内容正文:
第15课 弱电解质的电离平衡
《范汝广说化学》编写
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核心知识点一 弱电解质的电离平衡
核心知识点二 电离平衡常数
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核心知识点一 弱电解质的电离平衡
1.弱电解质的电离概念
(1) 电离平衡的建立
在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离
子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。
(2) 电离平衡的建立与特征
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2.影响电离平衡的因素
电解质本身的性质决定着电离程度的大小,可以根据电离平衡常数进行判断。
影响弱电解质电离平衡的外界因素主要有:
(1) 浓度:浓度越小,电离程度越大。加水稀释弱电解质溶液时,弱电解
质的电离平衡向右移动,电离出的离子浓度会减小(但离子的物质的量会增多)。
(2) 温度:温度越高,电离程度越大。因弱电解质的电离是吸热过程,
升温平衡向吸热方向(即电离方向)移动。
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(3) 同离子效应:在弱电解质溶液中,加入与弱电解质具有相同离子的
强电解质,可使弱电解质的电离逆向移动。如,在醋酸溶液中加入醋酸钠晶体,
平衡逆向移动,电离程度减小。
(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
离平衡向电离方向移动。如,向醋酸溶液中加入 ,平衡正向移动,电离
程度增大。
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例1 某同学拟用计测定溶液以探究某酸 是否为弱电解质。下列说法正
确的是___。
B
A.时,若测得溶液的,则 是弱酸
B.时,若测得溶液的且,则 是弱酸
C.时,若测得溶液的,取该溶液 ,加蒸馏水稀释至
,测得,,则 是弱酸
D.时,若测得溶液的,取该溶液,升温至 ,测得
,,则 是弱酸
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[解析] 时,溶液的,可知为强酸强碱盐,则 为强酸,
A错误;时,若测得的溶液,可知 未完全电
离,为弱酸,B正确;假设为强酸,取的该溶液 ,加蒸
馏水稀释至,测得此时溶液,C错误;假设 为强酸,则
为强酸强碱盐,溶液呈中性,升温至 ,促进水的电离,水的离子积常
数增大, 减小,D错误。
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例2 鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用 表示)。
已知 水溶液呈酸性,下列叙述正确的是___。
B
A.水溶液的
B.水溶液加水稀释, 升高
C.在水中的电离方程式:
D.水溶液中:
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[解析] 为强酸弱碱盐,电离出的 会发生水解,离子的水解较为微弱,
因此水溶液的,A错误;稀释 溶液时,溶液
向7靠近,B正确;在水中的电离方程式应为, 错
误;根据电荷守恒可知, 溶液中存在
, 错误。
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例3 硫及其化合物在日常生活、工业生产中都非常普遍。
(1)在水中,硫酸是一种强酸,但实际上只有第一步电离是完全的,第二步
电离并不完全,电离方程式可表示为: ,
。
①时,溶液的___(填“ ”“ ”或“ ”)7。
②的稀硫酸中, ,则硫酸第二步电离
的电离常数为_____________(保留三位有效数字)。
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[解析] 在水中,硫酸是一种强酸,但实际上只有第一步电离是完全的,第二步
电离并不完全,电离方程式可表示为: ,
。第一步完全电离,可电离出的 ,故第
二步电离出的和 ,
,则
。
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(2)液态水中,水存在自偶电离: 。平常书写的
,实际上是纯水或水溶液中的缩写。如 在水中电离,完整写法是
。
① 液态的醋酸(用表示)中,同样存在 的自偶电离,其方程式可表示
为__________________________。
② 用醋酸作溶剂时,硫酸是一种二元弱酸。将少量 溶于冰醋酸中,第
一步电离的完整写法是______________________________。
[解析] 的自偶电离可模仿 的自偶电离书写,在醋酸中加入少量硫酸,
硫酸的电离受到抑制,所以是部分电离。
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核心知识点二 电离平衡常数
1.电离平衡常数 的表达式
(1) 一元弱酸的电离常数:根据 ,可表示为
。
(2) 一元弱碱的电离常数:根据 ,可表示为
。
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2.电离平衡常数的特点
(1) 电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度, 值增大。
(2) 电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱, 越大,表示弱电解质越
易电离,酸性或碱性越强。
(3) 多元弱酸的各级电离常数的大小关系是 ,故其
酸性取决于第一步电离。
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3.电离度
(1) 电离度:在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电
解质分子数占原电解质分子总数的百分比。
(2) ,
也可表示为
(3) 影响电离度的因素
① 相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度 越小。
② 相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度 越大。
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例4 室温下,通过下列实验探究 的性质。
已知:, 。
实验1:将气体通入水中,测得溶液 。
实验2:将气体通入溶液中,当溶液 时停止
通气。
实验3:将气体通入酸性 溶液中,当溶液恰好褪色
时停止通气。
下列说法正确的是___。
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A.实验1所得溶液中:
B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得 固体
D.实验3所得溶液中:
√
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[解析] 实验1得到的是溶液,实验2得到溶液的,含有 ,实
验3中和酸性溶液发生了氧化还原反应。在 溶液中,电荷守
恒关系式为: ,则
,错误;实验2中溶液的 为4,依据
,则,溶液中 ,
错误; 溶液在蒸干、灼烧的过程中,会被空气中的氧气氧化为
,C错误;实验3发生的反应为
,恰好完全反应后
, 正确。
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例5 按要求回答下列问题。
(1)已知室温下的电离平衡常数 ,则
溶液中, 的电离度为____。
[解析] 先按“三段式”求出,再求 的电离度。
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(2)已知次氯酸的电离平衡常数为 ,向
的溶液中滴加少量硫酸,再加水稀释至 ,此时
测得,则溶液中___________ 。
[解析] 设为,则电离平衡时 为
,为,代入 电离平衡常数表达式,
可解得 。
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(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的
平衡常数值为___________已知:的 ;
。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为___________。
[解析] 为二元弱碱,第一步电离的方程式为 ,
再根据已知:的及 ,可推
导出 第一步电离平衡常数
。
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(4)已知,的, 的
,。若氨水的浓度为 ,则溶
液中的_________。将通入该氨水中,当溶液中 为
时,溶液中的 _____。
0.62
[解析] 可根据的求得;后一空可根据的 求得。
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例6(1)碳氢化合物完全燃烧生成和。常温常压下,空气中的 溶
于水,达到平衡时,溶液的, 。
若忽略水的电离及的第二级电离,则 的电离常数
___________已知: 。
[解析] 由 得
。
(2)已知室温时,某一元酸在水中有 发生电离,此酸的
电离常数约为_________。
[解析] 按“三段式”即可求解。
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(3)在下,将的氨水与 的盐酸等体积混合,反
应平衡时溶液中 ,则溶液显____(填“酸”“碱”或“中”)性。
用含的代数式表示的电离常数 ______。
中
[解析] 该溶液中的电荷守恒关系式为 ,因
,故有 ,溶液显中性。两溶液等体积混合
后,, ,
,可求得的电离常数 。
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(4)常温下,将的醋酸与 溶液等体积混合,充
分反应后,溶液中存在 ,则该混合溶液中醋酸的电离
常数_______(用含和 的代数式表示)。
[解析] 根据电荷守恒 ,由于
,所以
,进而可求得混合溶液中醋酸的电离常数 。
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(5)时,向含的溶液中滴加 氨水,溶液呈中性,则所
滴加氨水的浓度为_____。已知
[解析] 根据溶液呈中性可知 ,
。设加入的氨水的浓度为 ,混合溶液的
体积为,由,得 。
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