内容正文:
第八章 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.从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶液的组成、性质和反应,如酸碱性、导电性等。
2.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。
3.能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡,能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡,能举例说明离子反应与平衡在生产、生活中的应用。
考点一 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡的概念
在一定条件(如温度、压强等)下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到平衡状态。
2.电离平衡的建立与特征
(1)开始时,v(电离)最大,而v(结合)为 0。
(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。
3.外界条件对电离平衡的影响
(1)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,电离程度越大。
(2)温度:温度越高,电离程度越大。
(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离的方向移动。
例如:以0.1 CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0的影响。
改变条件
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
c(CH3COO-)
电离程度
加水稀释
正向
增大
减小
减小
增大
加冰醋酸
正向
增大
增大
增大
减小
通入HCl(g)
逆向
增大
增大
减小
减小
加醋酸钠固体
逆向
减小
减小
增大
减小
升高温度
正向
增大
增大
增大
增大
【特别提醒】①稀醋酸加水稀释时,溶液中的各离子浓度并不是都减小,如c(OH-)是增大的。
②电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小,如向稀醋酸中加入冰醋酸。
③电离平衡右移,离子的浓度不一定增大,电离程度也不一定增大。
4.电离方程式的书写
(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:H2CO3H++HCO,HCOH++CO。
(2)多元弱碱电离方程式一步写成,如Fe(OH)3的电离方程式:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
(3)强酸的酸式盐完全电离,如NaHSO4的电离方程式:NaHSO4=Na++H++SO。
(4)弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离,如NaHCO3的电离方程式:NaHCO3=Na++HCO,HCOH++CO。
5.电解质溶液的导电性
(1)电解质导电的条件
电解质的导电条件是在水溶液中或高温熔融状态,共价化合物只能在水溶液中导电,离子化合物在熔融状态和溶液中均可导电。
(2)导电性强弱
1. CaCO3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. 离子化合物一定是强电解质,共价化合物一定是弱电解质。(_______)
4. 氨气溶于水,当NH3·H2O电离出的c(OH-)=c()时,表明NH3·H2O电离处于平衡状态。( )
5. 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。( )
6. 室温下,由0.1mol·L-1一元碱BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH=B++OH-。( )
知识点二 电离平衡常数
1.概念
在一定条件下,当弱电解质达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度(幂次方)的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K(弱酸用Ka,弱碱用Kb)表示。
2.表达式
(1)对于一元弱酸HA:HAH++A-,电离平衡常数Ka=。
(2)对于一元弱碱BOH:BOHB++OH-,电离平衡常数Kb=。
【特别提醒】表达式中离子浓度指达到平衡时溶液中存在的离子浓度,不一定是弱电解质自身电离的,可以对比水的离子积去掌握。
3.特点
(1)电离平衡常数只与温度有关,升温,K值增大。
(2)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是Ka1>Ka2>Ka3>……当Ka1≫Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+),或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。多元弱碱的情况与多元弱酸类似。
4.意义
→→
5.应用
(1)判断弱酸(弱碱)酸性(碱性)强弱。
(2)判断盐溶液酸性(碱性)强弱。
(3)判断反应能否发生或产物是否正确。
6.相关计算(以弱酸HX为例)
则Ka==
(1)已知c(HX)和c(H+),求电离平衡常数
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(