高考化学弱电解质的电离平衡考点全归纳更多资料关注微博高中学习资料库 11页

弱电解质的电离平衡 ‎[考纲要求]　1.了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。2.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。3.了解电离平衡常数。‎ 考点一　弱电解质的电离平衡 ‎1．弱电解质 ‎(1)概念 ‎(2)与化合物类型的关系 强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物。弱电解质主要是某些共价化合物。‎ ‎2．弱电解质的电离平衡 ‎(1)电离平衡的建立 在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质电离的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。‎ ‎(2)电离平衡的特征 ‎(3)外界条件对电离平衡的影响 ‎①内因：弱电解质本身的性质。‎ ‎②外因：‎ a．温度：升高温度，电离平衡向电离方向移动，电离程度增大，原因是电离过程吸热。‎ b．浓度：加水稀释，使弱电解质的浓度减小，电离平衡向电离的方向移动，电离程度增大。‎ c．同离子效应：例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体，溶液中 c(CH3COO－)增大，CH3COOH的电离平衡向左(填“左”或“右”)移动，电离程度减小，c(H＋)减小，pH值增大。‎ ‎(4)电离过程是可逆过程，可直接用化学平衡移动原理去分析电离平衡。以0.1 ‎ mol·L－1 CH3COOH溶液为例：CH3COOHCH3COO－＋H＋(正向吸热)。‎ 实例(稀溶液)‎ CH3COOHH＋＋CH3COO－　ΔH>0‎ 改变条件 平衡移动方向 n(H＋)‎ c(H＋)‎ 导电能力 Ka 加水稀释 ‎→‎ 增大 减小 减弱 不变 加入少量冰醋酸 ‎→‎ 增大 增大 增强 不变 加HCl(g)‎ ‎←‎ 增大 增大 增强 不变 加NaOH(s)‎ ‎→‎ 减小 减小 增强 不变 加入镁粉 ‎→‎ 减小 减小 增强 不变 升高温度 ‎→‎ 增大 增大 增强 增大 深度思考 ‎1．电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小吗？离子的浓度一定增大吗？‎ 答案　都不一定。如对于CH3COOHCH3COO－＋H＋平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能“消除”，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c(CH3COOH)、c(H＋)都比原平衡时要小。‎ ‎2．稀释一弱电解质溶液时，所有粒子浓度都会减小吗？‎ 答案　对于弱酸或弱碱溶液，只要对其稀释，电离平衡均会发生右移，例如HA溶 液稀释时，c(HA)、c(H＋)、c(A－)均减小(参与平衡建立的微粒)；平衡右移的目的是 为了减弱c(H＋)、c(A－)的减小，但c(OH－)会增大。‎ ‎3．下列溶液中所含微粒种类由大到小的顺序是________。‎ A．氨水 B．氯水 C．硫酸氢钠溶液 D．盐酸 答案　BACD 解析　氨水：NH3、H2O、NH3·H2O、NH、OH－、H＋共6种；氯水：H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－共7种；NaHSO4溶液：H2O、Na＋、H＋、SO、‎ OH－共5种；盐酸：H＋、Cl－、OH－、H2O共4种。‎ ‎4．下列说法不正确的是________。‎ ‎①BaSO4难溶于水，其属于弱电解质　②强电解质的导电能力一定比弱电解质的导电能力强　③弱电解质一定是共价化合物　④氨气溶于水，当c(OH－)＝c(NH)时，表明氨水电离处于平衡状态　⑤由0.1 mol·L－1一元碱BOH的pH＝10，可知溶液存在BOH===B＋＋OH－‎ 答案　①②③④⑤‎ 解析　①BaSO4虽难溶于水，但溶解的部分完全电离，所以BaSO4是强电解质；②强电解质溶液中的离子浓度不一定大于弱电解质中的离子浓度；③某些离子化合物是弱电解质，如(CH3COO)2Pb等；④NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨水电离出的c(OH－)与c(NH)永远相等，不能表明氨水电离处于平衡状态；⑤由于 OH－的浓度小于0.1 mol·L－1，所以BOH应属于弱碱，应为BOHB＋＋OH－。‎ 题组一　条件改变时电离平衡移动结果的判断 ‎1．(2013·新课标全国卷，10)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．c(H＋) B．Ka(HF)‎ C.D. 答案　D 解析　HF为弱酸，存在电离平衡：HFH＋＋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c(H＋)减小，A错误；电离平衡常数只受温度的影响，温度不变，电离平衡常数Ka不变，B错误；当溶液无限稀释时，c(F－)不断减小，但c(H＋)接近10－7 mol·L－1，所以减小，C错误；＝，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，所以增大，D正确。‎ ‎2．(2013·上海，17)将100 mL 1 mol·L－1 的NaHCO3溶液等分为两份，其中一份加入少许冰醋酸，另外一份加入少许Ba(OH)2固体，忽略溶液体积变化。两份溶液中c(CO)的变化分别是(　　)‎ A．减小、减小 B．减小、增大 C．增大、增大 D．增大、减小 答案　B 解析　在NaHCO3溶液中存在如下电离平衡，HCOH＋＋CO，当加入少许冰醋酸时，HCO与冰醋酸电离出的H＋反应生成CO2和H2O，上述平衡向左移动，c(CO)减小。当加入少量Ba(OH)2固体时发生如下反应，Ba2＋＋2OH－＋2HCO===BaCO3↓＋CO＋2H2O，因而c(CO)增大。选项B正确。‎ 题组二　选取措施使电离平衡定向移动 ‎3．在CH3COOH溶液中存在如下平衡：CH3COOHH＋＋CH3COO－。加入少量下列固体物质，能使平衡逆向移动的是(　　)‎ A．NaCl B．CH3COONa C．Na2CO3 D．NaOH 答案　B ‎4．稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2ONH＋OH－，若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(　　)‎ ‎①NH4Cl固体　②硫酸　③NaOH固体　④水　⑤加热　⑥加入少量MgSO4固体 A．①②③⑤ B．③⑥‎ C．③ D．③⑤‎ 答案　C 解析　若在氨水中加入NH4Cl固体，c(NH)增大，平衡向逆反应方向移动，c(OH－)减小，①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，②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，③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，④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，⑤错；加入MgSO4固体发生反应Mg2＋＋2OH－‎ ‎===Mg(OH)2↓，溶液中c(OH)－减小，⑥错。‎ 考点二　电离平衡常数 ‎1．(1)填写下表 弱电解质 电离方程式 电离常数 NH3·H2O NH3·H2ONH＋OH－‎ Kb＝1.7×10－5‎ CH3COOH CH3COOHCH3COO－＋H＋‎ Ka＝1.7×10－5‎ HClO HClOH＋＋ClO－‎ Ka＝4.7×10－8‎ ‎(2)CH3COOH酸性大于HClO酸性(填“大于”、“小于”或“等于”)，判断的依据：相同条件下，电离常数越大，电离程度越大，c(H＋)越大，酸性越强。‎ ‎(3)电离平衡常数的意义：弱酸碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。电离平衡常数越大，电离程度越大。多元弱酸的电离以第一步电离为主，各级电离平衡常数的大小差距较大。‎ ‎(4)外因对电离平衡常数的影响：电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与温度有关，与电解质的浓度无关，升高温度，K值增大，原因是电离是吸热过程。‎ ‎2．碳酸是二元弱酸 ‎(1)电离方程式是H2CO3H＋＋HCO，HCOH＋＋CO。‎ ‎(2)电离平衡常数表达式：Ka1＝，Ka2＝。‎ ‎(3)比较大小：Ka1>Ka2。‎ 深度思考 ‎1． H2CO3的电离平衡常数Ka1＝4.3×10－7，Ka2＝5.6×10－11，它的Ka1、Ka2差别很大的原因(从电离平衡的角度解释)：________________________________________。‎ 答案　第一步电离产生的H＋对第二步的电离起抑制作用 ‎2．在Na2CO3中加醋酸产生CO2气体，试从电离平衡常数的角度解释原因：___________。‎ 答案　K(CH3COOH)＝1.7×10－5 mol·L－1；K(H2CO3)＝4.3×10－7 mol·L－1。醋酸的电离平衡常数大，酸性强，较强的酸可制备较弱的酸。‎ 题组一　影响电离平衡常数的因素及其应用 ‎1．‎25 ℃‎时，部分物质的电离平衡常数如表所示：‎ 化学式 CH3COOH H2CO3‎ HClO 电离平衡常数 ‎1.7×10－5‎ K1＝4.3×10－7 ‎ K2＝5.6×10－11‎ ‎3.0×10－8‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为 ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(2)同浓度的CH3COO－、HCO、CO、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为______________________________________________________________________。‎ ‎(3)物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的下列四种物质的溶液：a.Na2CO3，b.NaClO，c.CH3COONa，d.NaHCO3，pH由大到小的顺序是____________(填编号)。‎ ‎(4)常温下0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变小的是________(填序号)。‎ A．c(H＋)‎ B．c(H＋)/c(CH3COOH)‎ C．c(H＋)·c(OH－)‎ D．c(OH－)/c(H＋)‎ E. 若该溶液升高温度，上述5种表达式的数据增大的是_________________________。‎ ‎(5)体积为10 mL pH＝2的醋酸溶液与一元酸HX分别加 水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如图所示，则 HX的电离平衡常数______(填“大于”、“等于”或 ‎“小于”)醋酸的电离平衡常数；理由是_____________‎ ‎_____________________________________________，‎ 稀释后，HX溶液中由水电离出来的c(H＋)________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中由水电离出来的c(H＋)，理由是____________________________。‎ 答案　(1)CH3COOH>H2CO3>HClO ‎(2)CO>ClO－>HCO>CH3COO－‎ ‎(3)a>b>d>c ‎(4)A　ABCE ‎(5)大于　稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的大，酸性强，电离平衡常数大　大于　HX酸性强于CH3COOH的，稀释后HX溶液中的c(H＋)小于CH3COOH溶液中的c(H＋)，所以其对水电离的抑制能力也较弱 解析　电离平衡常数越大，酸性越强，电离平衡常数越小，其对应酸根离子结合 H＋能力越强，水解程度越大，碱性越强。‎ ‎(4)醋酸是弱电解质，稀释后电离程度增大，但CH3COOH、CH3COO－、H＋的浓度却都减小，c(OH－)却是增大的，且CH3COOH的浓度减小最多。升温时，促进电离，Kw、Ka均增大，c(H＋)增大，c(H＋)/c(CH3COOH)增大，c(OH－)/c(H＋)减小。‎ ‎(5)根据图像分析知道，起始是两种溶液中c(H＋)相同，c(较弱酸)>c(较强酸)，稀释过程中较弱酸的电离程度增大，故在整个稀释过程中较弱酸的c(H＋)一直大于较强酸的c(H＋)，稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的大，故HX酸性强，电离平衡常数大；HX酸性强于CH3COOH的，稀释后HX溶液中c(H＋)小于CH3COOH溶液中的c(H＋)，所以对水的抑制能力减弱。‎ 题组二　有关电离平衡常数的定量计算 ‎2．已知室温时，0.1 mol·L－1某一元酸HA在水中有1.0%电离，此酸的电离平衡常数为____________。‎ 答案　10－5 mol·L－1‎ 解析　HAH＋＋A－‎ ‎0.1－x x x x＝0.1×1.0%＝10－3 mol·L－1‎ Ka＝＝＝10－5。‎ ‎3．碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10－5。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO＋H＋的平衡常数K1＝________。(已知：10－5.60＝2.5×‎ ‎10－6)‎ 答案　4.2×10－7‎ 解析　H2CO3H＋＋HCO K1＝＝＝4.2×10－7。‎ ‎考点三　强酸与弱酸的比较 浓度均为0.01 mol·L－1的强酸HA与弱酸HB pH均为2的强酸 HA与弱酸HB pH或物质的量浓度 ‎2＝pHHAHB HA＝HB 体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量 HA＝HB HAc(B－)‎ c(A－)＝c(B－)‎ 分别加入固体NaA、NaB后pH变化 HA：不变 HB：变大 HA：不变 HB：变大 加水稀释10倍后 ‎3＝pHHApHHB>2‎ 溶液的导电性 HA>HB HA＝HB 水的电离程度 HAc(OH－)，B正确。分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么①②溶液的pH均为10，但稀释氨水使平衡NH3·H2ONH＋OH－右移，使①pH>10，同理醋酸稀释后pH<4，所以C正确。假设均是强酸强碱，混合后溶液呈中性，V1＝V2，但①氨水是弱碱，其浓度远远大于④盐酸，所以需要的①氨水少，即V1>V2，D错误。‎ ‎2．在一定温度下，有a.盐酸　b．硫酸　c．醋酸三种酸：‎ ‎(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NaOH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____________。‎ ‎(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，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为____________，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_____________________________________________________________________。‎ 答案　(1)b>a>c　(2)b>a＝c　(3)c>a>b(或c>a＝2b)‎ ‎(4)c>a＝b　(5)a＝b＝c　a＝b>c　(6)c>a＝b 解析　解答本题要注意以下三点：‎ ‎(1)HCl、H2SO4都是强酸，但H2SO4是二元酸。‎ ‎(2)CH3COOH是弱酸，在水溶液中不能完全电离。‎ ‎(3)醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO－＋H＋的电离平衡。‎ 题组二　判断弱电解质的方法 ‎3．为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验：0.1 ‎ mol·L－1醋酸溶液、0.1 mol·L－1盐酸、pH＝3的盐酸、pH＝3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。‎ ‎(1)甲取出10 mL的醋酸溶液，用pH试纸测出其pH＝a，确定醋酸是弱电解质，则a应该满足的关系是____________________________________________________，‎ 理由是______________________________________________________________。‎ ‎(2)乙将pH＝3醋酸和盐酸，各取1 mL，用蒸馏水稀释到100 mL，然后用pH试纸 分别测定两溶液的pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是________________________________________________________________。‎ ‎(3)丙分别取pH＝3的盐酸和醋酸10 mL，然后分别加入质量相同的锌粒，醋酸放出H2的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞试验，也论证了醋酸是弱酸的事实，该同学的试验操作和现象是 ‎______________________________________________________________________。‎ 答案　(1)a>1　因醋酸是弱酸，不能完全电离　(2)盐酸的pH＝5，醋酸的pH<5　(3)正确。由于醋酸是弱酸，随着反应的进行，醋酸不断电离，c(H＋)变化小，产生H2的速率醋酸比盐酸快　(4)配制CH3COONa、NaCl溶液，分别滴入酚酞试液，CH3COONa溶液变浅红色，NaCl溶液不变色 ‎4．下列事实中一定不能证明CH3COOH是弱电解质的是(　　)‎ ‎①常温下某CH3COONa溶液的pH＝8‎ ‎②用CH3COOH溶液做导电实验，灯泡很暗 ‎③等pH、等体积的盐酸、CH3COOH溶液和足量锌反应，CH3COOH放出的氢气较多 ‎④0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH＝2.1‎ ‎⑤CH3COONa和H3PO4反应，生成CH3COOH ‎⑥0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液稀释100倍，pH<3‎ A．② B．②⑤‎ C．①③⑤ D．③④⑤⑥‎ 答案　A 解析　①中证明CH3COO－能水解，溶液呈碱性，证明CH3COOH为弱酸；②中未能指明浓度，也没有参照物，不能说明问题；③说明电离前n(CH3COOH)>n(盐酸)，故CH3COOH的电离程度比盐酸小，属弱电解质；④中说明c(H＋)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加水稀释10倍17。‎ ‎2．搭建思维平台 我们在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的试题时，不妨用假设法给自己搭建一个平台，用这个平台进行分析。如题1中的C选项，分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么①②溶液的pH均为10，然后再根据平衡移动进行分析；再如D选项，假设均是强酸强碱，则V1＝V2，然后再根据弱碱的电离平衡及浓度进行分析。‎ ‎1．(2013·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值随溶液体积变化的曲线如右图所示。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 答案　B 解析　醋酸在稀释时会继续电离，则在稀释相同体积的盐酸与醋酸的过程中醋酸中的H＋浓度减小得慢、pH小，A项错误；随着稀释体积的增大，溶液中离子浓度在减小，B项正确；温度一定，任何稀的水溶液中的Kw都是一定值，‎ ‎ C项错误；由于醋酸是弱酸，要使盐酸和醋酸溶液pH值相同，醋酸的浓度比盐酸大得多，D项错误。‎ ‎2．(2013·大纲全国卷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(　　)‎ 答案　C 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。‎ ‎3．(2013·福建理综，10)常温下0.1 mol·L－1醋酸溶液的pH＝a，下列能使溶液pH＝(a＋1)的措施是(　　)‎ A．将溶液稀释到原体积的10倍 B．加入适量的醋酸钠固体 C．加入等体积0.2 mol·L－1盐酸 D．提高溶液的温度 答案　B 解析　醋酸是弱酸，稀释10倍同时也促进了其电离，溶液的pH<(a＋1)，A错误；醋酸根离子水解显碱性，向酸溶液中加入适量碱性溶液可以使pH增大1，B正确；盐酸完全电离，加入盐酸后溶液的pH