第23讲 电离平衡-【名师大课堂】2025年高考化学艺术生总复习必备（教师课件）

第八章　水溶液中的离子反应平衡 第23讲　电离平衡 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 01 考 点 一 02 考 点 二 03 考 点 三 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 考点一　弱电解质的电离平衡及其影响因素 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 强酸 强碱 大部分盐 弱酸 弱碱 水 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 相等 保持不变 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 ＝ ≠ 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 向右 增大 向右 增大 向左 减小 向右 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 电解质 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 B 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 答案：D 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 考点二　电离平衡常数 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 弱电解质本身的性质 温度 升高温度 容易电离 较大 一 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 C 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 CH3COOH>H2CO3>HClO 醋酸的电离平衡常数比H2CO3的大，醋酸酸性 较强，较强的酸可制备较弱的酸 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 B 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 增大 增大 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 考点三　一元强酸(碱)和一元弱酸(碱)的比较 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 大 小 小 大 相同 相同 大 小 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 相同 小 小 少 大 大 多 相同 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 AB 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 C 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 谢 谢 观 看 按ESC键退出全屏播放 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 1．强、弱电解质 2．弱电解质的电离方程式的书写 (1)弱电解质 ①一元弱酸。如CH3COOH：_______________________________。 ②多元弱酸，分步电离，分步书写且第一步电离程度远远大于第二步的电离程度，如H2CO3：_________________________________________。 ③多元弱碱，分步电离，一步书写。如Fe(OH)3： __________________________。 CH3COOH⥫⥬H＋＋CH3COO－ H2CO3⥫⥬H＋＋HCOeq \o\al(－,3)、HCOeq \o\al(－,3)⥫⥬H＋＋COeq \o\al(2－,3) Fe(OH)3⥫⥬Fe3＋＋3OH－ NaHSO4===Na＋＋HSOeq \o\al(－,4) (2)弱酸的酸式盐 ①在水溶液中，强酸的酸式盐完全电离，弱酸的酸式盐中酸式酸根离子不完全电离。如 NaHSO4：__________________________ NaHCO3：__________________________；______________________。 ②在熔融状态时，NaHSO4：__________________________。 [注意]　“强等号，弱可逆，多元弱酸分步离”。 NaHSO4===Na＋＋H＋＋SOeq \o\al(2－,4) NaHCO3===Na＋＋HCOeq \o\al(－,3) HCOeq \o\al(－,3)⥫⥬H＋＋COeq \o\al(2－,3) 3．电离平衡 (1)概念 在一定条件(如温度、浓度等)下，弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成分子的速率________，溶液中各分子和离子的浓度都____________的状态叫电离平衡状态。 [注意]　任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡，达到平衡时，弱电解质在该条件下达到最大电离程度。 (2)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： (3)电离平衡的特征 4．电离平衡的影响因素 (1)内因：弱电解质本身的性质。 (2)外因 ①温度：温度升高，电离平衡________移动，电离程度________。 ②浓度：稀释溶液，电离平衡________移动，电离程度________。 ③同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡________移动，电离程度________。 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________移动。 一、常见的强、弱电解质 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(强电解质\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(强酸6种：HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4,强碱4种：KOH、NaOH、CaOH2、BaOH2,绝大多数盐包括BaSO4、CaCO3等难溶性盐,金属氧化物如Na2O等)),\a\vs4\al(弱电,解质)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(弱酸：HClO、H2S、H2SO3、H2CO3、H3PO4、CH3COOH、H2SiO3,弱碱：NH3·H2O、FeOH3、AlOH3等H2O)))) 二、外界因素对电离平衡的影响 以醋酸溶液中存在的电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋　ΔH>0为例，外界因素对电离平衡的影响见下表： 改变 条件 平衡移动方向 n(H＋) c(H＋) c(CH3COO－) c(CH3COOH) 电离程 度(α) 导电 能力 加水 稀释 向右 增大 减小 减小 减小 增大 减弱 加少量 冰醋酸 向右 增大 增大 增大 增大 减小 增强 通入 HCl(g) 向左 增大 增大 减小 增大 减小 增强 加 NaOH(s) 向右 减小 减小 增大 减小 增大 增强 加醋 酸钠(s) 向左 减小 减小 增大 增大 减小 增强 加入镁粉 向右 减小 减小 增大 减小 增大 增强 升高温度 向右 增大 增大 增大 减小 增大 增强 常温下，一元酸HA的Ka(HA)＝1.0×10-3，在某体系中，H＋与A－离子不能穿过隔膜，未电离的 HA 可自由穿过该膜（如图所示）。 设溶液中c总(HA)＝c(HA)＋c(A－)，当达到平衡时，下列叙述正确的是(　　) A．溶液Ⅰ中c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－) B．溶液Ⅱ中的HA的电离度（ eq \f(c(A－),c总(HA))）为 eq \f(1,101) C．溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等 D．溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4 解析：常温下溶液I的pH＝7.0，则溶液I中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10-7mol/L，c(H＋)＜c(OH－)＋c(A－)，A错误；常温下溶液Ⅱ的pH＝1.0，溶液中c(H＋)＝0.1 mol/L，Ka＝ eq \f(c(H＋)·c(A－),c(HA))＝1.0×10-3，c总(HA)＝c(HA)＋c(A－)，则 eq \f(0.1c(A－),c总(HA)－c(A－))＝1.0×10-3，解得 eq \f(c(A－),c总(HA))＝ eq \f(1,101)，B正确；根据题意，未电离的HA可自由穿过隔膜，故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等，C错误；常温下溶液Ⅰ的pH＝7.0，溶液Ⅰ中c(H＋)＝1×10-7mol/L， Ka＝ eq \f(c(H＋)·c(A－),c(HA))＝1.0×10-3，c总(HA)＝c(HA)＋c(A－)， eq \f(10-7[c总(HA)－c(HA)],c(HA))＝1.0×10-3，溶液Ⅰ中c总(HA)＝(104＋1)c(HA)，溶液Ⅱ的pH＝1.0，溶液Ⅱ中c(H＋)＝0.1 mol/L，Ka＝ eq \f(c(H＋)·c(A－),c(HA))＝1.0×10-3，c总(HA)＝c(HA)＋c(A－)， eq \f(0.1[c总(HA)－c(HA)],c(HA))＝1.0×10-3，溶液Ⅱ中c总(HA)＝1.01c(HA)，未电离的HA可自由穿过隔膜，故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等，溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HA)之比为[(104＋1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]＝(104＋1)∶1.01≈104，D错误；答案选B。 甲酸(HCOOH)是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐，通过离子交换树脂（含固体活性成分R3N，R为烷基）因静电作用被吸附回收，其回收率（被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数）与废水初始pH关系如图（已知甲酸Ka＝1.8×10-4），下列说法不正确的是(　　) A．活性成分R3N在水中存在平衡：R3N＋H2O⥫⥬R3NH＋＋OH－ B．pH＝5的废水中c(HCOO－)∶c(HCOOH)＝18 C．废水初始pH<2.4，随pH下降，甲酸的电离被抑制，与R3NH＋作用的HCOO－数目减少 D．废水初始pH>5，离子交换树脂活性成分主要以R3NH＋形态存在 解析：活性成分R3N中N能与水电离出的H＋形成配位键，因此在水中存在平衡：R3N＋H2O⥫⥬R3NH＋＋OH－，A项正确；pH＝5的废水中，c(H＋)＝10-5 mol·L-1，根据甲酸Ka＝ eq \f(c(H＋)·c(HCOO－),c(HCOOH))＝1.8×10-4，得 eq \f(c(HCOO－),c(HCOOH))＝ eq \f(Ka,c(H＋))＝ eq \f(1.8×10-4,10-5)＝18，B项正确；废水初始pH<2.4，随pH下降，c(H＋)增大，电离平衡HCOOH⥫⥬HCOO－＋H＋逆向移动，甲酸的电离被抑制，c(HCOO－)减小，与R3NH＋作用的HCOO－数目减少，C项正确；废水初始pH>5时回收率小于10%，说明吸附在树脂上的甲酸根较少，活性成分主要以R3N形态存在，D项错误。 1．电离平衡常数 (1)表达式： ①对于一元弱酸HA：HA⥫⥬H＋＋A－，平衡常数K＝_______________。 ②对于一元弱碱BOH： BOH⥫⥬B＋＋OH－，平衡常数K＝________________。 ③对于AB⥫⥬A＋＋B－，K＝________________。 eq \f(cH＋·cA－,cHA) eq \f(cB＋·cOH－,cBOH) eq \f(cA＋·cB－,cAB) (2)影响因素： 电离平衡常数的决定因素是______________________。外界因素中，电离平衡常数只与________有关，____________，K值增大。 (3)特点： ①在相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越____________，所对应的酸(或碱)的酸性(或碱性)相对________。 ②多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2……，所以其酸性决定于第______步电离。 2．电离度(α) (1)概念： 当弱电解质在溶液里达到电离平衡时，溶液中已经电离的电解质分子数占溶液中原有的电解质的分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分数。 α＝eq \f(已电离的电解质分子数,溶液中原有的电解质的分子总数)×100% ＝eq \f(已电离的电解质物质的量,溶液中原有的电解质的物质的量的总量)×100% ＝eq \f(已电离的电解质物质的量浓度,溶液中原有的电解质的总物质的量浓度)×100% (2)意义：衡量弱电解质的电离程度，在相同条件下(浓度、温度相同)，不同弱电解质的电离度越大，弱电解质的电离程度越大。 (3)影响因素： 加水稀释或升高温度都能增大电离度。 (4)电离度(α)与电离平衡常数(Ka、Kb)之间的关系 ①一元弱酸(以CH3COOH为例) 设常温下，浓度为c mol·L－1的醋酸的电离度为α 　　　　　　 CH3COOH⥫⥬CH3COO－＋H＋ 起始(mol·L－1) c 0 0 转化(mol·L－1) c·α c·α c·α 平衡(mol·L－1) c－cα≈c c·α c·α Ka＝eq \f(cα·cα,c)＝cα2、α＝eq \r(\f(Ka,c))，c(H＋)＝cα＝eq \r(Ka·c)。 ②一元弱碱(如NH3·H2O，电离常数为Kb) 同理可得：Kb＝cα2，c(OH－)＝cα＝eq \r(Kb·c)。 一、电离平衡常数及其应用 1．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。 2．判断盐溶液的碱性(或酸性)强弱：电离平衡常数越大，对应的盐水解程度越小，其盐溶液的碱性(或酸性)越弱。 3．判断复分解反应能否发生：一般符合“强酸制弱酸”规律，电离平衡常数大的酸(或碱)可以制电离平衡常数小的酸(或碱)。 4．判断微粒浓度比值的变化：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，但电离平衡常数不变，题目中经常利用电离平衡常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如：0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中加水稀释，eq \f(cCH3COO－,cCH3COOH)＝eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH·cH＋)＝eq \f(Ka,cH＋)，c(H＋)减小，K值不变，则eq \f(cCH3COO－,cCH3COOH)增大。 二、电离平衡常数的计算 “三段式”法求电离平衡常数 求电离平衡常数的模板(以弱电解质HX为例) 　　　　　HX　　⥫⥬　　H＋　＋　X－ 起始浓度 c(HX) 0 0 浓度变化 c(H＋) c(H＋) c(X－) 平衡浓度 c(HX)－c(H＋) c(H＋) c(H＋) 则Ka＝eq \f(c2H＋,cHX－cH＋)。 由于弱酸只有极少一部分电离，c(H＋)的数值很小，可作近似处理：c(HX)－c(H＋)≈c(HX)，则Ka＝eq \f(c2H＋,cHX)，代入数值求解即可。 下列关于电离平衡常数K的说法正确的是(　　) A．电离平衡常数只与温度有关，升高温度，K减小 B．K与温度无关 C．K越小，表示弱电解质的电离能力越弱 D．多元弱酸各步电离平衡常数的关系为K1<K2<K3 解析：同一种弱酸的电离平衡常数只与温度有关，电离属于吸热过程，升高温度，电离平衡正向移动，K增大，A、B错误；电离平衡常数越小，说明弱电解质的电离程度越弱，C正确；多元弱酸分步电离，以第一步电离为主，第一步电离产生的H＋对下一步电离起抑制作用，则各步电离平衡常数的关系为K1>K2>K3，D错误。 已知25 ℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示。请回答下列问题： 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平衡常数 1.8×10-5 Ka1＝4.3×10-7 Ka2＝5.6×10-11 3.0×10-8 (1)H2CO3的Ka1、Ka2差别很大，试从电离平衡角度解释其原因 　 。 第一步电离产生的H＋对第二步电离起到抑制作用，且HCO eq \o\al(－,3)是阴离子， 从阴离子中电离出H＋比较困难 (2)写出CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序　 　。 (3)写出同浓度的CH3COO－、HCO eq \o\al(－,3)、CO eq \o\al(2-,3)、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序　 　。 (4)在Na2CO3溶液中加CH3COOH能产生CO2气体，试从电离平衡常数的角度解释其原因　 　 。 CO eq \o\al(2-,3)>ClO－>HCO eq \o\al(－,3)>CH3COO－ (5)下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大，而电离平衡常数不变的操作是　 　（填序号）。 A．升高温度 B．加水稀释 C．加少量的CH3COONa固体 D．加少量冰醋酸 (6)现有0.1 mol·L-1CH3COOH溶液，升高温度，CH3COOH的电离程度如何变化　 （填“增大”“减小”或“不变”，下同）；加水稀释， eq \f(c(H＋),c(CH3COOH))如何变化　 。 解析：(5)弱酸的电离为吸热过程，升高温度，电离平衡常数增大，电离平衡常数只与温度有关，只要温度不变，电离平衡常数就不变；加水稀释可使CH3COOH的电离程度增大；加入少量CH3COONa固体，其电离出的C3COO－抑制CH3COOH的电离；加入冰醋酸，醋酸浓度增大，电离程度减小。 (6)升高温度，能促进CH3COOH的电离；加水稀释， eq \f(c(H＋),c(CH3COOH))增大。根据 eq \f(c(H＋),c(CH3COOH))＝ eq \f(c(H＋)·c(CH3COO－),c(CH3COOH)·c(CH3COO－))＝ eq \f(Ka,c(CH3COO－))，加水稀释，Ka不变，c(CH3COO－)减小，所以 eq \f(c(H＋),c(CH3COOH))增大。 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 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 一元强酸 ______ ______ ________　 ________ ______ 一元弱酸 ______ ______ ______ 2．相同pH，相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较 比较项目 c(H＋) 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 一元强酸 ________ ______ ______ ______ ________ 一元弱酸 ______ ______ ______ (注：一元强碱与一元弱碱的比较规律与以上类似。) 3．图象法理解稀释规律(以盐酸和醋酸为例) (1)同体积、同浓度的盐酸和醋酸比较 加水稀释相同的倍数，醋酸的pH大 加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多 (2)同体积、同pH的盐酸和醋酸比较 加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多 1．强酸与弱酸的比较 同浓度时，溶液中c(H＋)：强酸>弱酸 同pH时，溶液中c(H＋)相等，酸的浓度：弱酸>强酸 2．判断强弱电解质的方法(以酸HA为例) (1)从是否完全电离的角度判断。 强电解质在溶液中完全电离，弱电解质部分电离。据此，判断方法如下： ①测定0.1 mol·L－1HA溶液的pH。若pH＝1，则为强酸；若pH>1，则为弱酸。 ②与同浓度的盐酸比较导电性。若导电性与盐酸相同，则为强酸；若导电性比盐酸弱，则为弱酸。 ③与同浓度的盐酸比较和足量活泼金属反应的速率。若反应速率相同，则为强酸；若反应速率比盐酸慢，则为弱酸。 (2)从是否存在电离平衡的角度判断。 在水溶液中，强电解质不存在电离平衡，弱电解质存在电离平衡，且一定条件下会发生移动。据此，判断方法如下： ①将pH＝1的HA稀释100倍后测pH。若pH＝3，则为强酸；若pH<3则为弱酸。 ②升高温度前后测溶液pH。若升高温度溶液pH明显减小，则为弱酸。 ③测量等pH、等体积的HA与盐酸分别与过量活泼金属反应产生的H2量。若与盐酸产生H2量相等，则为强酸；若比盐酸产生H2量多，则为弱酸。 (3)从酸根离子是否水解的角度判断。 强酸酸根离子不水解，弱酸酸根离子易水解。据此，判断方法如下：常温下测NaA的pH。若pH＝7，则为强酸；若pH>7，则为弱酸。 （双选）常温下，将等体积，pH均为3的HA和HB溶液分别加水稀释，溶液pH的变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．HA的酸性比HB的强 B．将pH为11的氨水与pH为3的HB溶液 等体积混合后，溶液可能呈中性 C．氨水与HA溶液混合后的溶液中一定存在： c（NH eq \o\al(＋,4)）>c(A－)>c(H＋)>c(OH－) D．加水稀释100倍后，c(A－)>c(B－) 解析：常温下pH相同的一元酸稀释相同的倍数，pH变化较大的酸酸性较强，根据图知，稀释相同倍数HA的pH变化较大，则酸性：HA>HB，A正确；一水合氨和HB都是弱电解质且都是一元的，如果Ka(HB)＝Kb(NH3·H2O)，则Kh(B－)＝Kh（NH eq \o\al(＋,4)），则pH＝11的氨水和pH＝3的HB溶液等体积混合后二者恰好完全反应生成正盐，因为B－、NH eq \o\al(＋,4)水解程度相等，则溶液呈中性，B正确；如果混合溶液呈酸性，则c(H＋)>c(OH－)，溶液中存在电荷守恒c(H＋)＋c（NH eq \o\al(＋,4)）＝c(A－)＋c(OH－)，所以c（NH eq \o\al(＋,4)）<c(A－)，C错误；加水稀释相同倍数后溶液中pH越小，c(H＋)越大，溶液中酸根离子浓度越大，则c(A－)<c(B－)，D错误。 （2024·开封模拟）在体积都为1 L、pH都等于2的盐酸和醋酸溶液中投入0.65 g锌粒。如图所示符合客观事实的是(　　) 解析：因盐酸为强酸、醋酸为弱酸，故pH都等于2的盐酸和醋酸溶液中，c(HCl)＝0.01 mol·L-1，而c(CH3COOH)>0.01 mol·L-1，1 L溶液中n(HCl)＝0.01 mol，n(CH3COOH)>0.01 mol。A项，相同时间内pH变化较大的应为HCl，错误；B项，产生H2的速率大的应为CH3COOH，错误；D项，相同时间内c(H＋)变化较大的为HCl，错误。 $$