第15讲 电离平衡常数（暑假预习讲义）新高二化学人教版

第15讲 电离平衡常数 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.掌握电离常数和电离度表达式的意义，了解影响电离常数和电离度大小的因素。 2.理解电离常数和电离度大小与弱电解质相对强弱的关系。 3.掌握溶液加水稀释弱电解质溶液时粒子浓度的变化的分析方法。 预习重点 电离常数的计算、电离常数的影响因素及其应用、溶液中粒子浓度的分析方法。 预习难点 电离常数的影响因素及其应用、溶液中粒子浓度的分析方法 情｜境｜启｜思 当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系，这些组分的浓度存在什么关系？改变不同的条件会让离子的浓度发生什么变化？下图中的电离平衡常数又什么意思？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 电离平衡常数 1.电离(平衡)常数的概念 在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对一元弱酸或一元弱碱来说，溶液中弱电解质电离生成的各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数，这个常数叫作电离平衡常数，简称电离常数，用K表示。弱酸、弱碱的电离常数通常分别用 、 来表示。 2.电离常数的表示方法 (1)一元弱酸(HA)和一元弱碱(BOH) 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)多元弱酸和多元弱碱 多元弱酸的电离是分步进行的，每步均有电离常数，通常用Ka1、Ka2、Ka3等表示。如H2SO3是二元弱酸，发生分步电离：H2SO3H++HSO3-、HSO3-H++SO32-，则第一步和第二步电离常数分别为 Ka1= 、Ka2= 多元弱碱的情况与多元弱酸类似。 ①在运用电离常数表达式进行计算时，表达式中各粒子浓度必须是 时的浓度。 ②多元弱酸各步电离常数大小关系为Ka1 Ka2 Ka3,因此多元弱酸的酸性主要由 电离决定。 ③多元弱酸的电离常数表达式不能合并书写，如将H2SO3的电离常数表达式写成是不正确的。 3.电离常数的影响因素 影响因素 内因（决定因素）——弱电解质本身的性质 外因——温度（电离常数通常随温度升高而 ） 4.电离常数的应用 (1)衡量弱电解质电离的难易程度。在相同条件下，K值越 ，表示该弱电解质越易 ，其酸性或碱性相对越 。 (2)判断弱酸酸性的相对强弱，进而判断某些有酸参加的复分解反应能否发生。一般符合“强酸制弱酸”规律。 如H2CO3：Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11，苯酚(C6H5OH)：Ka＝1.3×10－10，向苯酚钠(C6H5ONa)溶液中通入的CO2不论是少量还是过量，其化学方程式均为C6H5ONa＋CO2＋H2O===C6H5OH＋NaHCO3。 (3)判断微粒浓度比值的变化。如加水稀释时，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，但电离常数 ，在做题时经常可以利用电离常数不变这一特点来判断溶液中某些微粒浓度比值的变化情况。 如将0.1 mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释时，溶液中== 稀释过程中,c(H+)减小，Ka不变，则的值变大。 (4)判断电离平衡的移动方向。 向稀醋酸中加入冰醋酸，此时c(CH3COOH)增大，溶液中有关微粒的浓度商Q=＜Ka，电离平衡正向移动；反之，向溶液中通入HCl气体，因c(H+)增大，使Q＞Ka，电离平衡逆向移动。 (5)计算弱酸、弱碱溶液中的c(H＋)、c(OH－)。 稀溶液中、弱酸溶液中，c(H＋)＝，弱碱溶液中c(OH－)＝。 5.电离度 电离度指弱电解质在溶液里达到电离平衡时， 的电解质分子数占 (包括已电离的和未电离的)的百分数，即弱酸、弱碱在溶液中电离的程度，相当于化学反应中的 ，通常用α表示。 (1)表示方法 α＝×100%，也可表示为α＝×100%。 (2)影响因素 内因是弱电解质本身的性质，外因主要是弱电解质溶液的 与 。 a.浓度c对α的影响：当溶液浓度减小时，弱电解质分子电离平衡 移动，电离度 ；反之，当溶液浓度 时，电离度 。 b.温度T对α的影响：一般情况下，温度对电离度影响 ，但水的解离过程显著吸热，所以温度升高可以增大 的电离度。 (3)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 ，弱电解质的电离程度越 。 (4)电离常数K与α的关系 近似的表示为K= (其中c为弱电解质溶液的浓度)。 【例1】下列说法正确的是 A．电离平衡常数受溶液浓度的影响 B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱 C．大的酸溶液中一定比小的酸溶液中的大 D．的电离常数表达式为 【解题要点】电离平衡常数只受温度的影响，通常随温度升高而增大。 【即练1】根据下表提供的数据，判断下列离子方程式或化学方程式正确的是 化学式 电离常数 HClO K=3×10-8 H2CO3 Ka1=4×10-7 Ka2=6×10-11 A．向Na2CO3溶液中滴加少量氯水：＋2Cl2＋H2O=2Cl-＋2HClO＋CO2↑ B．向NaHCO3溶液中滴加少量氯水：2HCO＋Cl2=Cl-＋ClO-＋2CO2↑＋H2O C．向Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2：CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO D．向NaClO溶液中通入少量CO2：CO2＋NaClO＋H2O=NaHCO3＋HClO 【即练2】已知25 ℃下，醋酸溶液中各粒子存在下述关系：K==1.75×10-5，下列有关说法可能成立的是 A．25 ℃下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K=8×10-5 B．25 ℃下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K=8×10-4 C．标准状况下，醋酸溶液中K=1.75×10-5 D．升高到一定温度，K=7.2×10-5 知识点02 加水稀释弱电解质溶液时粒子浓度的变化 1.单一粒子浓度判断 加水稀释弱电解质溶液时，溶液中弱电解质电离出的离子浓度均 ，原有的电离平衡被破坏，根据勒夏特列原理，电离平衡向 反应方向移动，电离生成的离子量有所增加，但增加量无法弥补稀释导致溶液体积的增加量。则： (1)稀释弱酸溶液时，溶液中c(OH-) ，其他粒子浓度均 。 (2)稀释弱碱溶液时，溶液中c(H+) ，其他粒子浓度均 。 2.多种粒子浓度关系判断 溶液中多种粒子浓度关系一般表现为乘积或比值形式，变化情况相同的两项，其乘积变化情况 ；变化情况不同的两项，其比值变化情况与分子变化情况 。 除上述以外的情况，一般需要比较其变化程度，如果不便直接分析其变化程度，则可借助常数转化法、电荷守恒法等来分析。 (1)定性判断法 如能确定两种粒子浓度的变化程度不同，则可判断粒子浓度比值变化。 如判断向氨水中加水稀释时(忽略稀释过程中的温度变化)，溶液中的变化趋势：c(NH3·H2O)、c(OH-)均减小，但稀释导致电离平衡 ，n(NH3·H2O) 而n(OH-) ，由于二者c(OH-)处于同一溶液体系V相同，故，呈增大趋势。 (2)常数转化法 当粒子浓度的关系式表现为乘积形式或比例关系，且各项幂之和不为0(即带入后不能消去V),一般需借助电离平衡常数等对关系式进行变形，再加以讨论。 如向0.1 mol·L-1醋酸溶液加水稀释时，要判断溶液中的变化，c(CH3COO-)、c(CH3COOH)均 ，此时可根据将转化为,温度一定时，Ka、c(OH-)·c(H+)均为定值，则 。 (3)电荷守恒法 在弱电解质溶液中存在电荷守恒关系，即阳离子所带电荷总数 阴离子所带电荷总数。 ①在弱酸HA溶液中，有c(H+) = c(A-) + c(OH-); ②在弱碱BOH溶液中，有c(H+) + c(B-) = c(OH-)。 在某些情况下，可根据溶液中的电荷守恒关系对粒子浓度的关系式进行变形。 如向HClO溶液中加水稀释，要判断的变化，可根据电荷守恒c(H+)=c(ClO-)+c(OH-)，将转化为，稀释过程中c(H+)减小，c(OH-)增大，故比值减小。 【例2】将浓度为0.1 mol·L﹣1的HF溶液加水稀释，下列各量保持减小的是（    ） ①c(H＋)  ②c(F－)  ③K(HF)  ④    ⑤ A．①②④ B．①②③ C．①②⑤ D．②④⑤ 【解题要点】溶液中多种粒子浓度关系一般表现为乘积或比值形式，一般需要可借助常数转化法、电荷守恒法等来分析。 【即练3】2019年11月8日，据欧盟官方公报消息，欧盟委员会发布条例，修订芥酸和氢氰酸在部分食品中的最大含量。氢氰酸及部分弱酸的电离常数如下表： 弱酸 HCOOH HCN 电离常数 (1)依据表格中三种酸的电离常数，判断三种酸酸性由强到弱的顺序为 。 (2)向NaCN溶液中通入气体能否制得HCN？ 。若能，写出反应的化学方程式 。 (3)同浓度的、结合的能力由强到弱的顺序是 。 (4)①升高溶液的温度，HCN的电离程度如何变化？ ； ②加水稀释，如何变化？ 。 【即练4】在25 ℃时，用蒸馏水稀释1 mol·L－1氨水至0.01 mol·L－1，随溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是(　　) A. B. C. D．c(OH－) 一、单选题 1．（25-26高二上·广东肇庆·期中）室温下，向10 mL 0.1 mol/L醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是 A．溶液中的pH减小 B．CH3COO-浓度增大 C．醋酸的电离程度增大，Ka也增大 D．醋酸的Ka不变 2．（25-26高二上·河南·期中）向100 mL氨水中加入蒸馏水，将其稀释到10 L后，下列说法中正确的是 A．的电离程度减小 B．减小 C．的数目减少 D．减小 3．（25-26高二上·天津和平·期末）向10 mL醋酸中加入蒸馏水，将其稀释到1 L后，下列说法中不正确的是 A．CH3COOH的电离程度减小 B．c(CH3COO-)减小 C．H+的数目增多 D．增大 4．（25-26高二上·山东烟台·期中）25℃，醋酸溶液中存在平衡。下列说法错误的是 A．溶液中加少量冰醋酸，增大 B．升高温度，平衡正向移动，醋酸的电离常数增大 C．溶液中加水稀释，减小 D．溶液中加入等体积的盐酸，平衡逆向移动，减小 5．（25-26高二上·陕西汉中·期中）溶液的酸碱性强弱常常通过溶液的大小来比较。已知： ①电解质的电离度； ②时的。 下列说法错误的是 A．在水中的电离方程式为 B．时，氢氟酸中的电离度约为 C．常温下，等体积、等浓度的溶液的导电性比溶液的导电性弱，证明为弱电解质 D．溶液加水稀释后，电离程度减小，溶液中的比值也减小 6．（25-26高二上·江西赣州·期中）一定温度下，将一定质量的冰醋酸加蒸馏水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示，下列说法正确的是 A．向c点溶液加水，变大，不变 B．a、b、c三点溶液用1mol/LNaOH溶液中和，消耗NaOH溶液体积：a=b=c C．a、b、c三点CH3COOH的电离程度：c＜a＜b D．a、b、c三点溶液的H+浓度：a＞b＞c 7．（25-26高二上·天津·期中）醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHH+ + 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CH3COO-物质的量和浓度都减小 C．CH3COOH 溶液中加入少量的CH3COONa固体，平衡逆向移动 D．25 ℃时，欲使稀醋酸溶液的pH和电离程度都减小，可加入少量冰醋酸 8．（25-26高二上·河南洛阳·期中）根据表中数据，判断下列反应不能发生的是 物质 HCOOH HCN 电离常数(常温) A．HCOOH + NaCN = HCOONa + HCN B． C． D． 9．（25-26高二上·湖南·期中）乳酸是一种重要的化工原料，可用于制备聚乳酸生物可降解性塑料。已知常温下，乳酸的电离常数。下列有关说法正确的是 A．在乳酸稀溶液中滴加少量浓乳酸溶液，溶液中增大，乳酸电离程度增大 B．在乳酸稀溶液中滴加少量浓盐酸，乳酸的电离平衡逆向移动，溶液中变小 C．加热乳酸稀溶液，溶液中增大，乳酸的电离常数增大 D．在乳酸稀溶液中加入少量的乳酸钠固体，乳酸的电离平衡逆向移动，变小 10．（25-26高二上·四川遂宁·期中）下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数，则下列说法中不正确的是 A．碳酸的酸性弱于磷酸 B．向弱酸溶液中加少量溶液，电离平衡常数不变 C．常温下，加水稀释醋酸，不变 D．将少量的气体通入溶液中反应离子方程式为： 11．（25-26高二上·河北唐山·期中）常温下，几种弱酸的电离常数如下表所示。 弱酸 电离常数 下列说法正确的是 A．等物质的量浓度的溶液pH关系： B．向纯净的中逐滴加水，溶液的导电性、的电离度均先增大后减小 C．向溶液中通入过量，发生反应 D．常温下溶液中的电离度约为71% 二、非选择题 12．（25-26高二上·安徽淮南·期中）根据所学知识，完成下列问题。 以下是常温时，部分物质的电离平衡常数： 化学式 HCOOH HCN 电离平衡常数 (1)书写HCN的电离方程式：_____。 (2)根据以上数据，写出将少量通入溶液反应的离子方程式为：_____。 (3)比较、、酸性由强到弱顺序是_____。 (4)常温下，将溶液加水稀释，下列数值变大的是_____（填字母）。 A．    B．    C． (5)下列能使甲酸溶液中的电离程度增大的操作是_____（填序号）。 A．通HCl气体  B．升温  C．加水  D．加入固体  E．加入固体 13．（25-26高二上·天津南开·期中）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。回答下列问题： (1)已知和的电离常数如下表所示。 煤的气化过程中产生的有害气体可用溶液吸收，写出该反应的化学方程式：______。 (2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ①   ②   ③   总反应：的______；一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高的转化率，可以采取的措施是______(填序号)。 a．高温高压    b．加入催化剂    c．减少的浓度 d．增加的浓度    e．分离出二甲醚 (3)已知反应②某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入，反应到某时刻测得各组分的浓度如下： 物质 浓度/() 0.44 0.6 0.6 ①该反应平衡常数表达式为______。 ②比较此时正、逆反应速率的大小：______(填“>”、“<”或“=”)。 ③若加入后，经反应达到平衡，此时______；该时间内反应速率______。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15讲 电离平衡常数 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.掌握电离常数和电离度表达式的意义，了解影响电离常数和电离度大小的因素。 2.理解电离常数和电离度大小与弱电解质相对强弱的关系。 3.掌握溶液加水稀释弱电解质溶液时粒子浓度的变化的分析方法。 预习重点 电离常数的计算、电离常数的影响因素及其应用、溶液中粒子浓度的分析方法。 预习难点 电离常数的影响因素及其应用、溶液中粒子浓度的分析方法 情｜境｜启｜思 当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系，这些组分的浓度存在什么关系？改变不同的条件会让离子的浓度发生什么变化？下图中的电离平衡常数又什么意思？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 电离平衡常数 1.电离(平衡)常数的概念 在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对一元弱酸或一元弱碱来说，溶液中弱电解质电离生成的各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数，这个常数叫作电离平衡常数，简称电离常数，用K表示。弱酸、弱碱的电离常数通常分别用Ka、Kb来表示。 2.电离常数的表示方法 (1)一元弱酸(HA)和一元弱碱(BOH) 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)多元弱酸和多元弱碱 多元弱酸的电离是分步进行的，每步均有电离常数，通常用Ka1、Ka2、Ka3等表示。如H2SO3是二元弱酸，发生分步电离：H2SO3H++HSO3-、HSO3-H++SO32-，则第一步和第二步电离常数分别为 Ka1=、Ka2= 多元弱碱的情况与多元弱酸类似。 ①在运用电离常数表达式进行计算时，表达式中各粒子浓度必须是平衡时的浓度。 ②多元弱酸各步电离常数大小关系为Ka1≫Ka2≫Ka3,因此多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。 ③多元弱酸的电离常数表达式不能合并书写，如将H2SO3的电离常数表达式写成是不正确的。 3.电离常数的影响因素 影响因素 内因（决定因素）——弱电解质本身的性质 外因——温度（电离常数通常随温度升高而增大） 4.电离常数的应用 (1)衡量弱电解质电离的难易程度。在相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，其酸性或碱性相对越强。 (2)判断弱酸酸性的相对强弱，进而判断某些有酸参加的复分解反应能否发生。一般符合“强酸制弱酸”规律。 如H2CO3：Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11，苯酚(C6H5OH)：Ka＝1.3×10－10，向苯酚钠(C6H5ONa)溶液中通入的CO2不论是少量还是过量，其化学方程式均为C6H5ONa＋CO2＋H2O===C6H5OH＋NaHCO3。 (3)判断微粒浓度比值的变化。如加水稀释时，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，但电离常数不变，在做题时经常可以利用电离常数不变这一特点来判断溶液中某些微粒浓度比值的变化情况。 如将0.1 mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释时，溶液中== 稀释过程中,c(H+)减小，Ka不变，则的值变大。 (4)判断电离平衡的移动方向。 向稀醋酸中加入冰醋酸，此时c(CH3COOH)增大，溶液中有关微粒的浓度商Q=＜Ka，电离平衡正向移动；反之，向溶液中通入HCl气体，因c(H+)增大，使Q＞Ka，电离平衡逆向移动。 (5)计算弱酸、弱碱溶液中的c(H＋)、c(OH－)。 稀溶液中、弱酸溶液中，c(H＋)＝，弱碱溶液中c(OH－)＝。 5.电离度 电离度指弱电解质在溶液里达到电离平衡时，已电离的电解质分子数占原来总分子数(包括已电离的和未电离的)的百分数，即弱酸、弱碱在溶液中电离的程度，相当于化学反应中的平衡转化率，通常用α表示。 (1)表示方法 α＝×100%，也可表示为α＝×100%。 (2)影响因素 内因是弱电解质本身的性质，外因主要是弱电解质溶液的浓度与温度。 a.浓度c对α的影响：当溶液浓度减小时，弱电解质分子电离平衡正向移动，电离度增大；反之，当溶液浓度增大时，电离度减少。 b.温度T对α的影响：一般情况下，温度对电离度影响不大，但水的解离过程显著吸热，所以温度升高可以增大水的电离度。 (3)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。 (4)电离常数K与α的关系 近似的表示为K=cα²(其中c为弱电解质溶液的浓度)。 【例1】下列说法正确的是 A．电离平衡常数受溶液浓度的影响 B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱 C．大的酸溶液中一定比小的酸溶液中的大 D．的电离常数表达式为 【答案】B 【详解】A．对于同一弱电解质的稀溶液来说，电离平衡常数是温度的函数，只与温度有关，与溶液浓度无关，故A错误； B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，电解质越弱电离平衡常数越小，故B正确； C．酸溶液中既跟酸的电离常数有关，也跟酸溶液的浓度有关，大的酸溶液中不一定比小的酸溶液中的大，故C错误； D．碳酸是分步电离的，第一步电离常数的表达式为，第二步电离常数的表达式为，故D错误； 选B。 【解题要点】电离平衡常数只受温度的影响，通常随温度升高而增大。 【即练1】根据下表提供的数据，判断下列离子方程式或化学方程式正确的是 化学式 电离常数 HClO K=3×10-8 H2CO3 Ka1=4×10-7 Ka2=6×10-11 A．向Na2CO3溶液中滴加少量氯水：＋2Cl2＋H2O=2Cl-＋2HClO＋CO2↑ B．向NaHCO3溶液中滴加少量氯水：2HCO＋Cl2=Cl-＋ClO-＋2CO2↑＋H2O C．向Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2：CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO D．向NaClO溶液中通入少量CO2：CO2＋NaClO＋H2O=NaHCO3＋HClO 【答案】D 【解析】A．向Na2CO3溶液中滴加少量氯水，不能生成二氧化碳，应该生成碳酸氢根，故A错误；B．据表中电离平衡常数可知酸性强弱HClO＞，向NaHCO3溶液中滴加少量氯水，氯水中的H+和碳酸氢根反应生成二氧化碳和水，次氯酸不能和碳酸氢钠反应，产物应为次氯酸，故B错误；C．向Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2，由于二氧化碳过量，产物应为碳酸氢钙，故C错误；D．据表中电离平衡常数可知酸性强弱H2CO3＞HClO＞，向NaClO溶液中通入少量CO2生成次氯酸和碳酸氢钠，反应的化学方程式为CO2＋NaClO＋H2O=NaHCO3＋HClO，故D正确；故答案为：D。 【即练2】已知25 ℃下，醋酸溶液中各粒子存在下述关系：K==1.75×10-5，下列有关说法可能成立的是 A．25 ℃下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K=8×10-5 B．25 ℃下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K=8×10-4 C．标准状况下，醋酸溶液中K=1.75×10-5 D．升高到一定温度，K=7.2×10-5 【答案】D 【详解】K为醋酸的电离常数，只与温度有关，与离子浓度无关，温度不变，平衡常数不变，A、B均错误； C．由于醋酸电离过程吸热，则升高温度，K增大，降低温度，K减小，所以标准状况下(0 ℃)，K应小于1.75×10-5，C错误； D．升高温度，平衡常数增大，故K应大于1.75×10-5，D正确； 故答案为：D。 知识点02 加水稀释弱电解质溶液时粒子浓度的变化 1.单一粒子浓度判断 加水稀释弱电解质溶液时，溶液中弱电解质电离出的离子浓度均减少，原有的电离平衡被破坏，根据勒夏特列原理，电离平衡向正反应方向移动，电离生成的离子量有所增加，但增加量无法弥补稀释导致溶液体积的增加量。则： (1)稀释弱酸溶液时，溶液中c(OH-)增大，其他粒子浓度均减小。 (2)稀释弱碱溶液时，溶液中c(H+)增大，其他粒子浓度均减小。 2.多种粒子浓度关系判断 溶液中多种粒子浓度关系一般表现为乘积或比值形式，变化情况相同的两项，其乘积变化情况相同；变化情况不同的两项，其比值变化情况与分子变化情况相同。 除上述以外的情况，一般需要比较其变化程度，如果不便直接分析其变化程度，则可借助常数转化法、电荷守恒法等来分析。 (1)定性判断法 如能确定两种粒子浓度的变化程度不同，则可判断粒子浓度比值变化。 如判断向氨水中加水稀释时(忽略稀释过程中的温度变化)，溶液中的变化趋势：c(NH3·H2O)、c(OH-)均减小，但稀释导致电离平衡右移，n(NH3·H2O)减小而n(OH-)增加，由于二者c(OH-)处于同一溶液体系V相同，故，呈增大趋势。 (2)常数转化法 当粒子浓度的关系式表现为乘积形式或比例关系，且各项幂之和不为0(即带入后不能消去V),一般需借助电离平衡常数等对关系式进行变形，再加以讨论。 如向0.1 mol·L-1醋酸溶液加水稀释时，要判断溶液中的变化，c(CH3COO-)、c(CH3COOH)均减小，此时可根据将转化为,温度一定时，Ka、c(OH-)·c(H+)均为定值，则不变。 (3)电荷守恒法 在弱电解质溶液中存在电荷守恒关系，即阳离子所带电荷总数等于阴离子所带电荷总数。 ①在弱酸HA溶液中，有c(H+) = c(A-) + c(OH-); ②在弱碱BOH溶液中，有c(H+) + c(B-) = c(OH-)。 在某些情况下，可根据溶液中的电荷守恒关系对粒子浓度的关系式进行变形。 如向HClO溶液中加水稀释，要判断的变化，可根据电荷守恒c(H+)=c(ClO-)+c(OH-)，将转化为，稀释过程中c(H+)减小，c(OH-)增大，故比值减小。 【例2】将浓度为0.1 mol·L﹣1的HF溶液加水稀释，下列各量保持减小的是（    ） ①c(H＋)  ②c(F－)  ③K(HF)  ④    ⑤ A．①②④ B．①②③ C．①②⑤ D．②④⑤ 【答案】A 【详解】HF溶液中存在电离平衡：HF(aq)H+(aq)+F-(aq)，加水稀释过程中，促进HF电离，根据勒夏特列原理可知，溶液中c(HF)、c(H＋)、c(F－)都会减小，稀释过程中温度不变，相关常数不变，即KW、K(HF)都不会改变；稀释过程中，水的电离程度逐渐增大，因此n(H＋)增加的量大于n(F-)，因此稀释过程中逐渐减小；==，因此该比值逐渐增大，综上所述，稀释过程中始终保持减小的是①②④，故答案为A。 【解题要点】溶液中多种粒子浓度关系一般表现为乘积或比值形式，一般需要可借助常数转化法、电荷守恒法等来分析。 【即练3】2019年11月8日，据欧盟官方公报消息，欧盟委员会发布条例，修订芥酸和氢氰酸在部分食品中的最大含量。氢氰酸及部分弱酸的电离常数如下表： 弱酸 HCOOH HCN 电离常数 (1)依据表格中三种酸的电离常数，判断三种酸酸性由强到弱的顺序为 。 (2)向NaCN溶液中通入气体能否制得HCN？ 。若能，写出反应的化学方程式 。 (3)同浓度的、结合的能力由强到弱的顺序是 。 (4)①升高溶液的温度，HCN的电离程度如何变化？ ； ②加水稀释，如何变化？ 。 【答案】(1) (2) 能 (3) (4) 增大 增大 【解析】【小题1】电离常数越大酸性越强，依据表格中三种酸的电离常数，判断三种酸酸性强弱的顺序为； 故答案为：； 【小题2】由于，向NaCN溶液中通入气体可制得HCN，但只能生成，不能生成； 故答案为：能；； 【小题3】电离常数越大，逆反应的常数越小，即结合的能力越小； 故答案为：； 【小题4】①升高温度促进电离，HCN的电离程度增大； 故答案为：增大； ②加水稀释，减小，由于电离常数不变，则增大； 故答案为：增大。 【即练4】在25 ℃时，用蒸馏水稀释1 mol·L－1氨水至0.01 mol·L－1，随溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是(　　) A. B. C. D．c(OH－) 【答案】A 【解析】一水合氨是弱电解质，加水稀释，一水合氨的电离平衡右移，n(OH－)和n(NH)增大，n(NH3·H2O)减小，但c(OH－)和c(NH)减小。A、B、C各项中，分子、分母同乘溶液体积，浓度之比等于物质的量之比。 一、单选题 1．（25-26高二上·广东肇庆·期中）室温下，向10 mL 0.1 mol/L醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是 A．溶液中的pH减小 B．CH3COO-浓度增大 C．醋酸的电离程度增大，Ka也增大 D．醋酸的Ka不变 【答案】D 【详解】A．加水稀释，醋酸电离平衡正向移动，氢离子的物质的量增大，但溶液体积增大的程度远大于氢离子物质的量增大的程度，则氢离子的浓度减小，pH增大，A错误； B．加水稀释，醋酸电离平衡正向移动，CH3COO-的物质的量增大，但体积增大占主导，CH3COO-浓度减小，B错误； C．加水稀释，弱电解质电离程度增大；但电离平衡常数只与温度有关，温度不变，Ka不变，C错误； D．加水稀释过程中，温度不变，醋酸的Ka不变，D正确； 故答案选D。 2．（25-26高二上·河南·期中）向100 mL氨水中加入蒸馏水，将其稀释到10 L后，下列说法中正确的是 A．的电离程度减小 B．减小 C．的数目减少 D．减小 【答案】B 【详解】A．氨水中存在电离平衡，加水稀释时，平衡正向移动，氨水的电离程度增大，但、、均减小，A错误； B．由A中分析可知减小，B正确； C．平衡正向移动，的数目增大，C错误； D．的电离常数，则有，由于温度不变，则不变，减小，则增大，故增大，D错误； 故选B。 3．（25-26高二上·天津和平·期末）向10 mL醋酸中加入蒸馏水，将其稀释到1 L后，下列说法中不正确的是 A．CH3COOH的电离程度减小 B．c(CH3COO-)减小 C．H+的数目增多 D．增大 【答案】A 【详解】A．稀释醋酸溶液，电离平衡正向移动，电离程度增大，A错误； B．稀释后溶液体积增大，c(CH3COO-)浓度减小，B正确； C．电离平衡正向移动，电离产生的H+数目增多，C正确； D．温度不变，稀释过程中不变，c(CH3COO-)减小，所以比值 增大，D正确； 答案选A。 4．（25-26高二上·山东烟台·期中）25℃，醋酸溶液中存在平衡。下列说法错误的是 A．溶液中加少量冰醋酸，增大 B．升高温度，平衡正向移动，醋酸的电离常数增大 C．溶液中加水稀释，减小 D．溶液中加入等体积的盐酸，平衡逆向移动，减小 【答案】D 【详解】A．加入冰醋酸会增加反应物浓度，促使平衡右移，但CH3COO⁻的浓度由电离程度和总浓度共同决定。虽然电离度可能降低，但总浓度增加导致CH3COO⁻的绝对浓度增大，A正确； B．电离是吸热过程，升温使平衡正向移动，电离常数Ka随温度升高而增大，B正确； C．由醋酸电离常数可知溶液中，溶液中加水稀释，c(H+)减小，醋酸电离常数不变，则减小，减小，C正确； D．加入等浓度盐酸会显著增加H+浓度，虽然平衡逆向移动，但H+的总浓度由盐酸主导，实际增大而非减小，D错误； 故选D。 5．（25-26高二上·陕西汉中·期中）溶液的酸碱性强弱常常通过溶液的大小来比较。已知： ①电解质的电离度； ②时的。 下列说法错误的是 A．在水中的电离方程式为 B．时，氢氟酸中的电离度约为 C．常温下，等体积、等浓度的溶液的导电性比溶液的导电性弱，证明为弱电解质 D．溶液加水稀释后，电离程度减小，溶液中的比值也减小 【答案】D 【详解】A．HF为弱酸，属于弱电解质，在水中部分电离，电离方程式为，A正确； B．时氢氟酸中电离出，，，的，解得，的电离度，B正确； C．常温下，等体积、等浓度的溶液的导电性比溶液的导电性弱，说明HF部分电离，证明为弱电解质，C正确； D．溶液加水稀释，电离平衡正向移动，HF电离程度增大，减小，溶液中，温度不变，不变，减小，比值增大，D错误； 故选D。 6．（25-26高二上·江西赣州·期中）一定温度下，将一定质量的冰醋酸加蒸馏水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示，下列说法正确的是 A．向c点溶液加水，变大，不变 B．a、b、c三点溶液用1mol/LNaOH溶液中和，消耗NaOH溶液体积：a=b=c C．a、b、c三点CH3COOH的电离程度：c＜a＜b D．a、b、c三点溶液的H+浓度：a＞b＞c 【答案】B 【详解】A．由电离常数可知，溶液中=，向c点溶液加水稀释时，醋酸的电离常数Ka不变，溶液中醋酸根离子浓度减小，则和的值减小，溶液中=，则的值不变，A错误； B．由稀释定律可知，醋酸溶液加水稀释时，溶液中醋酸的物质的量不变，中和能力不变，所以a、b、c三点溶液用等浓度的氢氧化钠溶液中和时，消耗氢氧化钠溶液的体积相同，即a=b=c，B正确； C．醋酸溶液加水稀释时，溶液的浓度减小，电离程度增大，由图可知，a、b、c三点醋酸的浓度依次减小，则a、b、c三点醋酸的电离程度大小顺序为a＜b＜c，C错误； D．由图可知，溶液中导电能力大小顺序为b＞a＞c，则溶液中氢离子浓度大小顺序为b＞a＞c，D错误； 故选B。 7．（25-26高二上·天津·期中）醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHH+ + 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CH3COO-物质的量和浓度都减小 C．CH3COOH 溶液中加入少量的CH3COONa固体，平衡逆向移动 D．25 ℃时，欲使稀醋酸溶液的pH和电离程度都减小，可加入少量冰醋酸 【答案】B 【详解】A．电离吸热，升温使电离平衡正向移动，Ka增大，故A正确； B．“越稀越电离”，醋酸稀释时，虽然CH3COO-的浓度降低，但电离度增加导致其物质的量增加，故B错误； C．加入少量的CH3COONa固体，CH3COO-的浓度增大，CH3COOHH+ + CH3COO-平衡逆向移动，故C正确； D．加入冰醋酸，CH3COOH浓度增大，CH3COOHH+ + CH3COO-正向移动，氢离子浓度增大，pH减小，根据“越稀越电离”，醋酸的电离程度降低，故D正确； 选B。 8．（25-26高二上·河南洛阳·期中）根据表中数据，判断下列反应不能发生的是 物质 HCOOH HCN 电离常数(常温) A．HCOOH + NaCN = HCOONa + HCN B． C． D． 【答案】B 【分析】根据表中数据可知，越大，酸性越强，因此酸性：，根据强酸制弱酸原理进行分析； 【详解】A．酸性强于，反应可以发生，A正确； B．酸性弱于，无法通过强酸制弱酸生成，反应不能发生，B错误； C．的酸性强于，反应可以发生，C正确； D．酸性强于，反应可以发生，D正确； 故答案选B。 9．（25-26高二上·湖南·期中）乳酸是一种重要的化工原料，可用于制备聚乳酸生物可降解性塑料。已知常温下，乳酸的电离常数。下列有关说法正确的是 A．在乳酸稀溶液中滴加少量浓乳酸溶液，溶液中增大，乳酸电离程度增大 B．在乳酸稀溶液中滴加少量浓盐酸，乳酸的电离平衡逆向移动，溶液中变小 C．加热乳酸稀溶液，溶液中增大，乳酸的电离常数增大 D．在乳酸稀溶液中加入少量的乳酸钠固体，乳酸的电离平衡逆向移动，变小 【答案】C 【详解】A．向稀乳酸溶液中加入浓乳酸，溶液浓度增大，虽然增大，但电离度（电离的比例）减小，电离程度即电离度，A错误； B．加入浓盐酸会增加浓度，导致电离平衡逆向移动，但总因盐酸的加入而增大，B错误； C．加热促进乳酸电离，增大，且电离常数随温度升高而增大，C正确； D．加入乳酸钠会抑制电离，但仅与温度有关，温度不变则不变，D错误； 故答案选C。 10．（25-26高二上·四川遂宁·期中）下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数，则下列说法中不正确的是 A．碳酸的酸性弱于磷酸 B．向弱酸溶液中加少量溶液，电离平衡常数不变 C．常温下，加水稀释醋酸，不变 D．将少量的气体通入溶液中反应离子方程式为： 【答案】D 【分析】值越大，酸的酸性越强 ，因此根据表中的值，可以比较酸性由强至弱依次为：、、、、、、，据此分析选项。 【详解】A．由于碳酸的值小于磷酸的，因此碳酸的酸性弱于磷酸，A正确； B．弱酸的电离平衡常数仅与酸本身和环境温度有关，加少量溶液对温度几乎没有影响，故电离平衡常数不变，B正确； C．对式子上下同时乘以，得，温度不变，这是一个定值，因此常温下，加水稀释醋酸，不变，C正确； D．已知酸性＞＞，故将少量的气体通入溶液中只能生成和，反应离子方程式为：，D错误； 故选D。 11．（25-26高二上·河北唐山·期中）常温下，几种弱酸的电离常数如下表所示。 弱酸 电离常数 下列说法正确的是 A．等物质的量浓度的溶液pH关系： B．向纯净的中逐滴加水，溶液的导电性、的电离度均先增大后减小 C．向溶液中通入过量，发生反应 D．常温下溶液中的电离度约为71% 【答案】D 【详解】A．由表可知，的最大，酸性最强，pH最小；HCOOH的大于HClO但小于，故pH高于但低于HClO，因此，等物质的量浓度的三者pH从高到低为：HClO＞HCOOH＞，A错误； B．HCOOH为弱酸，在稀释弱酸时，电离度持续增大，随着电离程度的增加，离子浓度会先增加，之后随着稀释的进行，离子浓度会减小，因此溶液的导电性会先增大后减小，B错误； C．与过量反应时，具有强氧化性，会将氧化，反应为，C错误； D．由表可知的，对于的，，由于，故，解得，因此 的电离度为，D正确； 答案选D。 二、非选择题 12．（25-26高二上·安徽淮南·期中）根据所学知识，完成下列问题。 以下是常温时，部分物质的电离平衡常数： 化学式 HCOOH HCN 电离平衡常数 (1)书写HCN的电离方程式：_____。 (2)根据以上数据，写出将少量通入溶液反应的离子方程式为：_____。 (3)比较、、酸性由强到弱顺序是_____。 (4)常温下，将溶液加水稀释，下列数值变大的是_____（填字母）。 A．    B．    C． (5)下列能使甲酸溶液中的电离程度增大的操作是_____（填序号）。 A．通HCl气体  B．升温  C．加水  D．加入固体  E．加入固体 【答案】(1) (2) (3) (4)BC (5)BCE 【详解】（1）HCN是弱酸，部分电离，用可逆号表示，故为。 （2）酸性顺序为H2CO3 > HCN > HCO，少量CO2与CN⁻反应生成HCN和HCO，故为。 （3）电离平衡常数越大，酸性越强。由数据可知：酸性。 （4）A．氨水加水稀释时，c(OH-)减小，Kw不变，故c(H+)增大，故减小，不符合题意；     B．氨水加水稀释时，越稀越电离，故增大，符合题意；   C．氨水加水稀释时，c(OH-)减小，，故增大，符合题意； 故选BC。 （5）A．通HCl，c(H+)增大，抑制HCOOH电离； B．升温，弱电解质电离吸热，促进电离； C．加水，稀释促进电离； D．加HCOONa，c(HCOO-)增大，抑制电离； E．加NaOH，OH-消耗H+，促进电离。 故选BCE。 13．（25-26高二上·天津南开·期中）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。回答下列问题： (1)已知和的电离常数如下表所示。 煤的气化过程中产生的有害气体可用溶液吸收，写出该反应的化学方程式：______。 (2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ①   ②   ③   总反应：的______；一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高的转化率，可以采取的措施是______(填序号)。 a．高温高压    b．加入催化剂    c．减少的浓度 d．增加的浓度    e．分离出二甲醚 (3)已知反应②某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入，反应到某时刻测得各组分的浓度如下： 物质 浓度/() 0.44 0.6 0.6 ①该反应平衡常数表达式为______。 ②比较此时正、逆反应速率的大小：______(填“>”、“<”或“=”)。 ③若加入后，经反应达到平衡，此时______；该时间内反应速率______。 【答案】(1) (2) ce (3) > 【详解】（1）氢硫酸、碳酸均为二元弱酸，根据表格可知，，根据强酸制弱酸的原理，该反应的化学方程式为； （2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ①   ②   ③   根据盖斯定律①×2+②+③可得，=； a．高温时平衡逆向移动，高压时平衡正向移动，所以平衡移动的方向不确定，CO的转化率不一定提高，a不符合题意； b．加入催化剂，可同时加快正、逆反应速率，但CO的平衡转化率不变，b不符合题意； c．减少CO2的浓度，平衡正向移动，CO的转化率提高，c符合题意； d．增加CO的浓度，虽然平衡正向移动，但CO的转化率降低，d不符合题意； e．分离出CH3OCH3，平衡正向移动，CO的转化率提高，e符合题意； 故答案为：ce； （3）①该反应平衡常数表达式。 ②此时Qc=<400，反应向正向进行，正反应速率大于逆反应速率； ③假设反应的甲醇的浓度为xmol/L，则平衡时甲醇的浓度为（0.44-x）mol/L，二甲醚的浓度为（0.6+0.5x）mol/L，水蒸气的浓度为（0.6+0.5x）mol/L，则根据平衡常数计算，解x=0.4mol/L，则平衡时甲醇的浓度为0.44-0.4=0.04mol/L；根据系数关系，起始甲醇的浓度为，该时间内反应速率。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $