第九章 第41讲 电离平衡(复习讲义)-【优学精研】2026年高考化学一轮总复习学用word
2026-01-13
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦电离平衡专题,涵盖弱电解质电离平衡及影响因素、电离平衡常数及应用等核心考点,依据课标要求从电离、离子反应、化学平衡角度系统梳理电解质水溶液组成与性质,通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节帮助学生构建知识网络,突破重难点。
讲义创新采用多维度判断策略(如利用电离程度、盐类水解等四维度证明弱电解质)和分层计算训练(单一溶液、混合溶液、图像分析电离常数),结合高考真题演练,培养学生科学思维与证据推理能力,设置基础到综合的分层练习,确保高效复习,助力学生提升应考能力,为教师把控复习节奏提供有力支持。
内容正文:
第41讲 电离平衡
课标要求
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.能运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及影响因素
1.弱电解质电离平衡的影响因素
(1)内因:弱电解质本身的性质——决定因素。
(2)外因
外界条件
电离平衡移动方向
电离程度变化
温度
升高温度
向右移动
增大
浓度
加水稀释
向右移动
增大
同离子效应
向左移动
减小
加入能与之反应的物质
向右移动
增大
2.实例
(1)0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+。
①加水稀释,上述平衡向 (填“左”或“右”,下同)移动,c(H+) (填“增大”或“减小”,下同),溶液的导电能力 (填“增强”或“减弱”,下同)。
②加入CH3COONa固体,上述平衡向 移动,c(H+) ,溶液的导电能力 。
③加入NaOH溶液,上述平衡向 移动,c(H+) ,溶液的导电能力 。
④升高温度,上述平衡向 移动,c(H+) ,溶液的导电能力 。
(2)常温下,①100 mL 0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液,②10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液。用“>”“=”或“<”回答下列问题。
A.c(CH3COO-):① ②。
B.CH3COOH的电离程度:① ②。
C.与相同浓度的NaOH溶液完全反应,消耗NaOH溶液的体积:① ②。
一
弱电解质的电离及溶液的导电能力
1.下列对氨水中存在的电离平衡NH3·H2ON+OH-的叙述正确的是( )
A.加水后,溶液中n(OH-)增大
B.加入少量浓盐酸,电离平衡正向移动,溶液中c(OH-)增大
C.加入少量浓NaOH溶液,电离平衡正向移动
D.加入少量NH4Cl固体,溶液中c(N)减小
2.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.a、b、c三点溶液的pH:c<a<b
B.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D.a、b、c三点溶液用1 mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液的体积:c<a<b
二
弱电解质的多维度判断
3.能证明蚁酸(HCOOH)是弱酸的实验事实是( )
A.HCOOH溶液与Zn反应放出H2
B.0.1 mol·L-1HCOOH溶液可使紫色石蕊溶液变红
C.HCOOH溶液与Na2CO3反应生成CO2
D.常温时0.1 mol·L-1HCOOH溶液的pH=2.3
判断弱电解质(HA)的四个维度
维度一 利用弱电解质不能完全电离判断
常温下配制0.1 mol·L-1的HA溶液,测其pH,若pH>1,则证明HA是弱酸。
维度二 利用弱电解质形成的盐是否水解判断
常温下,测NaA溶液的pH,若pH>7,则说明A-发生水解,即HA为弱酸。
维度三 利用弱电解质加水稀释时溶液离子浓度的变化判断
常温下,将1 mL pH=2的HA溶液加水稀释至100 mL,若溶液的pH<4,则证明HA为弱酸。
维度四 利用弱电解质溶液中电离平衡移动判断
常温下向0.1 mol·L-1的HA溶液中滴入1~2滴石蕊试液,溶液呈红色,加入一定量的NaA固体,若溶液红色变浅,说明HA的电离平衡逆向移动,则证明HA是弱酸。(注意:不能用NaA的溶液代替NaA固体)
三
一元强酸(碱)与一元弱酸(碱)的比较
4.某温度下,等体积、等c(H+)的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液中的c(H+)随溶液体积的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ表示稀释时醋酸溶液中c(H+)的变化
B.a点酸的总浓度小于b点酸的总浓度
C.b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强
D.稀释过程中,醋酸溶液中减小
一元强酸(HCl)与一元弱酸
(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸溶液
加水稀释相同的倍数,醋酸溶液的pH大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸溶液
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸溶液加入的水多
考点二 电离平衡常数及应用
1.电离平衡常数表达式
(1)一元弱酸或弱碱
一元弱酸(HA)
一元弱碱(BOH)
电离方程式
HAH++A-
BOHB++OH-
电离常数表达式
Ka=
Kb=
(2)多元弱酸(以H2CO3为例)
第一步电离
第二步电离
电离方程式
H2CO3H++HC
HCH++C
电离常数表达式
Ka1=
Ka2=
电离常数关系
Ka1 (填“>”或“<”)Ka2
2.电离平衡常数的影响因素
(1)内因:相同温度下,电解质越弱,其电离平衡常数 ,反之,电离平衡常数 。
(2)外因:电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K 。
3.电离平衡常数的意义
(1)反映弱电解质的相对强弱,电离平衡常数越大,弱电解质的电离能力越强。
(2)多元弱酸的各步电离平衡常数的大小关系是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。
4.电离度
(1)概念
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)表示方法
α=×100%,
也可表示为α=×100%。
如一元弱酸HA,c(H+)=c0(HA)·α。
(3)影响因素
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越 。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越 。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)H2CO3的电离常数表达式:Ka=。( )
(2)相同温度时电离常数越大,表示电解质的电离能力越强。( )
(3)常温下向0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa晶体,醋酸的电离常数减小。( )
(4)向氨水中滴加相同浓度的CH3COOH溶液,先增大再减小。( )
(5)电离常数大的酸溶液中c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大。( )
一
电离常数及应用
1.已知:常温下,Ka(HF)=6.3×10-4、Ka(HCN)=6.2×10-10。下列说法正确的是( )
A.同pH的HF溶液和HCN溶液,溶质的物质的量浓度:c(HF)>c(HCN)
B.同物质的量浓度的HF溶液和HCN溶液,溶液pH:HF>HCN
C.向NaCN溶液中滴加HF溶液,反应的离子方程式为CN-+HFHCN+F-
D.将NaF溶液和HCN溶液混合,反应的离子方程式为F-+HCNHF+CN-
2.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
(1) ;
(2) ;
(3) 。
判断溶液中微粒浓度比值的常用方法
(1)将浓度之比转化为物质的量之比进行比较,这样分析起来可以忽略溶液体积的变化,只需分析微粒数目的变化即可。
(2)“假设法”,如上述问题(1),假设无限稀释,c(CH3COO-)趋近于0,c(H+)趋近于10-7mol·L-1,故比值变小。
(3)“凑常数”,解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的浓度,转化为一个常数与某种粒子浓度的乘积或相除的关系。
二
电离常数的相关计算
3.(单一溶液)已知常温下,0.1 mol·L-1 NH3·H2O的pH=11,则NH3·H2O的电离常数Kb= 。
4.(混合溶液)常温下,向a mol·L-1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b mol·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),则醋酸的电离常数Ka= (用含a和b的代数式表示)。
5.(利用图像计算)已知草酸为二元弱酸:H2C2O4HC2+H+ Ka1,HC2C2+H+ Ka2。常温下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2、C2三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
则常温下:(1)Ka1= 。
(2)Ka2= 。
(3)pH=2.7时,溶液中= 。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2024·吉林高考)用柠檬酸去除水垢:柠檬酸酸性强于碳酸。( )
(2)(2023·天津高考)磷酸第二步电离平衡常数表达式为Ka2=。( )
(3)(2023·天津高考)已知pKa=-lg Ka,则25 ℃时pKa的大小:CHF2COOH<CH2FCOOH。( )
(4)(2023·广东高考)1 mol·L-1的NaCl溶液导电性比同浓度醋酸强的原因是NaCl溶液的pH比醋酸的高。( )
2.(2024·上海高考34题节选)已知H2CO3的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。c(H+)=8.4×10-9 mol·L-1,c(HC)=1×10-4 mol·L-1时,c(H2CO3)为 。
3.(2023·山东高考20题节选)T1温度下,HCOOH电离平衡常数为Ka,当HCOOH平衡浓度为x mol·L-1时,H+浓度为 mol·L-1。
4.(2024·广东高考19题节选)在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下,某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的Ka。
a.选择合适的指示剂HIn,Ka(HIn)=3.6×10-20;其钾盐为KIn。
b.向KIn溶液中加入HX,发生反应:In-+HXX-+HIn。KIn起始的物质的量为n0(KIn),加入HX的物质的量为n(HX),平衡时,测得随的变化曲线如图。
已知:该溶剂本身不电离,钾盐在该溶剂中完全电离。
(1)计算Ka(HA)。(写出计算过程,结果保留两位有效数字)
(2)在该溶剂中,Ka(HB) Ka(HA);Ka(HB) Ka(HIn)。(填“>”“<”或“=”)
提示:完成课后作业 第九章 第41讲
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第九章 水溶液中的离子反应与平衡
第41讲 电离平衡
【考点·全面突破】
考点一
必备知识夯实
2.(1)①右 减小 减弱 ②左 减小 增强 ③右 减小 增强 ④右 增大 增强 (2)< > =
关键能力突破
1.A 向氨水中加水,能促进NH3·H2O的电离,溶液中n(OH-)增大,A项正确;向氨水中加入少量浓盐酸,H+与OH-反应导致溶液中c(OH-)减小,B项错误;加入浓NaOH溶液会导致NH3·H2O的电离平衡逆向移动,C项错误;向氨水中加入少量NH4Cl固体,溶液中c(N)增大,D项错误。
2.C 湿润pH试纸,相当于加水稀释,从题图来看,导电能力增强,c(H+)增大,pH减小。
3.D A、B项,只能证明蚁酸具有酸性,不能证明其酸性强弱,错误;C项,只能证明蚁酸的酸性比碳酸强,错误;D项,0.1 mol·L-1 HCOOH溶液的pH=2.3,说明HCOOH未完全电离,正确。
4.C 等体积、等c(H+)的盐酸和醋酸溶液稀释相同倍数时,盐酸中c(H+)变化较大,故曲线Ⅰ表示盐酸稀释时c(H+)的变化,曲线Ⅱ表示醋酸溶液稀释时c(H+)的变化,A错误;醋酸是弱酸,盐酸是强酸,等体积、等c(H+)的盐酸和醋酸溶液中酸的浓度:醋酸>盐酸,稀释相同倍数时酸的浓度:醋酸>盐酸,即a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度,B错误;阴、阳离子所带电荷相同时,溶液导电能力与离子浓度成正比,两溶液中c(H+):b>c,则溶液导电能力:b>c,C正确;稀释促进醋酸的电离,溶液中n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,则醋酸稀释过程中,
=,比值增大或Ka=,=,加水稀释过程中,Ka不变,c(CH3COO-)减小,增大,D错误。
考点二
必备知识夯实
1.(1) (2) > 2.(1)越小 越大 (2)增大
4.(3)①小 ②大
易错辨析
(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
关键能力突破
1.C 由电离常数可知,氢氟酸的酸性强于氢氰酸,氢氟酸在溶液中的电离程度大于氢氰酸,则pH相同的氢氟酸溶液的浓度小于氢氰酸溶液,A错误;氢氟酸的酸性强于氢氰酸,则浓度相同的氢氟酸溶液中的氢离子浓度大于氢氰酸溶液,HF溶液的pH小于氢氰酸溶液,B错误;由较强酸制较弱酸的原理可知,氰酸钠溶液能与氢氟酸溶液反应生成氟化钠和氢氰酸,反应的离子方程式为CN-+HFHCN+F-,C正确;由较强酸制较弱酸的原理可知,氢氰酸溶液与氟化钠溶液不能反应生成氢氟酸和氰酸钠,D错误。
2.(1)变小 (2)不变 (3)不变
解析:(3)将该式变为=,温度不变,故该比值不变。
3.10-5
解析:NH3·H2ON+OH-,溶液中c(N)≈c(OH-)=10-3 mol·L-1,Kb==≈10-5。
4.
解析:由电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-),由元素守恒有c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),溶液呈中性,所以c(CH3COOH)=c(Cl-)。
CH3COOHCH3COO-+H+
- 10-7
Ka==。
5.(1)10-1.2 (2)10-4.2 (3)1 000
解析:(1)由题给图像可知pH=1.2时,c(HC2)=c(H2C2O4),则Ka1=10-1.2。(2)pH=4.2时,c(HC2)=c(C2),则Ka2=10-4.2。(3)由电离常数表达式可知,===1 000。
【真题·体验品悟】
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.2.0×10-6 mol·L-1
解析:Ka1=,代入数据计算得c(H2CO3)=2.0×10-6 mol·L-1。
3.
解析:HCOOHHCOO-+H+,设平衡时c(H+)=a mol·L-1,则Ka==,a=。
4.(1)由图可知,当=1.0时,=3.0,设起始时c(KIn)=c(HA)=c mol·L-1,达到平衡时HA转化的浓度为x mol·L-1,列三段式:
In-+HAA-+HIn
起始浓度/(mol·L-1) c c 0 0
转化浓度/(mol·L-1) x x x x
平衡浓度/(mol·L-1) c-x c-x x x
则=3.0,解得x=0.25c,该反应的平衡常数K1===,代入数据得K1===,故Ka(HA)=Ka(HIn)=4.0×10-21 (2)> >
解析:(2)根据图像可知,当=1.0时,<1.0,设起始时KIn、HB的浓度均为c mol·L-1,达到平衡时HB转化的浓度为y mol·L-1,列三段式:
In-+HBB-+HIn
起始浓度/(mol·L-1) c c 0 0
转化浓度/(mol·L-1) y y y y
平衡浓度/(mol·L-1)c-y c-y y y
则<1.0,y>0.5c,K2===,y>0.5c,c-y<0.5c,代入数据得K2=>1,即Ka(HB)>Ka(HIn),结合Ka(HA)=Ka(HIn),知Ka(HB)>Ka(HA)。
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