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江西鹰潭一中2013届高考化学复习课件:第十章 第1讲 弱电解质的电离平衡


第十章
第1讲

水溶液中的离子平衡
弱电解质的电离平衡

基础盘点
一、强、弱电解质 1.概念与分类

电解质

强酸、强碱、 (全部 电离) 强电解质,包括:____________ 活泼金属的氧化物、大多数盐 ________________________等 在水溶液里
(部分电离) 弱电解质,包括: 弱酸、弱碱、水 等

2.常见酸、碱举例 (1)常见的强酸、弱酸
元素 C ⅣA Si
ⅤA ⅥA ⅦA N P S F Cl HCl、HClO4 ___________

强酸

弱酸 H2CO3、CH3COOH __________________ H2SiO3、H4SiO4 __________________
HNO2 ________

HNO3 _______

H3PO4 ________(中强酸)
H2SO4 _________ H2S、H2SO3 __________ HF ____ HClO _______

(2)常见的强碱、弱碱

Ca(OH)2 外, 除四大强碱 NaOH 、 KOH 、Ba(OH)2、
一般属于弱碱。 3.电离方程式的书写 (1)强电解质:如 H2SO4 的电离方程式为

H2SO4===2H +SO2 ________________________。 4
(2)弱电解质 ①多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远远大于第二 步,如 H2CO3 的电离方程式: + 2 + - HCO-? ? H +CO3- 3 ____________________, H2CO3? ? H +HCO3 式: Fe(OH)3??Fe3++3OH- 。 。





②多元弱碱电离方程式一步写成,如 Fe(OH)3 电离方程

(3)酸式盐 ①强酸的酸式盐。如:NaHSO4===Na++H++SO2-。 4
- ②弱酸的酸式盐。如:NaHCO3===Na++HCO3 , + HCO-? ? H +CO2-。 3 3

二、弱电解质的电离平衡 1.电离平衡的建立 在一定条件(如温度、浓度等)下, 当弱电解质分子电离成离子的速率和离 子结合成弱电解质分子的速率相等时, 电离过程就达到平衡。平衡建立过程如 图所示。

2.电离平衡的特征

弱电解质分子电离的速率=离子结合成弱 电解质分子的速率 浓度

保持不变

3.外界条件对电离平衡的影响
+ 以弱电解质AB的电离为例:AB? ? A +B-

增大 减小 ____温度、加水稀释、____c(AB)、____c(A+)或c(B-) 升高 ————————————————————————→ 平衡右移 降低 增大 ____温度、____c(A+)或c(B-) ―—————————————― 平衡左移

三、电离平衡常数 1.表达式

c(H+)· -) c(A + c(HA) HA? ? H +A-,平衡常数 K=
(1)对于一元弱酸 HA: (2)对于一元弱碱 BOH: 2.特点



c(B+)· c(OH-) + c(BOH) 。 BOH? ? B +OH-,平衡常数 K=
(1)电离平衡常数只与温度有关,升温,K 值 增大 。 (2)多元弱酸的各级电离平衡常数的大小关系是 K1?K2?K3 , 故其酸性取决于第一步。 3.意义 K越大 ―→ 越易电离 ―→ 酸(碱)性越强

考点精讲
考点一 外界条件对电离平衡的影响
- +

以 CH3COOH? ? CHCOO +H 3

ΔH>0 为例:

平衡 电离 c(CH3- c(CH3改变 导电 Ka 移动 n(H+) c(H+) 程度 -) COOH) COO 条件 能力 (α) 方向 加水 向右 稀释 加入 少量 向右 冰醋 酸

增大

减小

减小

减小

增大 减弱

不 变 不 变

增大

增大

增大

增大

减小 增强

通入HCl(g) 加入 NaOH(s) 加入 CH3COONa(s) 加入镁粉 升高温度

向 左 向 右 向 左 向 右 向 右

增 大 减 小 减 小 减 小 增 大

增 大 减 小 减 小 减 小 增 大

减 小 增 大 增 大 增 大 增 大

增 大 减 小 增 大 减 小 减 小

减 小 增 大 减 小 增 大 增 大

增 强 增 强 增 强 增 强 增 强

不 变 不 变 不 变 不 变 增 大

特别关注 化学平衡的所有原理均适用于电离平衡,电 离平衡也是一种动态平衡,改变影响平衡的条件,电离 平衡也会发生移动。

例 1 稀氨水中存在着下列平衡:NH3· 2O? ? NH +OH ,若 H 4 要使平衡向逆反应方向移动,同时使 c(OH-)增大,应加入适 量的物质是 ( C ) A.NH4Cl 固体 B.硫酸 C.NaOH 固体 D.水 E.加热 解析 若在氨水中加入 NH4Cl 固体,c(NH+)增大,平衡向逆 4





反应方向移动,c(OH )减小,A 选项不合题意;硫酸中的 H





与 OH-反应,使 c(OH-)减小,平衡向正反应方向移动,B 选 项不合题意;当在氨水中加入 NaOH 固体后,c(OH-)增大,平 衡向逆反应方向移动,符合题意,C 项正确;若在氨水中加入 水,稀释溶液,平衡向正反应方向移动,但 c(OH-)减小,D 选项也不合题意;电离属吸热过程,加热平衡向正反应方向移 动,c(OH-)增大,E 错。

规律方法

电离平衡也是一种动态平衡,

当溶液的温度、浓度以及离子浓度改变时,电 离平衡都会发生移动,符合勒夏特列原理,其 规律是: ①浓度:浓度越大,电离程度越小。在稀 释溶液时,电离平衡向右移动,而离子浓度一 般会减小。 ②温度:温度越高,电离程度越大。因电 离是吸热过程,升温时平衡向右移动。

③同离子效应。如向醋酸溶液中加入醋酸钠 晶体,增大了 CH3COO-的浓度,平衡左移,电 离程度减小;加入稀盐酸,平衡也会左移。 ④能反应的物质。如向醋酸溶液中加入锌或 NaOH 溶液,平衡右移,电离程度增大。

即时巩固 1 在 0.1 mol/L CH3COOH 溶液中存在 如下电离平衡:CH3COOH? ? CHCOO-+H+,对 3 于该平衡下列叙述正确的是 A.加入水时,平衡逆向移动 B.加入少量 NaOH 固体,平衡正向移动 C.加入少量 0.1 mol/L 盐酸,溶液中 c(H+)减小 D.加入少量 CH3COONa 固体,平衡正向移动 ( )

解析 根据勒夏特列原理,改变影响平衡的一个条件,平衡 会向着能够减弱这种改变的方向移动,但平衡的移动不能完全消 除这种改变。A 选项中加入水时,c(CH3COO-)和 c(H+)均减小, 平衡向其浓度增大的方向(也就是正方向)移动;B 选项加入的少 量 NaOH 与 H 反应,c(H )变小,平衡正向移动;C 选项中加入 盐酸时 c(H+)变大, 平衡向其减小(也就是逆方向)的方向移动, 但 最终 c(H+)比未加盐酸前还要大;D 选项加入 CH3COONa 固体, c(CH3COO-)增大,导致平衡逆向移动。 答案 B
+ +

考点二

比较思想——电解质强弱的判断与比较

1.判断电解质强弱的方法 (1)在相同浓度、相同温度下,与强电解质做导电性 对比实验。 (2)在相同浓度、 相同温度下, 比较反应速率的快慢, 如将锌粒投入到等浓度的盐酸和醋酸中,前者比后者 快,说明醋酸是弱电解质。

(3)浓度与 pH 的关系。如 0.1 mol/L CH3COOH,其 pH>1,则可证明 CH3COOH 是弱电解质。 (4)测定对应盐的酸碱性。如 CH3COONa 溶液呈碱 性,则证明醋酸是弱酸。 (5)稀释前后 pH 与稀释倍数的对应关系。如将 pH =2 的酸溶液稀释 1 000 倍,若 pH 小于 5,则证明酸是 弱酸;若 pH 为 5,则证明酸是强酸。

(6)采用实验证明存在电离平衡。 如氨水中滴入 酚酞试液变红,再加 NH4Cl,颜色变浅。 (7)利用较强酸(碱)制备较弱酸(碱)判断电解质 强弱。如将 CO2 通入苯酚钠溶液中,出现浑浊。说 明酸性:H2CO3> OH。

(8)利用元素周期律进行判断。如非金属性 Cl >S>P>Si,则对应最高价含氧酸酸性 HClO4> H2SO4 >H3PO4 >H2SiO3(最高价氧化物对应水化 物 ) ; 金 属 性 Na > Mg > Al , 则 碱 性 NaOH > Mg(OH)2>Al(OH)3。

2.一元强酸与一元弱酸的比较 (1)相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸(如盐酸) 与一元弱酸(如醋酸)的比较



比较项目
c(H+) pH

一元强酸 大 小

一元弱酸 小 大

中和碱的能力
与活泼金属 产生H2的量 开始与金属反 应的速率 快

相同
相同 慢

(2)相同 pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较

酸 比较项目 c(H+)

一元强酸 相同

一元弱酸

c(酸)
中和碱的能力 与活泼金属 产生H2的量 开始与金属反 应的速率

小 小 少
相同

大 大 多

例 2 (2010· 重庆理综,13)pH=2 的两种一元酸 x 和 y, 体积均为 100 mL,稀释过程中 pH 与溶液体积的关系如图 所示。分别滴加 NaOH 溶液(c=0.1 mol/L)至 pH=7,消耗 NaOH 溶液的体积为 Vx、Vy,则 ( )

A.x 为弱酸,Vx<Vy C.y 为弱酸,Vx<Vy

B.x 为强酸,Vx>Vy D.y 为强酸,Vx>Vy

解析

由图知:将一元酸 x 和 y 分别稀释 10 倍,

pH 的变化量 ΔpHx=1,ΔpHy<1,所以 x 为强酸,而 y 为弱酸。pH=2 时弱酸 y 的浓度大,滴加 NaOH 至 pH=7 时需 NaOH 溶液的体积则 y 要比 x 大。

答案 C

规律方法 不同。

(1)强酸和弱酸稀释时,c(H+)的变化

(2)pH 相同、体积也相同的强酸和弱酸溶液分别 与 NaOH 溶液反应时,中和碱的能力不同。

即时巩固 2 (2009· 山东理综,15)某温度下,相同 pH 值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡 pH 值随溶体积变 化的曲线如下图所示。据图判断正确的是( )

A.Ⅱ为盐酸稀释时的 pH 值变化曲线 B.b 点溶液的导电性比 c 点溶液的导电性强 C.a 点 KW 的数值比 c 点 KW 的数值大 D.b 点酸的总浓度大于 a 点酸的总浓度

解析

本题考查强酸、弱酸的电离,弱电解质的电离平衡及
+ - +

其移动,H2O 的离子积相关知识。醋酸为弱酸,溶液中存在电离 平衡:CH3COOH? ? H +CH3COO ,盐酸为强酸,HCl===H + Cl - , HCl 完 全 电 离 。 盐 酸 与 醋 酸 pH 相 同 时 , 一 定 有 c(CH3COOH) > c(HCl) , 加 同 样 的 H2O 稀 释 时 , 因 为 平 衡 CH3COOH? ? CH COO +H 向右移动,使得醋酸比盐酸溶液 3 中 c(H )大,pH 小,所以图中Ⅰ为盐酸稀释时 pH 变化曲线,Ⅱ 为醋酸稀释时 pH 变化曲线,所以 A、D 均不正确;由图象可知, b 点盐酸浓度大, 点盐酸浓度小, c 所以 b 点盐酸溶液的导电性比 c 点强, 正确; B 温度一定, 水的离子积 KW 一定, 所以 C 不正确。
+ - +

答案 B

高考集训
题组一 强、弱电解质 1.(2009· 海南,6)已知室温时,0.1 mol/L 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=4 B.升高温度,溶液的 pH 增大 C.此酸的电离平衡常数约为 1×10-7 D.由 HA 电离出的 c(H )约为水电离出的 c(H )的 106 倍
+ +

)

解析

根据 HA 在水中的电离度可算出 c(H+)=0.1%×


0.1 mol/L=10-4 mol/L,所以 pH=4;因 HA 在水中有电离 平衡,升高温度促进平衡向电离的方向移动,所以 c(H )将 增大,pH 值会减小;C 选项可由平衡常数表达式算出 K= + - c(H )· ) c(A - + - =1×10 7(mol/L),所以 C 正确;c(H )=10 4 c(HA) mol/L,所以 c(H ,水电离)= 10 106 倍。 答案 B
+ -10

mol/L,前者是后者的

2.(2008· 广东,18)电导率是衡量电解质溶液导电能 力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应 的 终 点 。 下 图 是 用 KOH 溶 液 分 别 滴 定 HCl 溶 液 和 CH3COOH 溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正 确表示用 NH3· 2O 溶液滴定 HCl 和 CH3COOH 混合溶液 H 的滴定曲线的是 ( )

解析

HCl 为强电解质,CH3COOH 为弱电解质,

滴加的 NH3· 2O 先与 HCl 反应,生成同样为强电解质 H 的 NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导 率下降,故 B、C 项错; 当 HCl 被中和完后,NH3· 2O 继续与 CH3COOH 弱电 H 解质反应,生成强电解质 CH3COONH4,所以电导率 增大; HCl 和 CH3COOH 均反应完后,继续滴加 NH3· 2O, H 电导率变化不大, 但因溶液被稀释, 电导率有下降趋势, 故 A 项错,D 项正确。 答案 D

3.(2008· 北京理综,11)下列叙述正确的是 (
2 c(SO4-)>c(NH+) 4

)

A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液 pH=7 时, B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为 c1 和 c2,pH 分 别为 a 和 a+1,则 c1=10c2 C.pH=11 的 NaOH 溶液与 pH=3 的醋酸溶液等体积 混合,滴入石蕊溶液呈红色 D.向 0.1 mol/L 的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液 c(OH-) 中 增大 c(NH3· 2O) H

解析

A 项, 由电荷守恒知 c(H+)+c(NH+)=2c(SO2-) 4 4

+c(OH-), pH=7, +)=c(OH-), 2c(SO2-)=c(NH+), c(H 故 4 4
2 c(SO4-)<c(NH+);B 项,醋酸越浓,电离程度越小,当 c1 4

=10c2 时,前者溶液中 H 浓度达不到后者溶液中 H 浓度 的 10 倍,pH 相差不到 1;C 项,醋酸远远过量;D 项, c(OH-) 加入(NH4)2SO4 固体, 抑制 NH3· 2O 的电离, H 则 c(NH3· 2O) H 减小。 答案 C





4.(2010· 全国理综Ⅱ,9)相同体积、相同 pH 的 某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足 量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t) 变化的示意图正确的是 ( )

解析 强酸完全电离,中强酸部分电离,随着反应 地进行,中强酸要继续电离出 H+,所以溶液②产生氢 气的体积多,在相同时间内,②的反应速率比①快。 答案 C

题组二

弱电解质的电离平衡

5.判断正误 (1)0.1 mol/L CH3COOH 溶液的 pH>1, (原因是)CH3COOH? ? CH3COO +H
- +

(√ ) (2010· 北京理综-10A)

解析 因 CH3COOH 是弱酸,不能完全电离。

(2)由 0.1 mol/L 一元碱 BOH 溶液的 pH=10,可推知 BOH 溶液存在 BOH===B++OH- 解析 (×) (2010· 福建理综-10C)

0.1 mol/L BOH 溶液的 pH=10,说明 BOH 为

弱碱,弱碱不能完全电离,存在电离平衡。

(3)醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中 电离的程度 (×) (2010· 全国理综Ⅱ-8C)

解析

醋酸可发生电离:CH3COOH? ? CHCOO + 3



H+,而醋酸钠提供大量的 CH3COO-,从而导致上述可逆 反应向逆反应方向移动,醋酸电离程度减弱。

(4)某醋酸溶液的 pH=a, 将此溶液稀释 1 倍后, 溶 液的 pH=b,则 a>b (× ) (2010· 全国理综Ⅰ-9A)

解析 增大。

对酸溶液进行稀释,氢离子浓度降低,pH

6.[2010· 广东理综-13(3)]H3BO3 溶液中存在如下 反应:H3BO3(aq)+H2O(l)? ? [B(OH)4] (aq)+H (aq) 已知 0.70 mol/L H3BO3 溶液中,上述反应于 298 K 达到 平衡时,c c
起始 平衡 - +

(H )=2.0× 10



-5

mol/L,c

平衡

(H3BO3)≈

(H3BO3),水的电离可忽略不计,求此温度下该反应

的平衡常数 K(H2O 的平衡浓度不列入 K 的表达式中,计 算结果保留两位有效数字)。

答案 因为水的电离可忽略,则
- c [B(OH)4] =c 平衡(H+)=2.0×10-5 mol/L,因此 - + c平衡 [B(OH)4] ·平衡(H ) c K= c平衡(H3BO3) - - 2.0×10 5 mol/L×2.0×10 5 mol/L = 0.70 mol/L - ≈5.7×10 10 mol/L(也可不带单位)。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 平衡? ? ? ? ? ? ?


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