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文档简介
0第九章
水溶液中的离子反应与平衡第1讲
弱电解质的电离平衡1.认识强电解质和弱电解质的概念。2.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡,理解弱电解质在水中电离平衡的建立及影响因素。3.理解电离平衡常数的含义,掌握电离常数的应用并能进行相关的计算。考点一01课时作业05目录CONTENTS考点二02真题演练04核心素养03考点一弱电解质的电离平衡1.强电解质和弱电解质(1)定义与物质类别全部强酸强碱部分弱酸弱碱
(2)电离方程式的书写——“强等号,弱可逆,多元弱酸分步离”①强电解质,如H2SO4:_________________________。②弱电解质a.一元弱酸,如CH3COOH:______________________________。b.多元弱酸,分步电离,分步书写,如H2CO3:_______________________、_______________________。注意:第一步的电离程度远大于第二步的电离程度。c.多元弱碱,分步电离,一步书写,如Fe(OH)3:_______________________。③酸式盐a.强酸的酸式盐,如NaHSO4在水溶液中:__________________________;熔融时:______________________。b.弱酸的酸式盐:“强中有弱”,如NaHCO3:_______________________、______________________。2.弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立在一定条件下,当_________________________的速率和___________________的速率________时,电离过程就达到平衡。弱电解质分子电离成离子离子结合成分子相等(2)电离平衡的建立与特征①开始时,v(电离)________,而v(结合)为________。②平衡的建立过程中,v(电离)________v(结合)。③当v(电离)________v(结合)时,电离过程达到平衡状态。=≠最大0>=弱电解质本身的性质吸热增大减小电离方向电离方向生成弱电解质分子电离改变条件移动方向n(H+)c(H+)c(CH3COO-)电离程度升温___________________________________浓度加水稀释__________________________________加冰醋酸__________________________________同离子效应加固体醋酸钠__________________________________通入HCl气体__________________________________加入与弱电解质电离出的离子反应的物质加固体氢氧化钠__________________________________加入镁粉__________________________________向右增大增大增大增大向右增大减小减小增大向右增大增大增大减小向左减小减小增大减小向左增大增大减小减小向右减小减小增大增大向右减小减小增大增大错因:______________________________________________________________________________________________________________________________________(2)AgCl的水溶液不导电,CH3COOH的水溶液能导电,故AgCl是弱电解质,CH3COOH是强电解质。()错因:______________________________________________________________×NH3·H2O电离出的c(OH-)始终等于c(NH),并不能表明NH3·H2O的电离处于平衡状态。×溶液导电性强弱不是电解质强弱的判断标准。(3)常温下,由0.1mol·L-1一元碱BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH===B++OH-。()错因:______________________________________________________________________________________________________________________________________(4)向氨水中加入少量NH4Cl固体,会使溶液的pH减小。()(5)强电解质都是离子化合物。()错因:______________________________________________________________(6)电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大。()错因:______________________________________________________________________________________________________________________________________×√许多共价化合物如强酸、氯化铝等都是强电解质。×0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释,醋酸分子浓度、醋酸根离子浓度、氢离子浓度均减小。×题组一分析与研判弱电解质1.下列操作能证明HF是弱电解质的是(
)A.用氢氟酸在玻璃上刻字B.用氢氟酸做导电性试验,灯泡很暗C.在0.1mol/L的HF溶液中加水,测得c(OH-)增大D.常温下,在10mLpH=2的HF溶液中加入10mL0.01mol/LNaOH溶液,混合溶液呈酸性解析:用氢氟酸在玻璃上刻字,是因为HF能与玻璃中的二氧化硅反应,不能证明HF是弱电解质;用氢氟酸做导电性试验,灯泡很暗,没有指明浓度,没有与强酸对比,不能说明它是否全部电离;不论是强酸还是弱酸,在0.1mol/L的酸溶液中加水,c(OH-)均增大。2.下列说法不能用来判断CH3COOH是一种弱酸的是(
)A.向pH=3的HCl溶液中加入CH3COONa固体,溶液pH增大B.pH相同的盐酸和CH3COOH溶液,取相同体积分别用标准NaOH溶液滴定测其浓度,CH3COOH溶液消耗的NaOH溶液的体积较大C.0.1mol·L-1CH3COOH溶液的pH>1D.相同物质的量浓度、相同体积的CH3COOH溶液和盐酸分别与足量的活泼金属反应,消耗金属的量相同解析:相同浓度和体积的两溶液中溶质的物质的量相同,消耗的金属的量相同,不能说明二者的酸性强弱。思维建模
判断弱电解质的三个思维角度角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离,如0.1mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1。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pH=1的CH3COOH溶液加水稀释10倍后,1<pH<2。角度三:弱电解质形成的盐能水解,如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个实验:(1)配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞溶液,溶液变为浅红色。(2)常温下,用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液点在pH试纸上,pH>7。考点二电离平衡常数1.电离平衡常数(1)概念在一定条件下,弱电解质达到电离平衡时,溶液中_____________________________________________________________________________是一个常数,该常数叫做电离平衡常数,简称_____________,用K表示(弱酸的电离平衡常数用Ka表示,弱碱的电离平衡常数用Kb表示)。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电离常数>
(3)影响因素①内因(决定因素):弱电解质______________。②外因:电离平衡常数只受温度影响,随温度升高而________,因为电离过程是________的;与溶液的浓度无关。(4)意义相同条件下,K值越大,表示该弱电解质越________电离,其酸性或碱性相对越________。例如,在25℃时,Ka(HNO2)=4.6×10-4,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,因而HNO2的酸性比CH3COOH的强。本身的性质增大吸热易强(5)应用①判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越大,酸性(或碱性)越________。②判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,电离常数越大,对应的盐水解程度越________,盐溶液的酸性(或碱性)越________。③判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。强小弱减小不变增大温度升高温度,电离平衡向_______移动,电离度_______;降低温度,电离平衡向_______移动,电离度_______浓度当弱电解质溶液浓度增大时,电离度_______;当弱电解质溶液浓度减小时,电离度_______(3)影响因素(4)意义:衡量弱电解质的电离程度,在相同条件(浓度、温度相同)下,不同弱电解质的电离度越大,弱电解质的电离程度越大。右增大左减小减小增大判断正误。正确的打“√”,错误的打“×”并指明错因。(1)不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数(K)不同。()错因:______________________________________________________________(2)电离平衡右移,电离平衡常数不一定增大。()(3)电离常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大。()错因:______________________________________________________________×√对于同一弱电解质,K仅受温度影响,与浓度无关。×溶液中的c(H+)还与酸溶液浓度有关。错因:______________________________________________________________________________________________________________________________________(5)同一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大。()错因:______________________________________________________________________________________________________________________________________××
相同温度下,同一弱电解质的电离常数相同,而溶液的浓度越小电离度越大。题组一理解与运用电离平衡常数1.已知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+NaNO2;NaCN+HF===HCN+NaF;NaNO2+HF===HNO2+NaF,由此可判断下列叙述不正确的是(
)A.Ka(HF)=7.2×10-4B.Ka(HNO2)=4.9×10-10C.根据其中两个反应即可得出三种酸的强弱关系D.Ka(HCN)<Ka(HNO2)<Ka(HF)2.相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是(
)A.三种酸的强弱关系:HX>HY>HZB.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生C.相同温度下,0.1mol·L-1的NaX、NaY、NaZ溶液,NaZ溶液pH最大D.相同温度下,1mol·L-1HX溶液的电离常数大于0.1mol·L-1HX溶液的电离常数酸HXHYHZ电离常数Ka9×10-79×10-61×10-2中4.2×10-710-1.210-4.21000
核心素养科学探究与创新意识——强酸(碱)与弱酸(碱)的比较通过对强酸(碱)与弱酸(碱)的性质比较进行总结,加强对强、弱电解质概念的理解,提高理论联系实际的能力。弱电解质与强电解质的根本区别在于弱电解质不完全电离,存在电离平衡。1.判断强、弱电解质的实验设计实验设计思路:以判断室温下某酸(HA)是否为弱酸为例实验方法结论①测0.01mol·L-1HA溶液的pHpH=2,HA为强酸
pH>2,HA为弱酸②测NaA溶液的pHpH=7,HA为强酸
pH>7,HA为弱酸③相同条件下,测相同浓度的HA溶液和HCl溶液的导电能力若HA溶液的导电能力比HCl溶液的弱,则HA为弱酸④测相同pH的HA溶液与盐酸稀释相同倍数前后的pH变化若HA溶液的pH变化较小,则HA为弱酸⑤测等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与足量锌反应产生H2的快慢及H2的量若HA溶液反应过程中产生H2较快且最终产生H2的量较多,则HA为弱酸⑥测等体积、等pH的HA溶液和盐酸中和等浓度碱所需碱的量若HA溶液耗碱量大,则HA为弱酸2.两方面突破一元强酸与一元弱酸的比较(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较比较项目c(H+)pH中和碱的能力与活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率盐酸大小相同相同大醋酸溶液小大小(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较注意:一元强碱与一元弱碱的比较规律与以上类似。比较项目c(H+)c(酸)中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率盐酸相同小小少相同醋酸溶液大大多3.图像法理解强酸、弱酸的稀释规律(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多4.一元弱酸和一元强酸与金属的反应(以盐酸和醋酸为例)图像实验操作图像同体积、同浓度的盐酸和醋酸溶液分别与足量Zn反应同体积、同pH的盐酸和醋酸溶液分别与足量Zn反应1.(2025·河源高三期末)某温度下,将pH和体积均相同的HCl和CH3COOH溶液分别加水稀释,pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是(
)A.稀释前溶液中溶质的浓度:c(HCl)>c(CH3COOH)B.溶液中水的电离程度:b点<c点C.从b点到d点,溶液中c(H+)·c(OH-)逐渐增大D.在d点和e点均存在:c(H+)<c(酸根阴离子)解析:稀释前两溶液的pH相等,由于CH3COOH部分电离,因此稀释前溶液中溶质的浓度:c(CH3COOH)>c(HCl),故A错误;b点pH小于c点pH,说明c点酸性弱,对水的电离抑制程度小,水的电离程度大,因此溶液中水的电离程度:b点<c点,故B正确;从b点到d点,由于温度不变,因此溶液中c(H+)·c(OH-)不变,故C错误;在d点和e点均存在电荷守恒:c(H+)=c(酸根阴离子)+c(OH-),因此存在:c(酸根阴离子)<c(H+),故D错误。3.在一定温度下,有a.盐酸,b.硫酸,c.醋酸三种酸(用a、b、c填空)。(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是________。(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和同物质的量浓度的NaOH溶液的能力由大到小的顺序是________。(3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是________。(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是________。b>a>cb>a=cc>a>bc>a=b(5)当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,则开始瞬间反应速率的大小关系为___________,若产生相同体积的H2(相同状况),反应所需时间的长短关系是__________。(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是________。a=b=ca=b>cc>a=b4.为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质,常温下,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验:0.010mol·L-1氨水、NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。(1)甲用pH试纸测出0.010mol·L-1氨水的pH为10,则认定NH3·H2O是弱电解质,你认为这一方法________(填“正确”或“不正确”),理由是___________________________________________________________________________。(2)乙取出10mL0.010mol·L-1氨水,用pH试纸测出其pH=a,然后用蒸馏水稀释至1000mL,再用pH试纸测出其pH=b,若要确认NH3·H2O是弱电解质,则a、b应满足的关系为_____________(用等式或不等式表示)。正确若是强电解质,则0.010mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.010mol·L-1,pH=12a-2<b<a(3)丙取出10mL0.010mol·L-1氨水,滴入2滴酚酞溶液,显粉红色,再加入少量NH4Cl晶体,颜色变________(填“深”或“浅”)。你认为这一方法________(填“能”或“不能”)证明NH3·H2O是弱电解质,原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。浅能真题演练2.(2024·海南卷改编)H2S在生态系统的硫循环中不可或缺。298K,101kPa时,水溶液中-2价S不同形态的分布分数如图所示,下列说法正确的是(
)A.线a表示HS-的分布分数B.298K时,H2S的pKa2约为7.0C.1.0L1mol·L-1的NaOH溶液吸收H2S(g)的量大于1molD.可以向燃气中掺入微量H2S(g)以示警燃气泄漏已知:该溶剂本身不电离,钾盐在该溶剂中完全电离。(1)Ka(HA)=____________(结果保留两位有效数字)。(2)在该溶剂中,Ka(HB)________Ka(HA);Ka(HB)________Ka(HIn)。(填“>”“<”或“=”)4.0×10-21>>
课时作业[建议用时:40分钟]2.已知室温时,0.1mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是(
)A.该溶液的pH=4B.升高温度,溶液的pH增大C.此酸的电离常数约为1×10-7D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍解析:AlCl3是强电解质,溶于水完全电离,故A错误;无水氯化铝易升华,熔融状态HgCl2不导电说明二者都是共价化合物,故B错误;HgCl2的水溶液导电能力很弱,不能说明其难溶于水,故C错误。
9.(2025·张家口高三月考)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液中c(H+)变化如图所示,下列说法不正确的是(
)A.a、b、c三点对应溶液的导电能力:c<a<bB.a、b、c三点对应溶液中,CH3COOH的电离程度最大的是bC.若使b点对应的溶液中c(CH3COO-)增大、c(H+)减小,可采用加入NaOH固体的方法D.a、b、c三点对应溶液的电离常数相等解析:c(H+):c<a<b,故导电能力:c<a<b;加水越多,越利于CH3COOH电离,故电离程度:c>b>a;加入NaOH固体,中和H+,c(H+)减小,CH3COOH电离平衡右移,c(CH3COO-)增大;a、b、c三点温度相同,故电离常数相同。10.下列说法正确的是(
)A.为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可通过在常温下测NaHA溶液的pH,若pH>7,则H2A一定是弱酸B.用NaOH标准溶液滴定CH3COOH溶液至中性时,CH3COOH溶液恰好被中和C.向冰醋酸中不断加水,溶液的pH不断增大D.25℃和40℃时,0.1mol·L-1的氨水的pH不相等,而25℃和40℃时,0.1mol·L-1的氢氧化钠
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