高考化学一轮复习 专题9_1 弱电解质的电离平衡（讲）（含解析）1.doc

专题9.1 弱电解质的电离平衡1、巩固对电解质、强弱电解质概念的理解。2、了解弱电解质电离平衡的建立及移动的影响因素。3、能对溶液的导电能力判断及对强弱酸碱进行比较。4、了解电离平衡常数的含义及应用。一、强电解质与弱电解质的区别 （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：在水溶液里和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。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。【典型例题1】下列说法正确的是 （ ）A强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强B强电解质的水溶液中不存在电解质分子C强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物D不同的弱电解质只要物质的量浓度相同，电离程度也就相同【答案】B铝为弱电解质，但它是离子化合物，故C错误；D不同弱电解质电离程度由本性决定，浓度相同的弱电解质溶液中电离程度不一定相同，故D错误；故选B。【考点定位】考查强电解质和弱电解质【点评】本题考查电解质、非电解质概念的辨析。注意：电解质的强弱与化学键有关，但不由化学键类型决定强电解质含有离子键或强极性键，但含有强极性键的不一定都是强电解质，如H2O、HF等都是弱电解质；电解质的强弱与溶解度无关如BaSO4、CaCO3等；电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然联系。【迁移训练1】【江西临川一中2016届10月月考】弱电解质在水溶液里达到电离平衡时，溶液中已电离的电解质分子数占原总分子总数的百分数叫做该电解质的电离度。现欲粗略测定一未知浓度的醋酸溶液中醋酸的电离度，应做的实验和所需的试剂（或试纸）是 （ ）A电解、NaOH溶液 B蒸馏、Na2CO3溶液C中和滴定、pH试纸 D酯化反应、石蕊试液【答案】C考点：本题考查弱电解质的电离及实验方案的设计二、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。（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、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，用K表示（酸用Ka表示，碱用 Kb表示）。（2）表示方法：ABA+B- K= （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Ka或Kb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： H2SO3（Ka1=1.510-2） H3PO4（Ka1=7.510-3）HF（Ka=7.210-4） HNO2（Ka1=4.610-4） HCOOH（Ka=1.810-4） CH3COOH（Ka=1.810-5） H2CO3（Ka1=4.310-7） H2S（Ka1=9.110-8）（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 H3PO4的电离：第一步电离：H3PO4H+H2PO K1第二步电离：H2POH+HPO (较难) K2第三步电离：HPOH+PO （困难） K3显然： K1K2K3。在磷酸溶液中，由H3PO4电离出来的离子有H+、H2PO、HPO、PO等离子其离子浓度的大小关系为：c(H+)c(H2PO)c(HPO)c(PO) 。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%【典型例题2】【浙江杭州高级2016届第三次月考】下列曲线中，可以描述乙酸（甲，结构简式为CH3COOH,Ka=1.810-5）和一氯乙酸（乙，结构简式为ClCH2COOH，Ka=1.410-3）在水中的电离度与浓度关系的是 （ ）【答案】B【考点定位】考查弱电解质的电离。【点评】本题将弱电解质的电离常数及影响电离平衡的外界因素与图像结合在一起，考查了学生对弱电解质电离常数、电离度的意义、浓度对弱电解质的电离的影响等基础知识掌握的熟练程度，又结合图像考查了学生的观察能力和思维能力，难度中等。该题的关键是明确弱电解质的电离平衡特点以及外界条件对弱电解质电离平衡的影响，有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。【迁移训练2】【山东济南外国语2016届上期中】醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHH+ CH3COO，下列叙述不正确的是 （ ）A醋酸溶液中离子浓度的关系满足：c(H+) = c(OH) + c(CH3COO)B0.10mol/L的CH3COOH溶液中加水稀释，溶液中c(OH)减小CCH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体，平衡逆向移动D常温下pH=2的醋酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH7【答案】B【解析】考点：考查外界条件对醋酸电离平衡的影响、溶液酸碱性判断以及离子浓度大小比较等。三、影响电离平衡的因素1、内因 弱电解质本身的性质，如常温下K(HF)K(CH3COOH)。2、外因 以CH3COOHCH3COO-+H+为例（1）温度 弱电解质的电离过程一般是吸热的，升高温度，电离平衡向右移动，CH3COOH电离程度增大，c(H+)、c(CH3COO-)增大。（2）浓度加水稀释CH3COOH溶液，电离平衡向右移动，电离程度增大。n(CH3COO-)、n (H+)增大，但c(CH3COO-)、c(H+)减小。（3）同离子效应在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡向逆反应方向移动。例如 0.1 mol/L的醋酸溶液中存在如下平衡CH3COOH CH3COO-+H+。加入少量CH3COONa固体或HCl，由于增大了c(CH3COO-)或c(H+)，使CH3COOH的电离平衡向逆反应方向移动。前者使c(H+)减小，后者使c(H+)增大。（4）化学反应 在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时，可使电离平衡向电离的方向移动。例如，在CH3COOH溶液中加入NaOH或Na2CO3溶液，由于OH-+H+=H2O、CO+2H+= H2O+CO2，使c(H+)减小，平衡向着电离的方向移动。点拨 稀释弱电解质溶液时，平衡移动的方向易误判为逆向移动，把溶液中离子浓度的减小误认为是电离平衡逆向移动造成的，实际上稀释才是造成溶液中离子浓度减小的主要因素。【总结】电离过程是可逆过程，可直接用化学平衡移动原理分析电离平衡。以0.1 molL1CH3COOH溶液为例：CH3COOHCH3COOH(正向吸热)。实例(稀溶液)CH3COOHHCH3COO H0改变条件平衡移动方向n(H)c(H)导电能力Ka加水稀释增大减小减弱不变加入少量冰醋酸增大增大增强不变通入HCl(g)增大增大增强不变加NaOH(s)减小减小增强不变加入镁粉减小减小增强不变升高温度增大增大增强增大加CH3COONa(s)减小减小增强不变【典型例题3】【山东枣庄三中2016届10月月考】室温下向10 mL pH3的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是 （ ）A溶液中导电粒子的数目减少B溶液中不变C醋酸的电离程度增大，c(H)亦增大D再加入10 mL pH11的NaOH溶液，混合液pH7【答案】B【考点定位】：弱电解质的电离平衡及影响因素，涉及酸碱中和。 【点评】本题考查弱电解质的电离平衡，分析此类题时可结合化学平衡的知识综合考虑，了解影响平衡的因素及电离平衡常数的影响因素，可参照强电解质的电离来讨论，如向10 mL pH3的盐酸溶液中加水稀释后100倍后，溶液的pH5，则向10 mL pH3的醋酸溶液中加水稀释后100倍后，考虑到醋酸在稀释的过程中还要促进电离，故溶液的pHKa2。【典型例题4】【浙江舟山2016届上期中】分析下表，下列选项中错误的是 （ ）化学式NH3H2OCH3COOHHCNH2CO3电离平衡常数（25）1.8l051.8l054.9l010.K1= 4.3l07，K2= 5.6l011 A0.1molL1 CH3COONa 溶液显碱性，0.1molL1 CH3COONH4 溶液显中性 B等物质的量浓度的NaHCO3和NaCN溶液，前者溶液中水的电离程度大CNaCN + H2O + CO2 (少量) = HCN + NaHCO3D上述3种等体积等pH的酸溶液，分别加水稀释后pH仍相等，则醋酸中加入水的体积最少 【答案】B【考点定位】考查电离平衡常数的应用的知识。【点评】弱电解质在溶液中存在电离平衡，弱电解质电离程度大小可以用电离平衡常数表示。电离平衡常数越大，弱酸的酸性越强，相等浓度时溶液中自由移动的离子浓度越大。它只与温度有关，升高温度，促进弱酸的电离，酸电离程度增大。等浓度的弱酸溶液稀释相同的倍数，相对电离平衡常数大的溶液，pH变化大，电离平衡常数小的弱酸溶液pH变化小。弱酸的电离平衡常数也可用于比较盐的水解，弱酸的电离平衡常数越大，等浓度的强碱弱酸盐，其弱酸的酸根离子水解程度越小，溶液的碱性越弱。【迁移训练4】【山东枣庄八中2016届10月月考】相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是 （ ）酸HXHYHZ电离常数Ka910-7910-6110-2A三种酸的强弱关系：HXHYHZ B反应HZY=HYZ能够发生C相同温度下，0.1 mol/L的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大D相同温度下，1 mol/L HX溶液的电离常数大于0.1 mol/L HX溶液的电离常数【答案】B考点： 弱电解质的电离平衡常数的应用考点二：弱电解质的判断及应用1、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸(b)等pH的盐酸(a)与醋酸(b)pH或物质的量浓度pH：ab物质的量浓度：aba=b水的电离程度ac(CH3COO-)c(Cl-)=c(CH3COO-)等体积溶液中和NaOH的量a=bab相同等体积溶液与过量活泼金属产生H2的量相同a1。角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动，如pH1的CH3COOH加水稀释10倍后，1pH7。（2）实验设计思路：以证明某酸(HA)是弱酸为例实验方法结论（1）测0.01 mol/L HA的pHpH=2，HA为强酸pH2，HA为弱酸（2）室温下测NaA溶液的pHpH=7，HA为强酸pH7，HA为弱酸（3）相同条件下，测相同浓度的HA和HCl(强酸)溶液的导电性若导电性相同，HA为强酸；若HA导电性比HCl弱，HA为弱酸（4）测定同pH的HA与HCl稀释相同倍数前后的pH变化若pH(HA)=pH(HCl)，HA为强酸；p