1、-1-第第1 1课时课时弱电解质的电离平衡弱电解质的电离平衡必备知识正误判断一、电离平衡常数1.弱电解质的电离平衡(1)定义:在一定条件(如温度、浓度)下,当弱电解质分子电离出离子的速率与离子结合成分子的速率时,电离过程就达到了平衡状态,叫做电离平衡。(2)特点:电离平衡是动态平衡,服从化学平衡的一般规律。2.电离平衡常数(1)定义:在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离生成的各种离子的与溶液中之比是一个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数。电离常数服从化学平衡常数的一般规律。相等浓度(次方)的乘积未电离的分子的浓度必备知识正误判断(2)表达式(弱酸电离常数通常用Ka表示,弱碱电离常
2、数通常用Kb表示):一元弱酸:CH3COOHCH3COO-+H+,Ka=。多元弱酸的电离是进行的,每一步电离都有各自的,通常用Ka1、Ka2来表示,Ka1Ka2,即以第一步电离为主。一元弱碱:NH3H2O+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弱电解质电离能力的。(4)影响因素。同一弱电解质,电离常数K的大小只与有关,与_无关,温度升高时,电离常数。分步电离常数电离能力相对强弱温度浓度增大必备知识正误判断3.电离度(1)定义:弱电解质在水中的电离达到平衡状态时,占的百分率。通常用表示。(3)影响因素:弱电解质的电离度除了与温度有关外,还与溶液的
3、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原有溶质分子总数小大必备知识正误判断二、影响电离平衡的因素1.弱电解质电离程度的大小主要是由电解质_决定的。2.外界条件对弱电解质电离平衡的影响本身的性质正向正向逆向正向必备知识正误判断判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。(1)当CH3COOH在水溶液中达到电离平衡时:c平(CH3COOH)=c平(H+)=c平(CH3COO-)。()(2)向氨水中滴加酚酞溶液变红色,说明NH3H2O是弱电解质。()(3)相同温度下,Ka(HF)Ka(CH3COOH),说明酸性:HFCH3COOH。()(4)0.1mo
4、lL-1某一元酸HA溶液的pH=3,HA溶液中存在:HA=H+A-。() 必备知识正误判断(5)温度不变,向CH3COOH溶液中加入CH3COONa,平衡左移。()(6)相同条件下,电离平衡常数(K)越小,表示弱电解质电离能力越弱。()(7)不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数(K)不同。()(8)电离平衡右移,电离平衡常数一定增大。() 探究一探究二探究三素养脉络随堂检测电离平衡常数电离平衡常数问题问题探究探究弱酸酸性强弱的比较:醋酸、碳酸、次氯酸的电离常数分别是:1.710-5molL-1、4.410-7molL-1(第一步电离)和4.710-8molL-1。1.上述实验中你能观察到什么
5、现象?2.由电离常数和实验现象,能得出哪些结论?提示:锥形瓶中大理石溶解,有无色气泡产生,试管内澄清溶液变浑浊。提示:(1)相同条件下,弱酸的电离常数越大,酸性越强;(2)三种酸由弱到强的顺序是:次氯酸、碳酸、醋酸;(3)弱酸能与更弱酸的盐反应制取更弱的酸。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测深化拓展深化拓展1.电离平衡常数的应用(1)根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测(3)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。给弱电解质加水稀释时,能促进弱电解质的电离,溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化,但
6、温度不变时电离常数不变,题目中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。(4)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”的规律,如25时,Ka(HCOOH)=1.7710-4molL-1,Ka(HCN)=4.910-10molL-1,故知HCOOH+NaCN=HCN+HCOONa。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测2.有关电离平衡常数的计算模板(以弱酸HX为例)(1)已知c始(HX)和c平(H+),求电离平衡常数:由于弱酸只有极少一部分电离,c平(H+)的数值很小,可做近似处理:c始(HX)-c平(H+)c始(HX)。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测(2)已知c始(HX)和电离
7、平衡常数,求c平(H+):由于c平(H+)的数值很小,可做近似处理:c始(HX)-c平(H+)c始(HX)。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测素能应用素能应用典例典例1(2019福建莆田第一中学高三期中)已知常温下碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如下表:下列说法正确的是()A.相同条件下,同浓度的H2SO3溶液和H2CO3溶液的酸性,后者更强D.向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度探究一探究二探究三素养脉络随堂检测答案:B解析:相同条件下,弱电解质的电离平衡常数越大,则电离程度越大,说明弱酸的酸性越强,或者弱碱的碱性越强,H2SO3的K1=1.
8、5410-2molL-1,而H2CO3的K1=4.3010-7molL-1,所以同浓度时H2SO3的酸性强于H2CO3的,故A项错误;由于H2SO3的K2小于H2CO3的K1,但大于H2CO3的K2,所以Na2CO3溶液中通入少量SO2,考虑Na2CO3与酸的分步反应,反应的离子方程式为所以B项正确;已知HClO的K=2.9510-8molL-1大于H2CO3的K2,但小于其K1,所以NaClO溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+,故C项错误;探究一探究二探究三素养脉络随堂检测由于HClO的K=2.9510-8molL-1小于H2CO3的K1,但大于其K
9、2,因此HClO不能与NaHCO3反应,但HCl是强酸,能与NaHCO3反应,使c平(HCl)减小,促进化学平衡Cl2+H2OHCl+HClO正向移动,从而提高HClO的浓度;尽管HClO的K=2.9510-8molL-1小于H2SO3的K1=1.5410-2molL-1,也小于H2SO3的K2=1.0210-7molL-1,只是说明NaHSO3不能与HClO发生复分解反应,但HClO具有氧化性,NaHSO3具有还原性,二者能够发生氧化还原反应,所以加入NaHSO3溶液不能提高HClO的浓度,故D项错误。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测易错警示易错警示电离常数与化学平衡常数一样,只与温度有关
10、,与其他条件无关。电离常数除了可以比较弱电解质的电离能力外,还能定量判断电离平衡的移动方向。在运用电离常数表达式进行计算时,浓度必须是平衡时的浓度。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练变式训练1-1(双选)下列说法正确的是()A.电离常数不受溶液浓度的影响B.电离常数可以表示弱电解质的相对强弱C.Ka大的酸溶液中c(H+)一定比Ka小的酸溶液中的c(H+)大答案:AB解析:电离平衡常数是与温度有关的函数,与溶液浓度无关,故A项正确;酸中c平(H+)既跟酸的电离常数有关,也跟酸的浓度有关,故C项错误;碳酸是分步电离的,第一步电离常数表达式为探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练变式训练
11、1-2(1)25时,在0.5L0.2molL-1的HA溶液中,有0.001mol的HA电离。求该温度下HA的电离常数。(2)计算25时,0.1molL-1的该酸溶液中的c(H+)。答案:(1)2.0210-5molL-1(2)1.4210-3molL-1探究一探究二探究三素养脉络随堂检测解析:(1)由题意可得:探究一探究二探究三素养脉络随堂检测外界条件对弱电解质电离的影响外界条件对弱电解质电离的影响问题探究问题探究1.要促进CH3COOH的电离并使溶液pH增大,可采取哪些措施?提示:要促进CH3COOH电离即平衡向右移动,pH增大即c平(H+)减小,因此采取的措施应是c平(H+)减小引起的平衡
12、右移。故加水稀释、加入Na2CO3固体、加入NaOH、加入Zn等活泼金属,都能促进醋酸电离,且使溶液pH增大。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测2.溶解冰醋酸并不断稀释的过程中,用图示表示溶液中c平(H+)随加水量的变化关系。提示:开始加水时,电离平衡向右移动,H+数目增多,H+浓度增大;离子浓度增大到最大后再加水稀释,电离平衡依旧向右移动,H+数目增多,电离程度增大,但c平(H+)减小,溶液导电能力减弱。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测深化拓展深化拓展电离平衡属于化学平衡之一,可用化学平衡移动原理分析电离平衡。以0.1molL-1CH3COOH溶液中CH3COOH的电离CH3COOHCH3
13、COO-+H+(正向吸热)为例。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测素能应用素能应用典例典例2常温下向10mL0.1molL-1氨水中缓缓加蒸馏水稀释到1L后,下列变化中正确的是()电离程度增大c平(H+)增大导电性增强 OH-数目增大,H+数目减小pH增大c平(H+)与c平(OH-)的乘积减小A.B.C.除外都正确D.探究一探究二探究三素养脉络随堂检测答案:A解析:因加水促进弱电解质的电离,则NH3H2O的电离程度增大,故正确;加水时氨水碱性减弱,即c平(OH-)减小,但水的离子积KW=c平(H+)c平(OH-)不变,所以c平(H+)增大,故正确;加水稀释时溶液中导电离子总浓度减小,则导电性减
14、弱,故错误;加水稀释时溶液温度不变,所以电离平衡常数也不变,即不变,故正确;随着溶液的稀释,NH3H2O的电离平衡向正向移动,电离程度增大,OH-数量在增大,但浓度在减小,对水的电离抑制作用减弱,氢离子的数量在增加,浓度增大,故不正确;c平(H+)增大,则pH减小,故错误;温度不变,则水的离子积不变,即c平(H+)与c平(OH-)的乘积不变,故错误。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测易错警示易错警示(1)弱电解质的电离是微弱的,在溶液中主要以弱电解质分子的形式存在。(2)电离平衡发生正向移动,弱电解质的电离程度不一定增大,如醋酸溶液中加冰醋酸。(3)多元弱酸分步电离,电离常数逐渐减小,上一步电
15、离产生的H+对下一步的电离起到抑制作用。(4)弱电解质溶液加水稀释,电离程度增大,但是弱电解质电离出的离子浓度却不是增大,而是减小的。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练变式训练2-1已知0.1molL-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中值增大,可以采取的措施是()加少量烧碱固体升高温度加少量冰醋酸加水加少量醋酸钠固体A.B.C.D.答案:D探究一探究二探究三素养脉络随堂检测探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练变式训练2-2(双选)(2020河南中原油田第一中学高二检测)在0.1molL-1的HCN溶液中存在如下电离平衡:HCNH+CN-,下
16、列叙述正确的是()A.加入少量NaOH固体,平衡正向移动B.加水稀释,平衡正向移动C.滴加少量0.1molL-1的HCl溶液,溶液中c平(H+)减小D.加入少量NaCN固体,平衡正向移动答案:AB解析:加入NaOH固体,OH-与HCN电离产生的H+反应,平衡正向移动,A项正确;加水稀释,平衡正向移动,B项正确;滴加少量0.1molL-1的HCl溶液,c平(H+)增大,C项错误;加入少量NaCN固体,c平(CN-)增大,平衡逆向移动,D项错误。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测强酸与弱酸的比较及判断电解质强弱的方法强酸与弱酸的比较及判断电解质强弱的方法问题问题探究探究HCl与CH3COOH溶液酸
17、性强弱的比较:1.将表面积相同的两粒锌粒分别加入相同浓度的HCl、CH3COOH溶液中,产生H2的速率相同吗?为什么?提示:不相同。因为HCl在溶液中全部电离,而CH3COOH在溶液中部分电离,前者c平(H+)比后者大,因此前者产生H2的速率比后者快。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测2.若取pH相同、体积相同的盐酸与CH3COOH溶液做相同的实验(已知锌足量),两者反应过程中产生H2的量谁更大?提示:CH3COOH溶液产生H2的量大。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测深化拓展深化拓展1.等物质的量浓度、等pH的强酸与弱酸的比较探究一探究二探究三素养脉络随堂检测探究一探究二探究三素养脉络随堂检
18、测2.判断电解质强弱的方法(1)在相同浓度、相同温度下,与强电解质溶液进行导电性对比实验,导电性弱的为弱电解质。(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,反应速率前者比后者快,说明醋酸是弱酸。(3)浓度与pH的关系,如0.01molL-1醋酸溶液的pH2,说明醋酸是弱酸。(4)测对应盐溶液的酸碱性。如CH3COONa溶液呈碱性,则证明醋酸是弱酸。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测(5)稀释前后的pH与稀释倍数的变化关系。如将pH=2的酸溶液稀释到体积为原来的1000倍,若pH小于5,则证明该酸为弱酸;若pH为5,则证明该酸为强酸。(6)采用实验证明存
19、在电离平衡。如醋酸溶液中滴入石蕊溶液变红,再加CH3COONH4晶体,颜色变浅,说明醋酸是弱酸。(7)相同pH的两种酸溶液,分别加入对应酸的钠盐固体,溶液的pH增大的是弱酸,pH几乎不变的是强酸。(8)pH相同、体积相同的两种酸与同一种碱反应时,消耗碱多的为弱酸。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测素能应用素能应用典例典例3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到体积为原来的10倍,前者的pH大于后者B.用pH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别中和0.1molL-1的NaOH溶液,恰好完全中和时消耗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
20、者产生H2的速率前者大于后者,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0.1molL-1的NaOH溶液,完全中和时消耗NaOH溶液体积相等探究一探究二探究三素养脉络随堂检测答案:B解析:pH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别加水稀释到体积为原来的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+的浓度小,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
21、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,完全中和时二者消耗的同浓度的NaOH溶液体积相等,D正确。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测规律方法规律方法 pH相等的强酸(如盐酸)、弱酸(如醋酸),只能说明两溶液中H+的浓度相等,而由于弱酸不完全电离,故弱酸能够提供的H+总数远远大于强酸的。如在pH相等、溶液体积也相等时,若活泼金属(如锌)过量时,弱酸产生的气体体积总量大于强酸的,或与碱溶液(如NaOH溶液)反应时,中和能力弱酸大于强酸;另外在与活泼金属反应时,开始反应速率相等,之后过程中弱酸产生气体的速率大。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练变式训练3-1下列关于盐
22、酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是()A.相同浓度的两溶液中c平(H+)相同B.100mL0.1molL-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠C.pH=3的两溶液稀释到体积为原来的100倍,pH都为5D.两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c平(H+)均明显减少探究一探究二探究三素养脉络随堂检测答案:B解析:因为盐酸是强酸,完全电离:HClH+Cl-,醋酸是弱酸,部分电离:CH3COOHCH3COO-+H+。相同浓度的两溶液中,盐酸中c平(H+)远大于醋酸中c平(H+)。100mL0.1molL-1的盐酸和醋酸都能中和0.01mol的NaOH,B正确。pH=3的盐酸稀释到体积为原来的100倍后溶液的
23、pH=5,而pH=3的CH3COOH稀释到体积为原来的100倍后,溶液的pH范围是3pH5,因为加水又促进了CH3COOH的电离。盐酸中加入少量NaCl,c平(H+)不变,而CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa后,c平(CH3COO-)增大,CH3COOH的电离平衡向左移动,c平(H+)减小,pH增大。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练变式训练3-2甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是()A.1molL-1的甲酸溶液的c平(H+)约为0.01molL-1B.甲酸与水以任意比例互溶C.10mL1molL-1甲酸恰好与10mL1molL-1NaOH溶液完全反应D.用甲酸溶液做导
24、电实验,灯泡很暗答案:A解析:如果甲酸为强酸,将完全电离,则在1molL-1溶液中H+的浓度应为1molL-1,而题目中H+的浓度约为0.01molL-1远小于1molL-1,说明甲酸只部分电离,甲酸是弱电解质,A正确;甲酸在水中的溶解性与酸性强弱无关,B错误;因强酸、弱酸都能与碱按化学方程式中的系数比进行定量反应,不能说明酸性的强弱,C错误;由于没有指明甲酸的浓度,也没有相应的对比实验,所以无法证明甲酸是弱电解质,D错误。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测探究一探究二探究三素养脉络随堂检测1.在0.1molL-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,对于该
25、平衡,下列叙述正确的是()A.温度升高,平衡向逆反应方向移动B.加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动C.加入少量0.1molL-1HCl溶液,溶液中c平(H+)减小D.加入少量醋酸钠固体,CH3COOH的电离程度增大答案:B解析:弱电解质的电离是吸热的过程,故温度升高,平衡正向移动,A项错误;加入少量NaOH固体,溶液中c平(H+)减小,平衡正向移动,B项正确;加入少量0.1molL-1HCl溶液,溶液中c平(H+)增大,平衡逆向移动,C项错误;加入少量醋酸钠固体,平衡逆向移动,CH3COOH的电离程度减小,D项错误。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测2.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,K
26、a=1.810-5molL-1)和一氯乙酸(乙,Ka=1.410-3molL-1)在水中的电离度与浓度关系的是(已知:探究一探究二探究三素养脉络随堂检测答案:B解析:根据甲、乙两种酸的电离平衡常数可知,这两种物质都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度CH3COOHCH2ClCOOH,可以排除A、C;当浓度增大时,物质的电离程度减小,排除D选项,故B项正确。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测3.下列实验事实不能证明醋酸是弱酸的是()A.常温下,相同浓度的醋酸溶液和盐酸,导电能力前者弱B.常温下,测得0.1molL-1醋酸溶液的pH=4C.常温下,将pH=1的醋酸溶液稀释1000倍,测得p
27、H4D.常温下,将物质的量浓度相同的醋酸溶液与氢氧化钠溶液等体积混合后恰好中和答案:D解析:同温、同浓度的醋酸溶液和盐酸,醋酸溶液导电能力弱是由于醋酸不完全电离造成的,说明CH3COOH为弱酸。若为强酸,常温下0.1molL-1的一元酸溶液的pH=1,醋酸溶液的pH=4,说明醋酸未完全电离,醋酸是弱酸。醋酸在稀释过程中可以继续电离,则pH=1的醋酸溶液稀释到体积为原来的1000倍,pHHNO2HCN,酸性越强电离平衡常数越大,由此推出HF的电离平衡常数为7.210-4molL-1,HNO2的电离平衡常数为4.610-4molL-1,HCN的电离平衡常数为4.910-10molL-1。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测5.已知在25时,氨水中NH3H2O的电离常数Kb=1.810-5molL-1,回答下列问题:(1)氨水中NH3H2O的电离常数表达式Kb=。(2)当向该氨水中加入一定量的NaOH溶液时,Kb值是否会发生变化?(填“会”或“不会”)。(3)若该氨水的起始浓度为0.01molL-1,则达到电离平衡时溶液中OH-的物质的量浓度为。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测
