1、第第 2 节节 弱电解质的电离弱电解质的电离 盐类的水解盐类的水解 第第 1 课时课时 弱电解质的电离平衡弱电解质的电离平衡 学业要求 素养对接 1.认识弱电解质在水溶液中存在电离平 衡，了解电离平衡常数的含义。 2.体会电离平衡相关的应用知识，体会 化学知识在人类生产、生活中的应用。 1.平衡思想：弱电解质在溶液中存在平 衡。 2.社会责任：平衡知识在生活、生产中 的应用。 知 识 梳 理 知识点一、弱电解质的电离平衡 1.电离平衡的定义 在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结 合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程就达到了电离平衡状态。 2.电离平衡的建立
2、 (1)va表示醋酸分子电离成离子的速率； vb表示离子结合成醋酸分子的速率。 (2)在时间由 t0到 t1过程中，va的变化是不断减小，vb的变化是不断增大。 (3)当时间达 t1后，va与 vb的关系是 vavb0，此时醋酸达到电离平衡状态。 3.电离平衡的特征 4.影响因素 (1)内因：主要由弱电解质本身的性质决定的。 (2)外因： (以0.1 mol L 1的CH 3COOH溶液为例， CH3COOH H CH 3COO ) 改变条件 平衡移 动方向 n(H ) H CH3COOH CH3COO 电离 程度 升温 向右 增大 增大 减小 增大 增大 加水稀释 向右 增大 减小 减小 减
3、小 增大 加冰醋酸 向右 增大 增大 增大 增大 减小 通入 HCl(g) 向左 增大 增大 增大 减小 减小 加 NaOH(s) 向右 减小 减小 减小 增大 增大 加 CH3COONa(s) 向左 减小 减小 增大 增大 减小 知识点二、电离平衡常数 1.概念：在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的 乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比。 2.表达式 (1)弱酸 CH3COOH 的电离平衡常数表达式为 KaCH 3COO H CH3COOH 。 (2)弱碱 NH3 H2O 电离平衡常数表达式为 KbOH NH 4 NH3 H2O 。 3.意义：在相同的温度下，弱酸(碱
4、)的电离平衡常数越大，弱酸(碱)的酸性(碱性) 越强。如：氢氟酸、醋酸、氢氰酸(HCN)在室温下的电离常数分别为 Ka(HF) 6.810 4 mol L1，K a(CH3COOH)1.710 5 mol L1，K a(HCN)6.210 10 mol L 1 ， Ka的 数 值 表 明 ， 这 三 种 酸 的 酸 性 由 强 到 弱 的 顺 序 是 ： HFCH3COOHHCN。 4.影响因素：电离平衡常数只与温度有关，与浓度无关，升高温度，电离平衡常 数增大。 5.多元弱酸的电离是分步进行的，多元弱酸的各级电离常数逐级减小且一般相差 很大。 自 我 检 测 1.判断正误，正确的打“”，错误
5、的打“” (1)0.1 mol L 1CH 3COOH 溶液的 pH1，原因是 CH3COOH H CH 3COO () (2)常温下，由 0.1 mol L 1 一元碱 BOH 溶液的 pH10，可推知 BOH 溶液存在 BOH=B OH() 解析 0.1 mol L 1 的一元碱的 pH10 表明该一元碱是弱碱，在溶液中不能完 全电离。 (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() (4)醋酸浓度越大，其电离程度越大() (5)稀醋酸溶液稀释时，醋酸电离平衡向右移动，溶液中所有离子浓度都减小() (6)常温下，将 pH3 的醋酸溶液稀释到原体积的 10 倍后，溶液的 pH4
6、() 2.下列说法正确的是( ) A.弱酸电离平衡向右移动，其电离平衡常数一定增大 B.相同温度下，不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数不同 C.相同温度下，电离平衡常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱 D.在相同温度下，弱电解质的电离平衡常数越大，则其溶液中的离子浓度越大 解析 A 不正确，若温度不变，弱酸电离平衡向右移动，其电离平衡常数不变， 若升高温度，弱酸电离平衡向右移动，则其电离平衡常数增大；B 不正确，电离 平衡常数只与温度有关，相同温度下，电离平衡常数与弱电解质的浓度无关；C 正确，相同温度下，电离平衡常数越小，未电离的弱电解质越多，表示弱电解质 的电离能力越弱；D 不正确，溶
7、液中的离子浓度不仅与电离平衡常数有关，也与 弱电解质的浓度有关。 答案 C 3.对 0.1 mol L 1 氨水改变条件如下：升温 加水稀释 加少量 NaOH(s) 通少量 HCl(g) 加少量 NH4Cl(s) (1)使电离平衡向右移动的是 _ 。 (2)使 pH 增大的是_。 (3)使电离平衡常数增大的是_。 (4)使NH 4增大的是_。 答案 (1) (2) (3) (4) 学习任务一、外界条件对电离平衡的影响 【合作交流】 1.弱电解质电离是吸热还是放热过程？ 提示 吸热过程。 2.增大弱电解质的浓度，电离平衡如何移动？其电离程度如何改变？ 提示 正向移动。电离程度减小。 【名师点拨】
8、 当外界条件发生改变时，弱电解质的电离平衡会被破坏，平衡的移动会导致其电 离程度、平衡体系中各微粒的浓度发生变化，但变化的情况需运用勒 夏特列原 理来具体分析。 1.以 0.1 mol L 1 的 CH3COOH 溶液为例(CH3COOHH CH 3COO )，当 改变条件时，其平衡移动方向、Ka、n(H )、导电性等的变化如下表所示。 平衡移 动方向 Ka n(H ) H 导电性 电离度 加水稀释 右移 不变 增大 减小 减弱 增大 加冰醋酸 右移 不变 增大 增大 增强 减小 升温 右移 增大 增大 增大 增强 增大 加 CH3COONa 左移 不变 减小 减小 增强 减小 加 NaOH
9、右移 不变 减小 减小 增强 增大 (1)电离过程需吸收能量，所以升高温度，电离平衡正向移动；加水稀释，电离 平衡向电离方向移动，由于溶液体积增大，故溶液中离子总浓度减小，导电能力 减弱， 但对较浓溶液加水稀释或对纯电解质加水稀释，溶液的导电能力变化情况 则不同。 (2)电离平衡的移动完全符合勒 夏特列原理， 故可将勒 夏特列原理迁移到电离平 衡的移动(电离度相当于转化率，离子浓度相当于生成物的平衡浓度，分子浓度 相当于反应物的平衡浓度等)中来。 2.冰醋酸稀释过程中H 的变化：在向冰醋酸中加水之前，醋酸分子尚未电离， H 0。在加水稀释之后，醋酸的电离开始，随着水的逐渐加入，电离平衡逐 渐向
10、生成 CH3COO 和 H的方向移动， 在此过程中， V(溶液)和 n(H)都逐渐增大， 那么H 是增大、减小还是不变呢？对此可以这样分析：n(H)是从 0 开始增加， 自然H 也是从 0 开始增加。 再以极限的观点来看， 当加水至醋酸浓度非常小时， H 又非常接近于 0。从两端看中间，H变化的全过程是：小(0)大小(近于 0)。对H 变化的过程，还可用图像近似地表示出来(如图所示)。 【典例 1】 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 CH3COO CH3COOHOH 不变 C.醋酸的电离程度增大，H 亦增大
11、 D.再加入 10 mL pH11 的 NaOH 溶液，混合液 pH7 解析 醋酸溶液稀释过程中，醋酸的电离平衡向电离方向移动，自由移动的离子 数目增多，同时溶液的体积也增大，所以H 、CH 3COO 均减小， A、C 项错 误； CH3COO CH3COOHOH CH3COO H CH3COOHOH HK a Kw，Ka 和 Kw在一定温度下均 为常数，所以，Ka Kw为一常数，B 项正确；pH3 的醋酸溶液中的H 1.010 3 mol L1，pH11 的 NaOH 溶液中的OH1.0103 mol L1，醋酸是弱 电解质，在水溶液中部分电离，pH3 的醋酸溶液的物质的量浓度大于 pH11
12、 的 NaOH 溶液的物质的量浓度， 两溶液等体积混合， 醋酸过量， 混合后溶液 pH7。 (3)弱酸与强碱混合后，由于H 酸OH 碱，则弱酸剩余：混合后的溶液 pHm B.nm C.nm D.无法确定 解析 pH 相同的氢氧化钠溶液和氨水分别稀释相同的倍数，氢氧化钠溶液中 OH 小于氨水中OH，若要使二者OH相同，即 pH 相同，氨水中要再多加 些水稀释，即 nm。 答案 B 学习任务二、电离平衡常数及其应用 【合作交流】 1.条件改变时，电离平衡发生移动，电离平衡常数一定改变吗？ 提示 电离平衡常数不一定改变，只有当温度改变时，K 才改变。 2.升高温度，电离平衡常数一定增大，对吗？ 提示
13、 对。因为电离是一个吸热过程。 【名师点拨】 依照化学平衡计算中“列三行”(或“列两行”)的方法，通过起始浓度、消耗浓 度、平衡浓度，结合 Ka(Kb)、 等条件便可以轻松地进行电离平衡的有关计算。 由H c 、 H 2 cH Ka可推出H 的常用计算公式有： Hc、 H Ka c、 与 Ka的关系为 Ka c 。同样，对于一元弱碱来说，OH c Kb c。 【典例 2】 已知 25 时，Ka(CH3COOH)1.7510 5mol L1。 (1)向 0.1 mol L 1 醋酸溶液中加入一定量 1 mol L 1 盐酸时， 上式中的数值是否发 生变化？为什么？ (2)若醋酸的起始浓度为 0.
14、010 mol L 1，平衡时H是多少？ 解析 (1)一定温度时，电离常数不随浓度的变化而变化。加入一定量盐酸，平 衡向左移动， H 增大、 CH 3COO 减小、 CH 3COOH增大， Ka不变， 仍为1.7510 5mol L1。 故有 H 2 0.010H 1.7510 5mol L1。 由于H 很小，0.010H0.010， 那么，H 4.18104 mol L1。 答案 (1)不变。电离常数不随浓度变化而变化，在一定温度下是一个常数。 (2)4.1810 4 mol L1 变式训练 2 将浓度为 0.1 mol L 1 HF 溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增 大的是( ) A.
15、H B.Ka(HF) C.F H D.H HF 解析 HF 为弱酸，存在电离平衡：HFH F。根据勒 夏特列原理：当 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，故加水稀释，平衡正向移动，但H 减小，A 错误； 电离常数只受温度的影响，温度不变，电离常数 Ka不变，B 错误；当溶液无限 稀释时，F 不断减小，但H接近 107 mol L1，所以F H 减小，C 错误；H HF n（H ） n（HF），由于加水稀释，平衡正向移动，所以溶液中 n(H )增大，n(HF)减小， 所以H HF增大，D 正确。 答案 D 1.下列叙述不正确的是( )
16、 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 0.1 mol 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 H2的量相等 D.等浓度、 等体积的盐酸和醋酸分别中和 0.1 mol L 1 的 NaOH 溶液， 消耗 NaOH 溶液体积相等 解析 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，稀释后醋酸的酸性强，pH 小，A 正确；pH 相等、体积 相等的盐
17、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，开始时醋酸产生 H 2的速率小，但是由于 二者浓度相等，所以最终产生 H2的量相等，C 正确；浓度相等、体积相等，则 物质的量就相等，二者消耗的同浓度的 NaOH 溶液体积相等，D 正确。 答案 B 2. 在0.1 mol L 1CH 3COOH 溶 液 中 存 在 如 下 电 离 平 衡 ： CH3COOHCH3COO H，对于该平衡，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，
18、平衡正向移动 C.加入少量 0.1 mol L 1HCl 溶液，溶液中H减小 D.加入少量 CH3COONa 固体，平衡正方向移动 解析 A 项加入水促进弱电解质的电离；B 项加入 NaOH，与 H 反应，H变 小，平衡正向移动；C 项加入 HCl 时H 变大，平衡向其减小的方向(也就是逆 向)移动，但最终H 比未加 HCl 前还是要大；D 项加入 CH 3COONa，CH3COO 增大，平衡逆向移动。 答案 B 3.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的 总量，可向盐酸中加入适量的( ) NaOH(固体) H2O HCl CH3COONa(固体) A. B. C
19、. D. 解析 由题意可知，要使反应速率减小，而不改变生成 H2的量，则要求H 减 小，而 n(H )不变，可采取的措施是加水或加 CH 3COONa 固体。 答案 D 4.在 25 时，相同浓度的 HF、CH3COOH 和 HCN(氢氰酸)溶液，它们的电离平 衡常数分别是 7.210 4mol L1、1.8105mol L1、4.91010mol L1，其中， 氢离子的浓度最大的是_，未电离的溶质分子浓度最大的是_。 解析 一定温度下，弱酸溶液中氢离子浓度与电离常数(K)和溶液的物质的量浓 度的关系可以从以下过程推出，设弱酸为 HA，H 为 x。 HAH A 起始(mol/L) c 0 0
20、平衡(mol/L) cx x x 则 K x2 cx 对于难电离的弱酸(K 很小)溶液，cx，故 cxc，则上式可变为 Kx 2 c ，即H x K c。 一定温度下，当溶液的浓度一定时，H 随电离常数增大而增大，题中 K(HF) K(CH3COOH)K(HCN)，故 HF 溶液中的氢离子浓度最大，余下的未电离的 HF 分子浓度最小，而 HCN 溶液中未电离的 HCN 分子浓度最大。 答案 HF HCN 5.某温度下，相同 pH 的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡时 pH 随溶液体积 变化的曲线如图所示。据图判断正确的是( ) A.为盐酸稀释时的 pH 变化曲线 B.b 点溶液的导电性比 c
21、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 HCl 是强酸，醋酸是弱酸，在稀释时，醋酸的电离平衡向电离方向移动， 又电离出 H ，所以稀释相同倍数时盐酸的 pH 比醋酸溶液的 pH 增大得快，故 是盐酸的，是醋酸的，A 错；b 点溶液中的离子浓度大于 c 点，故 b 点的导电 性强，B 对；温度相同时，Kw相同，C 错；稀释前，盐酸与醋酸溶液 pH 相等， 可知盐酸的浓度要比醋酸溶液小，加水稀释到相同体积后，盐酸的浓度仍小于醋 酸溶液的浓度，D 错。 答案 B 课时作业 基 础 练 1.化合物 HIn 在水溶液中因存在以下
22、电离平衡： HIn（溶液）H （溶液） In （溶液） （红色）（黄色） 故可用作酸碱指示剂。现有浓度为 0.02 mol L 1 的下列各溶液：盐酸 石灰 水 NaCl 溶液 NaHSO4溶液 NaHCO3溶液 氨水，其中能使指示剂 显红色的是( ) A. B. C. D. 解析 由电离平衡看出，要使指示剂显红色，平衡必须左移，即应加入 H 。在 题中给出的试剂中，只有和能提供 H 。 答案 C 2.一元弱酸 HA(aq)中存在下列电离平衡：HAA H。将 1.0 mol HA 加 入 1.0 L 水中，如图中，表示溶液中 HA、H 、A的物质的量浓度随时间而变化 的曲线正确的是( ) 解析
23、 根据弱酸 HA 的电离平衡知，HA 浓度由大到小，排除 D 项；A 、H浓 度由 0 增大，排除了 A、B；平衡时，HA 减少量等于 A 的增加量。 答案 C 3.向 0.1 mol L 1 CH 3COOH 溶液中加入少量的 CH3COONa 晶体时， 会引起( ) A.溶液的 pH 增大 B.溶液中的H 增大 C.溶液的导电能力减弱 D.溶液中的OH 减小 解析 CH3COOHCH3COO H，当加入 CH 3COONa 晶体时，溶液中 CH3COO 增大，平衡向左移动，H减小，pH 增大，OH增大，但溶液中离 子浓度增大，导电性增强，故选 A。 答案 A 4.某浓度的氨水中存在下列平衡
24、：NH3H2ONH 4OH ，如想增大 NH 4 的浓度，而不增大 OH 的浓度，应采取的措施是( ) 适当升高温度 加入 NH4Cl 固体 通入 NH3 加入少量盐酸 A. B. C. D. 解析 升温平衡向右移动，NH 4、OH 都增大；加入 NH 4Cl 固体，相当于增 大NH 4，平衡向左移动，OH 减小；通入 NH 3平衡向右移动，NH 4、OH 都增大；加入少量盐酸，H 与 OH反应使OH下降，平衡向右移动，使NH 4 增大。 答案 C 5.由水电离出的OH 11013 mol L1 的无色溶液中，一定能大量共存的离子 组是( ) A.Cl 、Al(OH) 4 、Na、K B.Fe
25、3 、NO 3、K 、H C.NO 3、Ba2 、K、Cl D.Al3 、SO2 4、NH 4、Cl 解析 依题设条件可知， 水电离出的OH 11013 mol L11107 mol L1， 故水的电离受到抑制，有可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液；再根据各选项分 析在酸性或碱性溶液中各种离子与 H 或 OH是否发生反应确定答案。 答案 C 6.在醋酸中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO H，要使电离平衡右 移且H 增大，应采取的措施是( ) A.加入 NaOH(s) B.加入盐酸 C.加蒸馏水 D.升高温度 解析 加入 NaOH(s)、蒸馏水、升高温度均能使平衡右移，但加入 NaOH(s
26、)、蒸 馏水时H 减小，升高温度时H增大。 答案 D 7.体积相同、H 相同的某一元强酸溶液和某一元弱酸溶液分别与足量的锌 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 H 相同的一元强酸和某一元弱酸溶液，酸的浓度，最终两酸 提供的 n(H )，即最后生成 H 2的体积；由于弱酸溶液中存在电离平 衡，在与 Zn 反应的过程中，电离平衡右移，两酸与 Zn 反应的过程中，溶液中H 始终，即反应速率HNO2HCN D.K(HCN)K(HNO2)HNO2HCN。 由此可判断 K(HF)K(HNO2)K(HCN)，其对应数据依次为 K(HF)7.210 4 mol L
27、1，K(HNO 2)4.610 4 mol L1，K(HCN)4.91010 mol L1。 答案 B 10.(1)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为 1 mol L 1 和 0.1 mol L 1，则甲、乙两瓶氨水 中OH 之比_(填“大于”、“等于”或“小于”)10。请说明理由 _ _。 (2)常温下，将 pH10 的 NH3 H2O 溶液稀释至原体积的 10 倍。 NH 3 H2O原 NH3 H2O后_10(填“”、“”或“”，下同)。 OH 原 OH 后_10。 pH 值范围是_。 解析 (2)若 NH3 H2O 为强电解质，则稀释后各离子浓度均为原来的 1 10。但 NH3 H2O 为弱电解
28、质，存在电离平衡，加水后平衡右移，使得NH3 H2O减小的 更多，而OH 减小的倍数稍小一点。 答案 (1)小于 设甲、乙两瓶氨水的电离度分别为 1和 2，则有OH 甲 OH 乙 1 mol L 1 1 0.1 mol L 1 210 1 2，由于 12，所以 OH 甲 OH 乙 9pHac，说明溶液中 H 浓度大小顺序为 bac。 (3)因为在一定温度下，溶液越稀电离程度越大，因此 c 点的电离程度最大。 (4)在醋酸溶液中存在下列平衡：CH3COOHCH3COO H H0。由 此可知加热以及加固体 KOH、 加 Zn 粒均可使平衡正向移动， 且CH3COO 增大； 加入很稀的 NaOH 溶
29、液，加水虽也可使平衡正向移动，但因溶液变稀，所以 CH3COOH、CH3COO 减小；加入固体 CH 3COONa，平衡逆向移动，但因加 入了较多的 CH3COO ，故使其浓度增大，因此答案为 A、C、E、F。 (5)在稀释过程中， CH3COOH 的电离程度增大， 因而 H 个数肯定增多， CH 3COOH 分子数不断减少， H CH3COOH n（H ） n（CH3COOH），所以 H CH3COOH不断增大， 因而选 B、D。 答案 (1)因为冰醋酸未电离，无自由移动离子 (2)ca”、“ B (3)配制 pH1 的 HA 溶液难以实现 不妥 之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同 14.
30、下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 )。 酸 电离方程式 电离平衡常数 K/(mol L 1) CH3COOH CH3COOH CH3COO H 1.710 5 H2CO3 H2CO3H HCO 3 HCO 3 H CO2 3 K14.410 7 K24.710 11 H2S H2SH HS HS H S2 K11.310 7 K27.110 15 H3PO4 H3PO4H H 2PO 4 H2PO 4 H HPO2 4 HPO2 4 H PO3 4 K17.110 3 K26.310 8 K34.2010 13 回答下列问题： (1)当温度升高时，K 值_(填“增大”、“减小”或“不变”
31、)。 (2)在温度相同时，各弱酸的 K 值不同，那么 K 值的大小与酸性的相对强弱有何 关系？_。 (3)若把 CH3COOH、H2CO3、HCO 3、H2S、HS 、H 3PO4、H2PO 4、HPO2 4都看作 是酸，其中酸性最强的是_，最弱的是_。 (4)多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数，对于同一种多元 弱酸的 K1、K2、K3之间存在着一定的规律，此规律是_，产生此规 律的原因是_。 解析 (1)弱电解质的电离过程为吸热过程，所以升高温度，电离平衡向右移动， H 、A增大，HA减小，所以 K 值增大。(2)K 值越大，电离出的氢离子浓 度越大，酸性越强。(3)比较这几种粒子的电离常数可知，H3PO4酸性最强，HS 酸性最弱。(4)由于上一级电离产生的 H 对下一级电离有抑制作用，使得上一级 电离常数远大于下一级的电离常数。 答案 (1)增大 (2)K 值越大，电离出的氢离子浓度越大，所以酸性越强 (3)H3PO4 HS (4)K 1K2K3 上一级电离产生的 H 对下一级电离起抑制作 用
