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(三)
电离平衡
|课|标|要|求|
1.了解电解质、弱电解质、强电解质的概念,学会辨析强、弱电解质。
2. 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。
3.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关的计算。
微课时突破 1 基础知识一课过
(零散知识系统化,为深化学习奠基)
一、
二、
逐点清(一) 弱电解质的电离平衡
三、
目 录
逐点清(二) 电离平衡常数及电离度
课时跟踪检测
逐点清(一) 弱电解质的电离平衡
(一)强、弱电解质
1.概念和物质类别
输入你的标题
系统知识
比较项目 强电解质 弱电解质
概念 在水溶液里或熔融状态下能够完全电离的电解质 在水溶液里部分电离的电解质
化合物类型 绝大多数盐、强酸、强碱等 弱酸、弱碱、水等
续表
不
同
点 电解质存在的形式 只存在电解质电离产生的阴、阳离子,不存在电解质分子 存在大量电解质分子,存在少量电解质电离产生的离子
电离过程 不可逆,不存在电离平衡,电离方程式用“=== ”连接 可逆,存在电离平衡,电离方程式用“⥫⥬ ”连接
电离程度 完全电离 不完全电离
化学键 离子键或某些极性键 某些极性键
相同点 在水溶液里都能产生自由移动的离子,都是电解质
一元弱酸 如CH3COOH⥫⥬ _____________
一元弱碱 如NH3·H2O⥫⥬ ____________
多元弱酸
(分步电离,分步书写) 如H2CO3⥫⥬ ___________,HC ⥫⥬ ___________
2.电离方程式的书写
(1)强电解质:“强等号”,如H2SO4的电离方程式为
。
(2)弱电解质:“弱可逆”。
H2SO4 === 2H+ +S
CH3COO-+H+
N+OH-
H++HC
H++C
多元弱碱(分步电离,一步书写) 如Fe(OH)3⥫⥬ ___________
两性物质
(双向电离) 如Al(OH)3+H2O⥫⥬ [Al(OH)4]-+H+、Al(OH)3 ⥫⥬ Al3++3OH-
酸式盐 强酸的酸式盐 如NaHSO4在水溶液中的电离:NaHSO4 === Na++H+ +S;熔融状态下的电离:NaHSO4(熔融) === Na++HS
弱酸的酸式盐 如NaHCO3的电离:NaHCO3 === Na++HC、
HC⥫⥬ H++C
Fe3++3OH-
续表
(二)弱电解质的电离平衡
1.电离平衡的本质
在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质分子电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到平衡。
2.电离平衡的建立与特征
=
≠
(1)开始时,v(电离) ,而v(结合)为 。
(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。
(三)影响电离平衡的因素
1.内因
电解质 决定了其电离程度的大小。
最大
0
>
=
本身的性质
2.外因
(1)温度:电离是吸热过程,升高温度,电离平衡 移动。
(2)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越 ,越易电离。
(3)相同离子:在弱电解质溶液中加入与弱电解质有相同离子的强电解质时,电离平衡 移动。
(4)反应离子:加入与弱电解质电离出的离子能够发生反应的离子时,电离平衡 移动。
正向
小
逆向
正向
3.外界条件对电离平衡的影响
以0.1 mol·L-1CH3COOH溶液为例CH3COOH(aq) ⥫⥬ CH3COO-(aq)+ H+(aq) ΔH>0
改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 导电能力
加水稀释 正向 ______ 减小 ______
加入少量冰醋酸 正向 增大 ______ 增强
通入HCl(g) 逆向 ______ 增大 增强
加入NaOH(s) 正向 减小 减小 ______
加入CH3COONa(s) 逆向 减小 减小 ______
升高温度 正向 增大 ______ 增强
增大
减弱
增大
增大
增强
增强
增大
4.电解质溶液的导电能力
电解质溶液的导电能力取决于溶液中自由移动离子的浓度和离子所带电荷数,自由移动离子的浓度越 、离子所带电荷数越 ,导电能力越强。
[注意] ①一般情况下,加水稀释时,弱电解质电离产生离子的浓度减小,并非溶液中所有离子的浓度都减小。如CH3COOH溶液加水稀释时,c(CH3COO-)、c(H+)减小,但c(OH-)反而增大。②电离平衡正向移动,电离程度不一定增大,如向CH3COOH溶液中加入冰醋酸,CH3COOH电离程度减小。
大
多
输入你的标题
基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)(2024·江苏卷)用0.1 mol·L-1 NaOH溶液分别中和等体积的0.1 mol·L-1 H2SO4溶液和0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,H2SO4消耗的NaOH溶液多,说明酸性:H2SO4>CH3COOH ( )
(2)(人教版教材习题)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强 ( )
(3)(人教版教材习题)中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸,中和盐酸所需氢氧化钠的物质的量多于醋酸 ( )
×
×
×
(4)氨气溶于水,当NH3·H2O电离出的c(OH-)=c(N)时,表明NH3·H2O电离处于平衡状态 ( )
(5)碳酸的电离方程式为H2CO3 ⥫⥬ 2H++C ( )
(6)向氨水中滴加酚酞变红色,说明NH3·H2O是弱电解质 ( )
(7)电离平衡正向移动,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大 ( )
(8)25 ℃时,0.1 mol·L-1 CH3COOH加水稀释,各离子浓度均减小 ( )
(9)电离平衡正向移动,弱电解质的电离度一定增大 ( )
×
×
×
×
×
×
2.(2025·山东潍坊一模)常温下,在0.1 mol·L-1 CH3COOH稀溶液中存在电离平衡:CH3COOH ⥫⥬ H++CH3COO-,关于该电离平衡,下列叙述不正确的是( )
A.适当升高温度,平衡正向移动
B.加入少量CaCO3粉末,平衡正向移动
C.加入少量CH3COONa固体,平衡逆向移动
D.滴加少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液中增大
√
解析:醋酸的电离是吸热过程,升高温度,平衡正向移动,电离程度增大,A正确;加入的CaCO3粉末与H+反应放出CO2,溶液中c(H+)减小,平衡正向移动,B正确;加入少量CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)增大,平衡逆向移动,C正确;滴加少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动,c(CH3COO-)减小,c(CH3COOH)增大,故减小,D错误。
[归纳总结]
判断弱电解质的三个角度
角度1:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离。如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH>1。
角度2: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溶液加水稀释10倍后,1<pH<2。
角度3:弱电解质形成的盐类能水解。如判断CH3COOH为弱酸可利用下面两个实验:
(1)配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞溶液,溶液变为浅红色。
(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH,pH>7。
逐点清(二) 电离平衡常数及电离度
输入你的标题
系统知识
1.电离平衡常数
(1)定义
一定温度下,在达到电离平衡时,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中 的分子的浓度之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,用K(一般弱酸用Ka,弱碱用Kb)表示。
未电离
(2)表达式
酸或碱 电离方程式 电离常数表达式
一元弱酸HA HA⥫⥬ H++A- Ka=
一元弱碱BOH BOH⥫⥬ B++OH- Kb=
二元弱酸H2A H2A⥫⥬ H++HA-
HA-⥫⥬ H++A2- Ka1=
Ka2=
(3)特点
①电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增大。
②电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K值越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。
③对于多元弱酸或弱碱:Ka1>Ka2>…,Kb1>Kb2>…。因为多元弱酸或弱碱的各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3…,故其酸性或碱性取决于第一步电离。
2.电离度
(1)概念:一定条件下,当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来弱电解质总分子数的百分数。
(2)表达式:α=×100%。
3.电离平衡常数(K)与电离度(α)的定量关系
一定温度下,当电离常数很小时,电离度与电离常数有如下关系:K=c·α2或α=。如25 ℃时,2 mol·L-1氨水的电离度(已知25 ℃时,Kb=1.8×10-5)α===3×10-3=0.3%。
输入你的标题
基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)(2024·北京卷)依据一元弱酸的Ka,可推断它们同温度同浓度稀溶液的pH大小 ( )
(2)(人教版教材习题)氨水稀释时铵根离子的浓度变小,但一水合氨的电离平衡常数不变 ( )
(3)(人教版教材习题)向醋酸中加入一定量的盐酸,醋酸的电离常数变大 ( )
√
√
×
(4)H2CO3的电离平衡常数表达式:Ka= ( )
(5)电离常数大的酸溶液中的c(H+)一定大于电离常数小的溶液 ( )
(6)对于NH3·H2O ⥫⥬ N+OH-,K=,表达式中的N一定是氨水电离提供的 ( )
(7)对于0.1 mol·L-1的氨水,加水稀释后,溶液中c(N)·c(OH-) 变小 ( )
√
×
×
×
2.[双选](2024·海南卷)H2S在生态系统的硫循环中不可或缺。298 K,101 kPa时,水溶液中-2价S不同形态的分布分数如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.线a表示HS-的分布分数
B.298 K时,Na2S的pKh2约为7.0
C.1.0 L 1 mol·L-1的NaOH溶液吸
收H2S(g)的量大于1 mol
D.可以向燃气中掺入微量H2S(g)以示警燃气泄漏
√
√
解析:H2S水溶液显酸性,溶液pH增大,H2S的分布分数减小,由题图可知,线a代表H2S的分布分数,线b代表HS-的分布分数,线c代表S2-的分布分数,A项错误;Na2S在溶液中发生水解反应:S2-+ H2O ⥫⥬ HS-+OH- Kh1,HS-+H2O ⥫⥬ H2S+OH- Kh2,Kh2= ,由题图可知,当pH=7.0时,溶液中c(OH-)=c(H+)= 10-7.0 mol·L-1,且c(H2S)=c(HS-),则Kh2=10-7.0,故pKh2=-lg Kh2=7.0,B项正确;
NaOH溶液吸收等量的H2S时发生反应:NaOH+H2S === NaHS+H2O,NaHS溶液显碱性(由题图知,线b的最高点对应溶液的溶质为NaHS,溶液的pH>7),能继续吸收H2S,即1.0 L 1 mol·L-1的NaOH溶液吸收H2S(g)的量大于1 mol,C项正确;H2S有毒,不能添加到燃气中,燃气中可添加乙硫醇(CH3CH2SH),其有臭味,可以示警燃气泄漏,D项错误。
3.醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH ⥫⥬ H++CH3COO-,下列叙述不正确的是( )
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数Ka增大
B.0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,溶液中将增大
C.向CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动
D.25 ℃时,欲使CH3COOH溶液的c(H+)、电离常数Ka和电离程度都减小,可加入少量冰醋酸
√
解析:CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOH ⥫⥬ H++ CH3COO-,物质电离需要吸收热量,升高温度,电离平衡正向移动,电离常数Ka=增大,A正确;0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,电离常数Ka不变,但c(H+)、c(CH3COO-)、c(CH3COOH)都减小,溶液中=将增大,B正确;CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOH ⥫⥬ H++CH3COO-,向CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa固体,c(CH3COO-)增大,电离平衡逆向移动,C正确;CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOH ⥫⥬ H++CH3COO-,向该溶液中加入少量冰醋酸,溶液中c(H+)增大,温度不变,电离常数Ka不变,D错误。
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