高中化学 3.2.1 弱电解质的电离平衡配套课件 鲁科版选修4.ppt

第1课时弱电解质的电离平衡 1 了解弱电解质的电离平衡常数概念和电离平衡常数与电离程度的关系 2 理解影响弱电解质电离平衡的因素对电离平衡移动的影响 3 了解常见弱酸和弱碱的电离常数大小 能比较它们的电离能力强弱 一 弱电解质的电离平衡 1 什么是电离平衡常数 2 电离平衡常数表达式如何书写 3 什么是电离度 其意义是什么 1 电离平衡常数 1 定义 在一定条件下达到电离平衡时 弱电解质电离形成的 是一个常数 这个常数称为电离平衡常数 简称电离常数 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 2 表达式 一元弱酸 ch3coohch3coo h ka 一元弱碱 nh3 h2onh4 oh kb 3 意义 电离常数表征了弱电解质的 根据相同温度下电离常数的大小可判断 4 影响因素 电离平衡常数受 影响 与溶液浓度无关 温度一定 电离常数 电离能力 弱电解质电离能力的相对强弱 温度 一定 2 电离度 1 概念 弱电解质在水中的电离达到平衡状态时 称为电离度 用 表示 2 表达式 3 影响因素 弱电解质的电离度与溶液的浓度有关 一般而言 浓度越大 电离度越 浓度越小 电离度越 已电离的 溶质的分子数占原有溶质分子总数 包括已电离的和未电离的 的百分率 小 大 二 影响电离平衡的因素 1 决定弱电解质电离程度大小的因素是什么 2 外界条件对弱电解质的电离平衡有何影响 1 弱电解质电离程度的大小是由 决定的 2 外界条件对弱电解质的电离平衡的影响 1 浓度 在一定温度下 稀释溶液会促使弱电解质的电离平衡向 移动 即稀释 填 促进 或 抑制 电离 2 温度 因电离是吸热的 故升温 填 促进 或 抑制 弱电解质的电离 电离的方向 促进 促进 电解质本身的性质 3 加入某种强电解质 加入与弱电解质电离出的离子相同的离子 电离平衡 移动 电离度 加入与弱电解质电离出的离子反应的离子 电离平衡 移动 电离度 向左 减小 向右 增大 1 在同一温度下弱电解质的电离常数越大 溶液中的离子浓度越大 溶液的导电能力越强 分析 弱电解质的电离常数越大 只能说明其分子发生电离的程度越大 离子浓度的大小不仅与弱电解质的电离程度有关 还与弱电解质的浓度有关 因此 电离常数大的弱电解质溶液中 离子浓度不一定大 其导电能力也不一定强 2 对醋酸溶液进行稀释 溶液中所有离子的浓度均降低 分析 稀释以后溶液的酸性减弱 h 减小 但因为温度不变 kw不变 故 oh 增大 3 相同温度下 0 3mol l 1的醋酸溶液与0 1mol l 1的醋酸溶液的ka值相等 分析 由于弱酸的电离平衡常数 ka 只与温度有关 故二者的ka值相等 4 加水稀释弱电解质的溶液 电离常数和电离度均不变 分析 电离常数只受温度的影响 故加水稀释弱电解质的溶液时 电离常数不变 但电离度随浓度的减小而增大 5 升温 弱电解质的电离平衡向电离方向移动 电离常数增大 分析 电离过程是吸热过程 故升温 平衡向电离方向移动 电离常数只受温度的影响 升温 平衡正向移动 离子浓度增大 未电离的分子浓度减小 故电离常数增大 一 弱电解质电离平衡的建立及影响因素1 电离平衡的建立 1 电离平衡 在一定条件 如温度 浓度 下 当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时 电离过程就达到了平衡状态 2 弱电解质电离平衡的建立过程 如图所示 2 影响电离平衡的外界因素及影响结果弱电解质的电离平衡遵循化学平衡移动原理 现以25 0 1mol l 1的ch3cooh溶液为例 分析影响电离平衡的因素及平衡移动结果 电离方程式为 ch3coohch3coo h 3 弱电解质电离平衡的五大特点 特别提醒 1 化学平衡移动原理也适用于弱电解质的电离平衡 当外界条件改变时 平衡向着减弱这种改变的方向移动 2 增大弱电解质溶液的浓度时 虽然平衡正向移动 但电离程度减小 电离常数不变 典例1 2012 深圳高二检测 可促进hclo的电离 并使ph增大的是 加入hcl 加入naclo 加入naoh 加入zna b c d 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 减小h 或clo 浓度的措施均可促进hclo的电离 2 溶液ph变大是因为酸性减弱或碱性增强了 解析 选c hclo在水溶液中存在如下平衡hcloclo h 加入hcl h 增大 电离平衡左移 ph减小 加入naclo clo 增大 电离平衡左移 h 减小 ph增大 加入naoh 电离平衡右移 但 h 减小 ph增大 加入zn zn可与h 反应 电离平衡右移 但 h 减小 ph增大 方法技巧 电离平衡移动的思考方法电离平衡具有与化学平衡类似的特征 电离平衡的移动规律和化学平衡的移动规律相似 因此在分析电离平衡移动情况时 可以借鉴化学平衡的处理方法 当外界条件改变时 平衡向着减弱这种改变的方向移动 变式训练 用水稀释0 1mol l 1的ch3cooh溶液 其中随着水的量的增加而增大的是 c h n h c oh c ch3coo a b c d 解析 选b ch3coohch3coo h 加水后 平衡正向移动 但浓度会降低 c h c ch3coo 都减小 c oh 故c oh 增大 平衡正移 n h n ch3coo 增大 n ch3cooh 减小 增大 由此可得 正确 二 比较酸强弱的两类方法1 根据电离平衡常数进行比较ka值越大 电离程度越大 达到电离平衡时电离出的h 越多 酸性越强 反之 酸性越弱 但应注意 多元弱酸的各级电离常数逐级减小 第一步电离远大于第二步电离 第二步电离远大于第三步电离 且一般相差很大 所以其水溶液的酸性主要由第一步电离决定 2 根据实验事实 现象 进行比较 特别提醒 1 酸中和碱的能力和酸与足量活泼金属反应生成氢气的量均取决于酸的量 与酸的强弱无关 2 酸与金属反应生成h2的速率取决于溶液中h 的浓度 与酸的强弱无必然联系 典例2 2012 青岛高二检测 下列叙述不正确的是 a ph相等 体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后 前者的ph大于后者b ph相等 体积相等的盐酸和醋酸分别中和0 1mol l 1的naoh溶液 消耗naoh溶液体积相等c 等浓度等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应 开始时前者产生h2的速率大于后者 最终产生的h2相等d 等浓度等体积的盐酸和醋酸分别中和0 1mol l 1的naoh溶液 消耗naoh溶液体积相等 思路点拨 解答本题注意以下两点 1 弱酸在稀释过程中会不断电离 2 等ph的一元弱酸和一元强酸比较 弱酸的浓度比强酸的浓度大 解析 选b ph相等 体积相等的盐酸和醋酸加水稀释10倍后 由于醋酸是弱酸 稀释过程中电离程度变大 所以稀释后醋酸的酸性强 ph小 a正确 ph相等体积相等的盐酸和醋酸 由于醋酸是弱酸 浓度比盐酸大 在和盐酸体积相同时 消耗naoh溶液体积大 b不正确 等浓度等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应 由于醋酸是弱酸 开始时 h 小 所以开始时醋酸产生h2的速率小 但是由于二者浓度相等 所以最终产生的h2相等 浓度相等体积相等 则物质的量就相等 所以二者消耗的同浓度的naoh溶液体积相等 延伸探究 1 若把a选项改成 将ph 6的盐酸稀释1000倍 最终ph 8 是否正确 为什么 提示 不正确 因为盐酸是一种酸 无论怎样稀释也不会变成碱 2 若把c选项条件改成 等ph等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应 是否正确 为什么 提示 不正确 因为若二者ph相等 则初始时二者 h 相等 所以与锌反应的速率相等 但是由于ph相等时醋酸的浓度大 所以醋酸产生氢气的量多 变式备选 2012 东莞高二检测 已知25 时 下列酸的电离常数 醋酸 1 75 10 5mol l 1 氢氰酸 4 93 10 10mol l 1 氢氟酸 7 2 10 4mol l 1 甲酸 1 77 10 4mol l 1 则物质的量浓度均为0 1mol l 1的上述溶液酸性最强的是 a 醋酸b 氢氰酸c 氢氟酸d 甲酸 解析 选c 电离常数越大 弱酸的电离程度越大 溶液中 h 越大 酸性越强 1 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 分子的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 解析 选c a项中电解质达到电离平衡时 分子浓度和离子浓度均不变 但不一定相等 b项电离平衡后 分子仍然要电离为离子 离子也要结合为分子 但是二者速率相等 因此 分子和离子的浓度是保持不变的 d项 电离平衡后各离子浓度不变 但不一定相等 2 下列事实不能证明ch3cooh是弱酸的是 a ch3cooh溶液能使石蕊溶液变红b 0 1mol l 1的ch3cooh h 浓度为0 01mol l 1c 等物质的量浓度的ch3cooh导电能力比盐酸弱d 0 01mol l 1的ch3cooh溶液中有两种分子存在 解析 选a 无论强酸 弱酸均可使石蕊溶液变红 a不能证明 b中若ch3cooh是强酸 则 h 等于0 1mol l 1而不是0 01mol l 1 可证明 c中等物质的量浓度的ch3cooh导电能力比盐酸弱 说明ch3cooh只有部分电离 即ch3cooh是弱酸 d中ch3cooh溶液中有两种分子存在 即存在h2o分子和ch3cooh分子 说明ch3cooh分子与ch3coo 和h 共存 即ch3cooh是弱酸 3 2011 福建高考 常温下0 1mol 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 2mol l 1盐酸d 提高溶液的温度 解析 选b 醋酸是弱酸 电离方程式是ch3coohh ch3coo 故稀释10倍 ph增加不到一个单位 加入适量的醋酸钠固体 抑制醋酸的电离 使其ph增大 可以使其ph由a变成 a 1 加入等体积0 2mol l 1盐酸 虽然抑制醋酸的电离 但增大了 h 溶液的ph减小 提高溶液的温度 促进了醋酸的电离 h 增大 溶液的ph减小 4 已知下面三个数据 7 2 10 4 4 6 10 4 4 9 10 10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 nano2nacn hf hcn nafnano2 hf hno2 naf由此可判断下列叙述不正确的是 a k hf 7 2 10 4b k hno2 4 9 10 10c 根据其中两个反应即可得出结论d k hcn k hno2 k hf 解析 选b 相同温度下 弱电解质的电离常数是比较弱电解质相对强弱的条件之一 根据第一 第三两个反应可知三种一元弱酸的强弱顺序为hf 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 k hno2 4 6 10 4 k hcn 4 9 10 10 5 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 15mol l 1 kb 30 3 3 10 14mol l 1 则下列叙述正确的是 a oh 随温度的升高而降低b 在30 时 oh b c boh的电离度 20 30 d 电离常数只与温度有关 解析 选d 电离常数表达式为温度升高 电离常数增大 电离程度增大 oh 增大 在溶液中除boh电离的oh 外还有水电离出的oh 故 oh b 或利用溶液中电荷守恒 h b oh 所以 oh b 6 2012 兰州高二检测 对于弱酸 在一定温度下达到电离平衡时 各微粒的浓度存在一种定量的关系 若25 时 有hah a 则式中 ka为电离平衡常数 只与温度有关 下表是几种常见弱酸的电离平衡常数 25 回答下列问题 1 当升高温度时 ka值 填 变大 变小 或 不变 2 在温度相同时 各弱酸的ka值不同 那么ka值的大小与酸性的相对强弱有何关系 3 若把ch3cooh h2co3 hco3 h2s hs h3po4 h2po4 hpo42 都看作是酸 其中酸性最强的是 最弱的是 4 同一多元弱酸的k1 k2 k3之间存在着数量上的规律 此规律是 产生此规律的原因是 解析 1 由于电离过程均是吸热的 所以升高温度可以促进电离 电离平衡常数变大 2 由于ka的大小代表了酸的电离程度 ka值越大 电离程度越大 代表的酸的酸性越强 3 酸性最强的是ka值最大的 即h3po4 酸性最弱的即ka值最小的 即hpo42 4 从上面三种酸 h2co3 h2s h3po4 可知规律是k1 k2 k3 1 10 5 10 10 由于上一级电离产生大量的h 会对下一级的电离产生抑制 所以电离程度越来越小 电离平衡常数越来越小 答案 1 变大 2 ka值越大电离出的氢离子浓度越大 所以酸性越强 3 h3po4hpo42 4 k1 k2 k3 1 10 5 10 10上一级电离产生的h 对下一级电离有抑制作用 弱电解质溶液导电过程的探究有a b c三种电解质溶液分别装在三个烧杯中 插有石墨电极 并按如图所示连接 在电路中连接开关k后 测得各支路电流强度i i 其中i 略小 若撤去b 测得i a i c 若撤去c 并将a b两溶液混合 混合溶液的电流强度与先前通过a的大小关系为i ab i a 已知a b c分别选自下列溶液 0 1mol l 1盐酸 0 1mol l 1醋酸 0 1mol l 1nacl溶液 0 1mol l 1硫酸 0 1mol l 1氢氧化钠溶液 0 1mol l 1氨水 且25 时