1 2 2 个正确答案 个正确答案 9 某溶液在 250C 时由水电离产生的 H 浓度为 1 0 10 12 mol L 1 下列说法正确的是 A 该溶液的 pH 可能为 2 B 向该溶液中加入铝片一定有氢气产生 C 若该溶液中的溶质只有一种 它一定是酸或碱 D HCO3 HS HPO42 等离子在该溶液中不能大量共存 10 常温时 pH 2 7 的一元弱酸溶液加水稀释 若溶液体积扩大 10倍 则溶液中的变化是 A H 增大 B H OH 都减小 C OH 增大 D H OH 不变 11 等体积混和 0 10 mol L 盐酸和 0 06 mol L Ba OH 2溶液后 溶液的 pH 值等于 A 2 0 B 12 3 C 1 7 D 12 0 12 若将 pH 2 的酸溶液和 pH 12 的 NaOH 溶液等体积混和 混和液中的 pH 值为 A 等于 7 B 大于等于 7 C 小于等于 7 D 无法判断 13 室温下 在 pH 12 的某溶液中 由水电离出来的 c H 为 A 1 0 10 2 mol L 1 B 1 0 10 6 mol L 1 C 1 0 10 7 mol L 1 D 1 0 10 12 mol L 1 14 下列叙述中 正确的是 A 中和 10ml 0 1 mol L 1醋酸与中和 100ml 0 01 mol L 1醋酸所需同种碱溶液的量不 同 B 体积相等 pH 相等盐酸和硫酸溶液中 H 离子的物质的量相等 C 等体积 pH 3 的酸溶液与 pH 11 的碱溶液相混合后 混合溶液的 pH 一定等于 7 D 250C 时 将 0 1 mol L 1 NaOH 溶液与 pH 1 的稀硫酸等体积混合 混合后溶液 pH 7 15 常温下 将 pH 5 的硫酸溶液稀释 500 倍 稀释后溶液中 c SO42 与 c H 的比值约为 A 1 1 B 1 2 C 1 10