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文档简介
第3课第1课时电离平衡
01目标任务
课程标准学习目标
1.从电离、离子反应、化学平衡的角度认识1.能根据实验现象辨识强电解质和弱电解质,认识弱电解质
电解质水溶液的组成、性质和反应。的电离特点及其溶液的组成等。
2.认识弱电解质在水溶液中存在的电离平2.能理解电离平衡的特点,运用动态平衡的观点分析浓度、
衡。温度等条件变化对电离平衡的影响,利用电离平衡常数进行
3.了解电离平衡常数的含义。分析和计算。
02预习导学
自主梳理
一、强弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质在水溶液里熔融状态下的化合物
化
合
物
非电解质在水溶液里熔融状态下的化合物
2.强电解质和弱电解质
概念
强在水溶液里的电解质
电
解
物质类别
质强酸、强碱和大多数盐
(1)
概念
弱在水溶液里的电解质
电
解
物质类别
质弱酸、弱碱和水
(2)
二、弱电解质的电离平衡
1.弱电解质的电离平衡
在一定条件下(如温度和浓度),弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率时,电离过程达
到电离平衡状态。
1
2.弱电解质电离平衡的建立
3.电解质的电离方程式
(1)强电解质完全电离,用“”表示;弱电解质部分电离,用“”表示。
(2)示例
①NH3·H2O:。
②H2SO3:,。
③Cu(OH)2:。
④NaHCO3:。
三、电离平衡常数
1.含义:电离平衡的平衡常数叫做电离常数,用K表示。
2.表示方法:对于
K=。
3.K的意义:它能表示弱电解质的电离能力。
(1)温度一定时,K越大,弱电解质的电离程度越大,K,弱电解质的;
(2)多元弱酸每步电离都有电离常数,分别表示为等,这些常数间的关系为。
【答案】
一、1.或导电和都不导电2.(1)完全电离(2)部分电离
二、1.相等3.(1)===
+-+--+2-
(2)①NH3·H2ONH4+OH。②H2SO3H+HSO3,HSO3H+SO3。
2+-+--+2-
③Cu(OH)2Cu+2OH。④NaHCO3===Na+HCO3,HCO3H+CO3。
+-
+-cA·cB
三2.ABA+B。K=。3.(1)越小,电离程度越小;(2)K1、K2、K3K1K2K3。
cAB
预习检测≫≫
1.下列说法中,可以证明醋酸是弱电解质的是
A.醋酸溶液连接到一电路中,发现灯泡较暗
B.某温度下,等浓度的醋酸溶液和盐酸,醋酸溶液中水电离出的H+浓度较大
C.50mL0.1molL1的醋酸溶液恰好中和5mL1molL1的NaOH溶液
D.某温度下,等浓度的醋酸钠溶液和氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液的pH较大
【答案】B
2
【解析】A.醋酸溶液连接到一电路中,发现灯泡较暗,没有同浓度的强电解质作对比,A项不能证明醋酸
是弱电解质;
B.某温度下,等浓度的醋酸溶液和盐酸中,醋酸电离出的H+比盐酸电离出的H+少,对水电离的抑制作用较
弱,因此水电离出的H+浓度较大,B项能证明醋酸是弱电解质;
-1-1
C.50mL0.1mol.L的醋酸溶液含有CH3COOH物质的量是0.05L×0.1mol/L=0.005mol,5mL1mol·L的NaOH溶
液含有NaOH物质的量是0.005L×1mol/L=0.005mol,二者恰好中和,与醋酸是否完全电离无关,C项不能证
明醋酸是弱电解质;
D.某温度下,等浓度的醋酸钠溶液和氢氧化钠溶液中,不管醋酸钠是否水解,其碱性都比氢氧化钠溶液低,
故氢氧化钠溶液的pH较大,不能证明醋酸钠是否水解,D项不能证明醋酸是弱电解质。
答案选B。
2.下列有关电解质、强电解质、弱电解质的分类正确的是
选项ABCD
电解质CuCO2NaClNaOH
强电解质HClBa(OH)2HClO4BaSO4
弱电解质CH3COOHH2OCu(OH)2氨水
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】电解质是在在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物;强电解质是在在水溶液中或熔融状态下能
完全电离的电解质;弱电解质是在在水溶液中或熔融状态下不能完全电离的电解质。
A.Cu是单质,不是电解质也不是非电解质,故A错误;
B.CO2不能发生电离而导电,因此属于非电解质,故B错误;
C.氯化钠为电解质,HClO4为强电解质,Cu(OH)2为弱电解质,故C正确;
D.氨水为混合物,不是电解质也不是非电解质,故D错误;
故选C。
3.下列物质的电离方程式书写正确的是
2++2
A.Ba(OH)2=Ba+(OH)2B.H2CO32H+CO3
++2++2
C.NaHCO3=Na+H+CO3D.NaHSO4=Na+H+SO4
【答案】D
2+-
【解析】A.Ba(OH)2为强电解质,完全电离成钡离子和氢氧根离子,电离方程式为Ba(OH)2=Ba+2OH,故A
错误;
++2
B.H2CO3为二元弱酸,电离方程式为:H2CO3H+HCO3、HCO3H+CO3,故B错误;
+
C.碳酸氢钠为强电解质,完全电离为钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为NaHCO3=Na+HCO3,故C错
3
误;
D.硫酸氢钠为强电解质,在水溶液中完全电离成钠离子、氢离子和硫酸根离子,电离方程式为
++2
NaHSO4=Na+H+SO4,故D正确;
故选D。
4.下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是
A.常温下,测得0.1molL1醋酸溶液的pH约为3
B.常温下,测得0.1mol⋅L1醋酸钠溶液的pH约为8
BaOH
C.常温下,pH1的醋酸⋅溶液和pH13的2溶液等体积混合,溶液呈酸性
D.相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应,产生H2的起始速率相等
【答案】D
【解析】A.常温下,测得0.1mol/L醋酸溶液的pH=3,c(H+)=10-4mol/L<0.1mol/L,因此可证明醋酸在水溶
液中不完全电离,醋酸是弱酸,存在电离平衡,故A不符合题意;
B.常温下,测得0.1molL1醋酸钠溶液的pH约为8,溶液呈碱性,说明醋酸钠是强碱弱酸盐,醋酸是弱酸,
故B不符合题意;⋅
C.常温下,pH1的醋酸溶液和pH13的BaOH2溶液等体积混合,说明pH1的醋酸溶液浓度大于pH13
的BaOH2溶液的浓度,说明醋酸是弱酸,故C不符合题意;
+
D.醋酸溶液和盐酸pH相同,则溶液中c(H)相同,因此分别与同样颗粒大小的锌反应时,产生H2的起始速
率相等,这不能证明醋酸是弱电解质,故D符合题意;
故选D。
5.常温下向0.1molL1HF溶液中加入少量水,下列各项增大的是
cH
①水的电离程度②③cHcF④cHcOH
cF
A.③④B.①②④C.①②D.仅有①
【答案】C
【解析】HF是弱酸,常温下向0.1mol/LHF溶液中加入少量水,HF的电离平衡会正向移动,cH、cF、
c(HF)都会减小,溶液酸性减弱,加水稀释时cH、cF减小程度一样,但水的电离程度增大,所以①会
增大。加水稀释时cH、cF减小程度一样,但水的电离程度增大,氢离子浓度减小的慢,所以②会增
大。温度不变,Ka不变,加水稀释,c(HF)减小,所以③减小。④温度不变,水的离子积不变。故①②增
大。故选C。
6.对比观察下表数据,从中获得的有关结论不正确的是
25℃几种酸的Ka不同温度下CH3COOH的Ka
4
HF6.3×10-40℃1.66×10-5
HClO4.0×10-810℃1.73×10-5
HCN6.2×10-1025℃1.75×10-5
A.表中的酸都是弱酸
B.25℃时,用水稀释次氯酸溶液,酸性变弱,Ka变小
C.电离常数Ka与温度有关,但Ka随温度的变化不大
D.推测常温下不可发生反应:NaClO+HCN=NaCN+HClO
【答案】B
【解析】A.由表中25℃几种酸的Ka及CH3COOH的Ka值可知,表中的酸都不能完全电离,都是弱酸,故
A正确;
B.电离常数Ka与温度有关,加水稀释,Ka不变,故B错误;
C.由表中不同温度下CH3COOH的Ka值可知,电离常数Ka与温度有关,温度升高,Ka增大,但Ka随温度
的变化不大,故C正确;
D.相同温度下Ka越大,弱酸的酸性越强,Ka(HClO)>Ka(HCN),酸性:HClO>HCN,则常温下反应:
NaClO+HCN=NaCN+HClO不能发生,故D正确;
故选B。
03探究提升
►环节一强电解质与弱电解质
【情境材料】
常温下,取相同体积、浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸,比较它们pH的大小,试验其导电能力,并分
别与等量镁条反应。观察、比较并记录现象如下表:
酸0.1mol·L-1盐酸0.1mol·L-1醋酸
pH1>1
导电能力强弱
与镁条反应剧烈反应,产生气泡缓慢反应,产生气泡
【问题探究】
1.常温下浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液中,c(H+)相同吗?你能根据二者的pH判断其电离程度吗?
2.电解质溶液的导电能力与什么有关?为什么同浓度的醋酸溶液的导电能力比盐酸的弱?
3.等量的镁与同等浓度的盐酸和醋酸反应的速率不相同,说明了两种溶液中哪种离子的浓度不同?
5
4.通过以上实验得出的实验结论是什么?请判断HCl、CH3COOH中哪种物质是弱电解质。
【答案】1.不相同,pH越大,c(H+)越小,0.1mol·L-1盐酸溶液中c(H+)大。0.1mol·L-1盐酸溶液的pH
=1,则c(H+)=0.1mol·L-1,说明HCl完全电离;而0.1mol·L-1醋酸溶液的pH>1,则c(H+)<0.1mol·L-1,
说明CH3COOH只有一部分发生了电离。
2.溶液的导电能力与溶液中的离子浓度大小有关,离子浓度越大,导电能力越强;同浓度的盐酸和醋酸中,
盐酸完全电离,离子浓度大,醋酸部分电离,离子浓度小,故同浓度的醋酸溶液的导电能力比盐酸的弱。
3.等浓度的盐酸和醋酸与Mg反应的速率不同,说明了两种溶液中c(H+)不相同。
4.HCl和CH3COOH在水中的电离程度不同。HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质。
要点归纳
1.强、弱电解质的概念
(1)强电解质:在水中能够全部电离的电解质称为强电解质。
(2)弱电解质:在水中只有部分电离的电解质称为弱电解质。
2.电解质的分类
(1)电解质的强弱与其溶解性无关
某些盐如BaSO4、CaCO3等,虽难溶于水却是强电解质;而如CH3COOH、NH3·H2O尽管易溶于水,却
部分电离,是弱电解质。
(2)电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然联系
溶液导电能力的强弱由溶液中自由离子的浓度和离子所带电荷的多少决定,很稀的强电解质溶液的导电能
力很弱,浓度较大的弱电解质溶液的导电能力可能较强,因此弱电解质溶液的导电能力不一定弱。
(3)电解质的强弱与化学键没有必然联系
一般强电解质中含有离子键或强极性共价键,但含有强极性共价键的化合物不一定是强电解质,如HF就
是弱电解质。
6
典例精讲
【例1】(2023秋·广西玉林·高二统考期末)下列关于电解质的说法正确的是
A.氯化钠溶液能导电,所以NaCl溶液是电解质
B.液态HCl不导电,所以HCl不是电解质
C.BaSO4难溶于水,所以BaSO4是弱电解质
D.同种电解质的溶液,浓度大的可能比浓度小的导电性差
【答案】D
【解析】A.氯化钠溶液是混合物,所以NaCl溶液不是电解质,A错误;
B.液态HCl不导电,但溶于水能导电,所以HCl是电解质,B错误;
C.BaSO4难溶于水,但溶于水中的BaSO4能够完全电离,故其是强电解质,C错误;
D.在相同条件下,离子浓度越大,离子所带电荷数越多,导电能力越强,仅仅是电解质溶液浓度大并不能
等同于离子浓度越大,离子所带电荷数越多,如浓硫酸浓度很大,但电离出来的离子却很少,导电能力弱,
D正确;
故答案为:D。
【例2】(2023春·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考期中)常温下,下列实验一定能证明HA为弱电
解质的是
A.0.1mol/LNaA溶液的pH>7
B.0.1mol/LHA溶液中滴入石蕊试液呈红色
C.蛋壳浸泡在0.1mol/LHA溶液中有气体放出
D.HA溶液的导电性很弱
【答案】A
【解析】A.0.1mol/LNaA溶液的pH>7,说明NaA是强碱弱酸盐,故A正确;
B.0.1mol/LHA溶液中滴入石蕊试液呈红色,只能说明溶液呈酸性,不能说明HA是弱酸,故B错误;
C.蛋壳浸泡在0.1mol/LHA溶液中有气体放出,只能说明HA酸性强于碳酸,不一定是弱酸,故C错误;
D.HA溶液的导电性很弱,只说明溶液中离子浓度小,不能判断HA是否全部电离,故D错误;
故选A。
【例3】(2023春·四川绵阳·高二统考阶段练习)对室温下pH和体积均相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取
下列措施,有关叙述正确的是
A.温度都升高20℃后,醋酸溶液的pH小于盐酸
B.加入少量的醋酸钠晶体后,只有醋酸的pH发生变化
C.加水稀释10倍后,盐酸的pH变化较小
D.加入足量的镁条充分反应后,两溶液产生的氢气一样多
【答案】A
7
【解析】A.醋酸在溶液中的电离为吸热过程,升高温度,平衡右移,溶液中的氢离子浓度增大,pH减小,
而盐酸是强酸,升高温度,溶液中的氢离子浓度基本不变,则温度都升高20℃后,醋酸溶液的pH小于盐酸,
故A正确;
B.盐酸中加入少量的醋酸钠晶体后,盐酸与醋酸钠反应生成醋酸和氯化钠,溶液中氢离子浓度减小,溶液
pH增大,故B错误;
C.醋酸在溶液中存在电离平衡,分别加水稀释10倍后,电离平衡右移,所以pH相同的醋酸溶液的pH变
化小于盐酸,故C错误;
D.醋酸在溶液中存在电离平衡,pH相同的醋酸溶液的浓度大于盐酸,中和能力强于盐酸,与足量的镁条
充分反应后,醋酸溶液产生的氢气大于盐酸,故D错误;
故选A。
►环节二弱电解质的电离平衡
【情境材料】
弱电解质醋酸在水中部分电离,电离的示意图如下。
在一定温度下,上述醋酸加水稀释,溶液的导电能力(I)随加入水的体积(V)变化的曲线可用下图表示。
【问题探究】
-+-+
1.醋酸溶于水,部分电离产生离子,表示为CH3COOH―→CH3COO+H,溶液中的CH3COO和H相互
-+
碰撞又会结合生成醋酸分子,该过程表示为CH3COO+H―→CH3COOH。据此,你能写出醋酸的电离方
程式吗?
2.向醋酸水溶液中滴入几滴紫色石蕊试液,溶液变红,加热后,溶液的颜色如何变化?其原因是什么?
3.依据醋酸加水稀释的导电能力(I)—加水的体积(V)的图像回答下列问题:
(1)O点导电能力为0的理由是什么?
+
(2)a、b、c三点处,溶液中c(H)由小到大的顺序是什么?CH3COOH电离程度最大的是哪一点?
(3)上述图像能否说明醋酸为弱酸?
【答案】
8
-+
1.醋酸的电离是可逆的,电离方程式为CH3COOHCH3COO+H。
2.溶液的红色加深;原因是醋酸的电离是吸热的过程,升高温度,电离平衡向右移动,c(H+)增大,溶液红
色加深。
3.(1)在O点处醋酸未电离,无离子存在。
(2)c<a<b。溶液的导电能力主要由离子浓度和离子所带电荷数来决定,题目中的图像说明醋酸加水稀释过程
中,离子浓度随着水的加入先逐渐增大到最大值又逐渐减小,故b点c(H+)最大,c点最小,即:c<a<b;其
中CH3COOH电离程度最大的是c点。
(3)能。a~b阶段,加水稀释,醋酸溶液的c(H+)有增大的趋势,说明醋酸没有完全电离,存在电离平衡且
没有达到平衡状态。
要点归纳
1.弱电解质的电离平衡
在一定条件下(如温度和浓度),弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程
达到电离平衡状态。如图所示:
2.影响弱电解质电离平衡的因素
(1)内因:电解质本身的性质决定了弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小。
(2)外因
①温度:一般情况下,由于弱电解质的电离过程吸热,因此升高温度,电离平衡向电离方向移动,电离程
度增大。
②浓度:同一弱电解质,增大溶液的浓度,电离平衡向电离方向移动,但电离程度减小;稀释溶液时,电
离平衡向电离方向移动,且电离程度增大,但往往会使溶液中离子的浓度减小。
③相同离子:加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,电离平衡逆向移动,电离程度减小,如下所示:
④反应离子:加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时,电离平衡向电离方向移动。
+-+
如向CH3COOH溶液中加入NaOH固体,因H与OH反应生成H2O,使c(H)减小,CH3COOH的电离平
衡正向移动,电离程度增大。
9
3.电离方程式的书写
类型电离方程式的特点典型例子
+2-
H2SO4===2H+SO4
完全电离,电离方程式
强电解质NaOH===Na++OH-
写“===”
++2-
NaHSO4===Na+H+SO4
一元弱-+
不完全电离,电离方程CH3COOHCH3COO+H
酸或弱
式写“”·++-
碱NH3H2ONH4OH
弱
分步电离,以第一步为+-
H2CO3H+HCO(主)
电多元弱3
主,电离方程式写
解酸-++2-次
“”HCO3HCO3()
质
不写分步电离,一步写
多元弱
成,电离方程式写2+-
Cu(OH)2Cu+2OH
碱
“”
(1)弱电解质的电离是吸热的过程。
(2)在弱电解质溶液中,弱电解质分子、离子在溶液中共存,完全不同于强电解质。
(3)弱电解质在溶液中的电离都是微弱的,一般来说,电离的分子极少,绝大多数弱电解质以分子形式存在,
-1+-3-1
如0.1mol·LCH3COOH溶液中,c(H)大约为1×10mol·L。
(4)弱电解质达到电离平衡后,加水稀释,电离程度增大,但电解质分子、电解质电离出的离子(包括H+或
OH-)的浓度减小。判断离子浓度比值变化时,只考虑物质的量的比值即可。
(5)酸式盐:强酸的酸式盐完全电离,一步完成。
++2-+-
如:NaHSO4===Na+H+SO4(水溶液),NaHSO4===Na+HSO4(熔融状态)。
弱酸的酸式盐强中有弱,分步完成。
如:+--+2-
NaHCO3===Na+HCO3,HCO3H+CO3。
典例精讲
【例4】(2023春·上海浦东新·高二华师大二附中校考期中)某温度下,HCN和HF的电离常数分别为4.01010
和5.6104。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正
确的是
10
A.曲线Ⅰ代表HF溶液
B.a点溶液中,cF<cCN
cHA
C.从c点到d点,溶液中减小(其中HA、分别代表相应的酸和酸根离子)
cAA
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中nNa+相同
【答案】C
【解析】酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,根据电离平衡常数知,酸性:HF>HCN,加水稀释相同倍
数时,酸性越强,溶液的pH变化越大,曲线Ⅰ代表HCN溶液,曲线Ⅱ代表HF溶液。
A.根据分析可知,曲线Ⅱ代表HF溶液,A错误;
B.a点两溶液的pH相同,则氢离子浓度和氢氧根浓度相同,根据电荷守恒,
c(H+)=c(OH-)+c(F-)=c(OH-)+c(CN-),c(F-)=c(CN-),B错误;
+
cH+cA-cHAcHcHA
+
C.K=,则=,从c点到d点,温度不变,Ka不变,而c(H)逐渐减小,因此
a-cA-
cHAcAKa
逐渐减小,C正确;
D.体积和pH均相同的HF和HCN溶液,c(HCN)>c(HF),分别滴加同浓度的NaOH溶液至恰好中和,HCN
消耗的氢氧化钠溶液体积多HF消耗的NaOH少,溶液中nNa不相同,D错误;
故选C。
【例5】(2022秋·浙江杭州·高二浙江省杭州第二中学校考期中)现有①CH3COOH、②HCl、③H2SO4三
种溶液,下列说法不.正.确.的是
A.pH相同时,其物质的量浓度由大到小的顺序是①>②>③
B.物质的量浓度相同时,其pH由大到小的顺序是①>②>③
C.中和等量的烧碱溶液,需等物质的量浓度的①②③三种酸溶液的体积比为2:2:1
D.用相同大小的铁片与少量pH相同的三种溶液制取氢气,收集相同体积的气体所需时间①>②=③
【答案】D
【解析】A.当它们pH相同时,溶液中氢离子浓度相同,假设提供1mol/L的氢离子,需要醋酸浓度应大于
1mol/L;需要②溶液浓度为1mol/L;、需要③H2SO4溶液浓度为0.5mol/L;其物质的量浓度由大到小排列的
是①>②>③,A正确;
B.当它们的物质的量浓度相同时,假设浓度都是1mol/L;①CH3COOH溶液电离出氢离子浓度小于1mol/L、
11
②HCl电离出氢离子浓度为1mol/L、③H2SO4,电离出的氢离子浓度为2mol/L;pH由大到小排列的是①>
②>③,B正确;
C.中和等量的烧碱溶液,假设氢氧化钠物质的量为1mol,需要①醋酸1mol,需要②HCl1mol;需要
③H2SO40.5mol;需同浓度的三种酸溶液的体积比为2∶2∶1,C正确;
D.pH相同的①、②、③三溶液,开始的H+浓度相同,随着反应的进行,醋酸继续电离出H+,反应速率
快,而盐酸和硫酸不再电离,H+浓度不变,反应速率不变,故收集相同体积的气体所需时间①<②=③,D
错误。
故选D。
►环节三电离平衡常数
【情境材料】
1.实验目的:比较CH3COOH与H2CO3的酸性强弱及电离常数的大小。
-1-1
2.实验操作:如图所示,向盛有2mL1mol·L醋酸的试管中滴加1mol·LNa2CO3溶液。
3.实验现象:有气泡产生。
【问题探究】
1.写出实验中所涉及化学反应的离子方程式。
2.盛放醋酸溶液的试管中有大量气泡产生,试比较CH3COOH和碳酸酸性的相对强弱及其电离常数的大小
关系。
3.向饱和H3BO3溶液中滴加Na2CO3溶液无明显现象,试比较H3BO3和H2CO3酸性的相对强弱,及其电离
常数的大小关系。
4.通过上述实验,你得出的实验结论是什么?
【答案】
2--
1.2CH3COOH+CO3===CO2↑+H2O+2CH3COO。
2.CH3COOH的酸性强于H2CO3;电离常数Ka(CH3COOH)>Ka(H2CO3)。
3.H3BO3的酸性弱于H2CO3;电离常数Ka(H2CO3)>Ka(H3BO3)。
4.酸性越强,电离常数越大,即Ka(CH3COOH)>Ka(H2CO3)>Ka(H3BO3)。
要点归纳
1.电离常数的概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对于一元弱酸
或一元弱碱来说,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是
一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K表示(弱酸用Ka表示,弱碱用Kb表示)。
12
2.表达式
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离常数
-+
例如:CH3COOHCH3COO+H,
-+
c(CH3COO)·c(H)
Ka=;
c(CH3COOH)
+-
NH3·H2ONH4+OH,
+-
c(NH4)·c(OH)
Kb=。
c(NH3·H2O)
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离常数
①多元弱酸或多元弱碱的每一步电离都有电离常数,这些电离常数各不相同,通常用Ka1、Ka2或Kb1、Kb2
等加以区别。例如25℃时,H2CO3的电离分两步:
+-
+-c(H)·c(HCO)-
+,=3=×7,
H2CO3HHCO3Ka14.510
c(H2CO3)
+2-
-+-c(H)·c(CO)-
+2,=3=×11。
HCO3HCO3Ka2-4.710
c(HCO3)
②一般多元弱酸或多元弱碱各步电离常数的大小为Ka1Ka2,Kb1Kb2,因此,多元弱酸(或弱碱)的酸性(或
碱性)主要由第一步电离决定(八字诀:分步进行,一步≫定性)。≫
3.电离常数的影响因素
内因(决定因素)——弱电解质本身的性质
影响因素
外因——温度(随温度升高而增大)
电离常数只与温度有关,而不受粒子浓度的影响。由于电解质的电离过程吸热,故电离常数随着温度的升
高而增大。
4.电离常数的意义
(1)一定温度下,电离常数越大,弱电解质的电离程度越大。
(2)相同温度下,等浓度的弱酸或弱碱的电离常数(对于多元弱酸或多元弱碱来说,只看其第一步电离的电离
常数)越大,其酸性或碱性越强。
.+.
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱:相同温度下同类型弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)随电离常数的增大而增强。
(2)判断反应能否进行:如用弱酸可以制备酸性更弱的酸。如相同温度下,三种酸的电离常数如表所示:
酸HXHYHZ
电离常数9×10-79×10-61×10-2
酸性:HX<HY<HZ。反应HY+X-===HX+Y-或HZ+Y-===HY+Z-能够发生,而反应HY+Z-===HZ+Y
-不能发生。
13
(1)电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关,同一温度下,不论弱酸、弱碱的浓度如何变化,电离常数都是定值。
(2)弱电解质的电离常数只受温度变化的影响。升高温度,电离常数增大。
(3)利用电离常数可判断某些复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”的规律,如:已知Ka(CH3COOH)
-5-8
=1.75×10,Ka(HClO)=4.0×10,则NaClO能与CH3COOH发生反应。
典例精讲
【例6】(2022春·广东广州·高二统考期末)分子结构修饰是指保持分子的基本结构不变,仅改变分子结构
中的某些基团而得到的新分子。分子结构被修饰后,分子的性质发生了改变。已知部分羧酸的分子组成和
结构、电离常数如表。下列说法正确的是
羧酸CH3CH2COOHCH3COOHCH2ClCOOHCF3COOH
电离常数(25℃)abcd
A.a>b>c>dB.b>a>c>dC.c>b>a>dD.d>c>b>a
【答案】D
【解析】这几种酸中,烃基基团越大,其酸性越弱,所以酸性:a<b;烃基上卤原子为吸电子基团,吸电
子基团越多、越强,其酸性越强,吸电子能力:F>Cl,甲基为供电子基团,所以酸性:d>c>b>a,酸的酸性
越强,其电离平衡常数越大,所以电离平衡常数:d>c>b>a,故选:D。
【例7】(2022秋·广东广州·高二广东华侨中学校考期中)已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸化学式CH3COOHHCNH2CO3
-5-10-7-11
电离平衡常1.75×106.2×10K1=4.5×10K2=4.7×10
下列有关说法正确的是
+
A.等物质的量浓度的各溶液中c(H)大小关系为CH3COOH溶液<H2CO3溶液<HCN溶液
B.醋酸溶液加水稀释,其电离程度先增大后减小
C.NaCN溶液中通入少量CO2发生的化学反应为NaCN+CO2+H2O=HCN+NaHCO3
c(CN-)
D.稀释HCN溶液过程中,减小
c(HCN)
【答案】C
【解析】A.电离平衡常数越大,电离程度越强,酸性越强,所以酸性CH3COOH>H2CO3>HCN,则物质的
+
量浓度相同的弱酸电离的c(H):CH3COOH溶液>H2CO3溶液>HCN溶液,故A错误;
B.弱电解质的浓度越小电离程度越大,即加水稀释,电离程度一直增大,故B错误;
C.根据电离平衡常数的大小关系可知酸性H2CO3>HCN>HCO3,所以NaCN中通入少量CO2生成碳酸氢钠
和HCN,化学方程式为NaCN+CO2+H2O=HCN+NaHCO3,故C正确;
14
--
cCNKaHCNcCN
D.=,加水稀释酸性减弱,氢离子浓度减小,电离平衡常数不变,所以增大,故
cHCNcH+cHCN
D错误;
综上所述答案为C。
04课堂总结
05强化训练探究
提升
一、单选题
1.(2023秋·湖北十堰·高二统考期末)下列事实中,能说明MOH是弱碱的是
A.MOH溶液的导电能力比NaOH溶液弱
B.0.1molL1MOH溶液可以使酚酞溶液变红
1
C.常温下,0.1molL1MOH溶液中cOH0.1molL
D.等体积的0.1molL1MOH溶液与0.1molL1盐酸恰好完全反应
【答案】C
【解析】A.溶液的导电能力与离子浓度有关,未指明相同的浓度,无法依据MOH溶液的导电能力弱来说
明MOH是弱碱,A不选;
B.0.1molL1MOH溶液可以使酚酞溶液变红说明溶液为碱性,不确定碱性强弱,无法说明MOH是弱碱,
B不选;
1
C.常温下,0.1molL1MOH溶液中cOH0.1molL,即MOH不能完全电离,说明MOH是弱碱,C
选;
D.等体积的0.1molL1MOH溶液与0.1molL1盐酸恰好完全反应是由于一元酸与一元碱的物质的量相等,
不能说明MOH是弱碱,D不选;
15
故选:C。
2.(2022秋·北京丰台·高二统考期末)在常温下,有关下列4种溶液的叙述不.正.确.的是
编号①②③④
溶液醋酸盐酸氨水氢氧化钠溶液
pH331111
A.4种溶液中由水电离出的cH均为11011molL1
B.等体积的溶液①和②分别与足量锌充分反应,溶液①产生氢气更多
C.将溶液②、③等体积混合,所得溶液中:cClcNH4cHcOH
D.将amL溶液②与bmL溶液④混合后,若所得溶液的pH4,则a:b11:9
【答案】C
【解析】A.酸溶液中氢氧根离子来自水的电离,碱溶液中氢离子来自水的电离,由pH可知四种溶液中水
电离的cH均为11011molL1,故A正确;
B.等pH值得强酸和弱酸,弱酸因不完全电离,因此弱酸浓度大于强酸,等体积时,醋酸的物质的量大于
盐酸,与足量锌反应生成的氢气醋酸多,故B正确;
C.氨水是弱碱不完全电离,pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合后,氨水过量有剩余,混合后溶液呈
碱性,则cNH4cClcOHcH,故C错误;
D.将amL溶液②与bmL溶液④混合后,若所得溶液的pH4,则混合后
3333
1.010a10L-1.010b10L
cH=1.0104,a:b11:9,故D正确;
a103Lb103L
故选:C。
3.(2022秋·北京顺义·高二牛栏山一中校考期中)现有常温下体积均为10mL、pH=3的两种溶液:①盐酸
溶液②醋酸溶液,下列说法中,不正确的是
A.加水稀释至1L,溶液的pH:①<②
B.溶液中溶质的物质的量浓度:①<②
C.溶液中酸根离子的物质的量浓度:①=②
D.分别加入等浓度NaOH溶液至中性,消耗NaOH的量:①<②
【答案】A
【解析】A.盐酸为强酸、醋酸为弱酸,pH=3的两种溶液稀释相同的倍数,醋酸会继续电离出更多的氢离
子,导致酸性强于盐酸,故①>②,故A错误;
B.pH=3的两种溶液,醋酸的浓度要远大于盐酸,故B正确;
+--+--
C.根据电荷守恒,盐酸中c(H)=c(OH)+c(Cl),醋酸中c(H)=c(OH)+c(CH3COO),由于pH相同,则盐酸中
16
+-+---
c(H)、c(OH)与醋酸中c(H)、c(OH)相同,故c(Cl)=c(CH3COO),故C正确;
D.醋酸的浓度要远大于盐酸,分别加入等浓度NaOH溶液至中性,消耗NaOH的量:①<②,故D正确;
故选A。
4.(2022秋·湖南·高二校联考阶段练习)下列事实能证明HA是弱酸的是
①0.1molL1HA溶液中通入HCl,c(A))减小
1
②常温下,0.1molL1HA溶液中cH0.1molL
③0.1molL1HA溶液可以使石蕊溶液变红
11
④相同温度下,0.1molLHA溶液的导电能力比0.1molLH2SO4溶液弱
A.①②B.①③C.②④D.③④
【答案】A
【解析】①若HA是弱酸,通入HCl会使溶液中的氢离子浓度增大,电离平衡左移,溶液中A—离子浓度减
小,则0.1mol/LHA溶液中通入HCl,A—两者浓度减小说明HA是弱酸,故正确;
②若HA是弱酸,在溶液中部分电离,0.1mol/LHA溶液中氢离子浓度小于0.1mol/L,则0.1mol/LHA溶液
中氢离子浓度小于0.1mol/L说明HA是弱酸,故正确;
③0.1mol/LHA溶液使石蕊溶液变红只能说明溶液显酸性,不能证明HA是弱酸,故错误;
④硫酸是二元强酸,即使HA是一元强酸,在相同温度下,0.1mol/LHA溶液中的离子浓度也小于0.1mol/L
稀硫酸,导电性弱于0.1mol/L稀硫酸,所以0.1mol/LHA溶液导电性弱于0.1mol/L稀硫酸不能证明HA是
弱酸,故错误;
①②正确,故选A。
5.(2022秋·贵州)有关电离平衡的理解不正确的是
A.弱电解质的溶液中存在电离平衡,强电解质的溶液中一定不存在电离平衡
B.电离平衡状态下溶液中各粒子的物质的量浓度和质量分数均保持不变
C.电离平衡是动态平衡。
D.改变条件时,电离平衡会发生移动,在新的条件下建立新的平衡
【答案】A
【解析】A.弱电解质的溶液中存在电离平衡,如醋酸溶液中,存在电离平衡:CH3COOHHCH3COO、
H2OHOH,同样地,在强电解质溶液中,如碳酸氢钠属于强电解质,在其溶液中存在电离平衡:
2
HCO3HCO3、H2OHOH,故A错误;
B.电离平衡与化学平衡状态类似,在一定条件下,达到电离平衡时,溶液中各粒子的物质的量浓度和质量
分数均保持不变,故B正确;
C.电离平衡与化学平衡一样符合平衡的相关特征,属于动态平衡,故C正确;
D.与化学平衡类似,改变条件,电离平衡会发生移动,在新的条件下建立新的平衡,故D正确;
故选A。
17
6.(2022秋·山西晋中)下列各组物质,按强电解质、弱电解质、非电解质的顺序排列的是
A.NaOH、NaCl、SO2溶液B.BaSO4、SO3、CuSO4晶体
C.NaCl、H2S、CO2D.SO3、AgCl、NH3·H2O
【答案】C
【解析】A.NaCl属于强电解质,SO2溶液是混合物,不是化合物,不属于电解质,A不
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