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第07讲 电离平衡
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1.理解强弱电解质的含义及判断,掌握弱电解质电离方程的书写。
2.了解化学平衡常数的含义,能正确书写给定反应的平衡常数表达式。
3.能利用化学平衡常数进行有关的化学计算。
4.了解平衡移动的条件,掌握提高平衡转化率的方法,能够进行有关平衡转化率的计算。
重点01强电解质和弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质:在水溶液中和熔融状态下均以分子形式存在,不能导电的化合物。
2.强电解质和弱电解质
(1)实验探究盐酸和醋酸的电离程度
取相同体积、0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸,完成以下实验。
酸
0.1 mol·L-1盐酸
0.1 mol·L-1醋酸
pH
较小
较大
导电能力
较强
较弱
与镁条反应的现象
产生无色气泡较快
产生无色气泡较慢
实验结论
实验表明盐酸中c(H+)更大,说明盐酸的电离程度大于醋酸的电离程度
【易错提醒】HCl在水中完全电离,无HCl分子,为强电解质;CH3COOH在水中部分电离 ,有醋酸分子,为弱电解质。
(2)强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能全部电离的电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
电解质在溶液中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有电解质分子
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①大部分盐(包括难溶性盐);
②强酸,如HCl、H2SO4等;
③强碱,如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸,如CH3COOH、HClO等;
②弱碱,如NH3·H2O等;
③水
【方法技巧】
【易错提醒】
1CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电,是因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电,不是其本身电离出离子,故应为非电解质。单质、溶液既不是电解质,也不是非电解质。
2电解质的强、弱与其溶解性无关。难溶的盐如AgCl、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电解质。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
①电解质的强弱是由物质的内部结构决定的,与外界因素无关,判断电解质的强弱关键是看其在水溶液中是否完全电离,完全电离则是强电解质,部分电离则是弱电解质。
②电解质的强弱与化合物所含化学键的种类没有必然联系。一般来说,离子化合物都是强电解质,弱电解质都是共价化合物,反之不一定。如AlCl3是强电解质,也是共价化合物。
③电解质的强弱与其溶解性无关。如BaSO4、CaCO3等虽难溶于水,但溶于水的部分却能完全电离,是强电解质。醋酸易溶于水,但不能完全电离,是弱电解质。
④电解质的强弱与溶液的导电能力无必然联系。溶液的导电能力与溶液中自由移动的离子的浓度、离子所带电荷数有关。强电解质溶液的导电能力不一定强,如饱和BaSO4溶液中离子浓度很小,溶液导电能力很弱;弱电解质溶液的导电能力不一定弱,如较浓的CH3COOH溶液中离子浓度较大,溶液导电能力较强。
3电解质在熔融状态下的电离,一般断裂离子键,不断裂共价键。如
NaHSO4(熔融)===Na++HSO4-
NaHCO3(熔融)===Na++HCO3-
4Al(OH)3是中学涉及的一种重要的两性氢氧化物,存在酸式电离和碱式电离。
酸式电离:Al(OH)3+H2OH++[Al(OH)4]-;
碱式电离:Al(OH)3Al3++3OH-。
5分子中含n个氢原子的酸未必是n元酸,即未必能电离出n个H+,如H3PO2(次磷酸,结构为 ),分子中虽含3个氢原子,但只有-OH能电离出H+,属于一元酸。
重点02 弱电解质的电离平衡
1.电离方程式的书写
(1)强电解质
完全电离,在写电离方程式时,用“===”。
(2)弱电解质
部分电离,在写电离方程式时,用“”。
①一元弱酸、弱碱一步电离。
如CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+,
NH3·H2O:NH3·H2ONH+OH-。
②多元弱酸分步电离,必须分步写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如H2CO3:H2CO3H++HCO(主),HCOH++CO(次)。
③多元弱碱分步电离 (较复杂),在中学阶段要求一步写出。
如Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
2.电离平衡状态
(1)概念:在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离过程就达到了电离平衡状态。
(2)建立过程
(3)电离平衡的特征
3.电离平衡的影响因素
(1)温度:弱电解质的电离一般是吸热过程,升高温度使电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大。
(2)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,离子相互碰撞结合为分子的几率越小,电离程度越大。
(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动,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发生反应的离子时,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大。
4.改变下列条件对醋酸电离平衡的影响
条件改变
平衡移动方向
c(H+)
n(H+)
电离程度
导电能力
升高温度
向右移动
增大
增大
增大
增强
加H2O
向右移动
减小
增大
增大
减弱
通HCl
向左移动
增大
增大
减小
增强
加少量NaOH(s)
向右移动
减小
减小
增大
增强
加少量CH3COONa (s)
向左移动
减小
减小
减小
增强
加少量CH3COOH
向右移动
增大
增大
减小
增强
重点03 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)
1.对于HAH++A-,电离常数Ka=
2.对于BOHB++OH-,电离常数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。
3.电离常数的影响因素
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。
(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=,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。
【方法技巧】
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)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。
用电离度比较几种弱电解质的相对强弱时,需注意所给条件(即浓度和温度)。在温度和浓度相同时,电离度的大小可以表示弱电解质的相对强弱。
(2)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)。
考向01 强电解质和弱电解质
【典例01】.(25-26高二上·福建泉州·期末)下列物质属于强电解质的是
A.HF B. C. D.NaOH
【答案】D
【分析】强电解质指在水溶液中能完全电离的化合物,主要包括强酸、强碱和大部分盐;
【详解】A.氢氟酸为弱酸,电离程度小,属于弱电解质,A不符合题意;
B.醋酸为弱酸,属于弱电解质,B不符合题意;
C.甲烷不溶于水,也不电离,属于非电解质,C不符合题意;
D.氢氧化钠是强碱,在水中完全电离为Na+和OH-,符合强电解质定义,D符合题意;
故选D。
【即时提升1-1】.(25-26高二上·广西崇左·期末)分类法是学好化学的方法之一,下列物质的分类正确的是
选项
电解质
强电解质
弱电解质
非电解质
A
B
石墨
C
无水乙醇
D
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】电解质:在水溶液里或熔融状态下能够自身电离出自由移动离子而导电的化合物。
非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能自身电离,均不能导电的化合物。
强电解质:在水溶液中或熔融状态下能够完全电离成离子的电解质。
弱电解质:在水溶液中或熔融状态下只能部分电离成离子的电解质。
【详解】A.Cu是金属单质,不是化合物,不符合电解质定义,A错误;
B.石墨是单质,不是化合物,不符合强电解质定义,B错误;
C.无水乙醇是非电解质(不电离),不符合强电解质定义,C错误;
D.熔融状态下导电,是电解质;是盐,熔融状态完全电离,是强电解质;是弱酸,是弱电解质;不电离,不导电,是非电解质,D正确;
故选D。
【即时提升1-2】.(25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测)完成下列问题。
(1)下列物质中,属于电解质的是___________(填序号,下同),属于非电解质的是___________,属于强电解质的是___________,属于弱电解质的是___________。
①H2SO4②盐酸③氯气④硫酸钡⑤乙醇⑥铜⑦H2CO3⑧氯化氢⑨CH3COOH⑩氨气⑪CO2
(2)25 ℃时,a mol·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)=10-b mol·L-1,用含a和b的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=___________。
(3)已知:25 ℃时,下列三种弱酸的电离常数:
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数
1.75×10-5
6.2×10-10
Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
回答下列问题:
①根据电离常数,判断三种酸的酸性强弱___________。
②向NaCN溶液中通入少量CO2气体,写出反应的化学方程式___________。
【答案】(1) ①④⑦⑧⑨ ⑤⑩⑪ ①④⑧ ⑦⑨
(2)
(3) CH3COOH > H2CO3>HCN NaCN + CO2+H2O=HCN +NaHCO3
【详解】(1)①H2SO4在水溶液中能完全电离,属于强电解质;②盐酸是混合物,既不是电解质也不是非电解质;③氯气是非金属单质,既不是电解质也不是非电解质;④硫酸钡溶于水中的部分能完全电离,属于强电解质;⑤乙醇自身不能电离,属于非电解质;⑥铜是金属单质,既不是电解质也不是非电解质;⑦H2CO3在水中部分电离,属于弱电解质;⑧氯化氢在水中完全电离,属于强电解质;⑨CH3COOH在水中部分电离,属于弱电解质;⑩氨气自身不能电离,属于非电解质;⑪CO2自身不能电离,属于非电解质;属于电解质的是①④⑦⑧⑨,属于非电解质的是⑤⑩⑪,属于强电解质的是①④⑧,属于弱电解质的是⑦⑨。
(2)25 ℃时,a mol·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)=10-b mol·L-1,c(CH3COO-)≈c(H+)=10-b mol·L-1,c(CH3COOH)= (a-10-b )mol·L-1,CH3COOH的电离常数Ka=。
(3)①Ka(CH3COOH)> Ka1(H2CO3)> Ka(HCN),所以三种酸的酸性强弱顺序为:CH3COOH > H2CO3>HCN。
②Ka1(H2CO3)> Ka(HCN)> Ka2(H2CO3),根据强酸制弱酸的原理,向NaCN溶液中通入少量CO2气体生成碳酸氢钠和HCN,反应的化学方程式为NaCN + CO2+H2O=HCN +NaHCO3。
考向02 弱电解质的电离平衡
【典例02】.(25-26高二上·浙江杭州·期中)下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.是弱电解质,部分电离,电离方程式应该使用可逆号,不能用等号,正确的电离方程式为,A错误;
B.是二元弱酸,分步电离,不能一步电离出和,正确的电离方程式为、,B错误;
C.是强电解质,完全电离,但弱酸的酸式酸根不能拆分为和,正确电离方程式为,C错误;
D.是强酸,属于强电解质,完全电离,电离方程式书写正确,D正确;
故答案选D。
【即时提升2-1】.(25-26高二下·河北保定·开学考试)下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.NaHSO4是强酸的酸式盐,在水溶液中完全电离出和,正确电离方程式为:,A错误;
B.是二元弱酸,属于弱电解质,电离可逆且需要分步电离,、,B错误;
C.氢氧化钡是强电解质,正确电离方程式为,C错误;
D.是弱电解质,在水溶液中部分电离,该写法是醋酸电离生成水合氢离子的正确形式,该电离方程式书写符合规则,D正确;
故选D。
【即时提升2-2】.(24-25高二·全国·寒假作业)弱电解质
部分电离,用“”表示。
(1)一元弱酸、弱碱一步电离。
的电离方程式为:___________。
(2)多元弱酸分步电离,以第一步电离为主(注意:必须分步写,不可合并)。
的电离方程式为:___________,___________。
(3)多元弱碱一步完成。
的电离方程式为:___________。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)是一元弱酸,在水溶液中部分电离,电离方程式为;
(2)是二元弱酸,在水溶液中分步电离,电离方程式为、;
(3)是二元弱碱,电离方程式为。
考向03 电离平衡常数
【典例03】.(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。
【即时提升3-1】.(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。
【即时提升3-2】.(25-26高二上·内蒙古包头·期末)某小组探究的性质。
(1)时,取一定量的冰醋酸做导电性实验,测得其导电能力随加入水量的变化如下图所示(忽略温度影响)。
①的电离方程式是______。
②______b(填“>”“<”或“=”)。
③三点对应的溶液中,的电离程度最大的是______点。
(2)时,测得的溶液,pH为2.9。
①pH为2.9的溶液中,由水电离出的______。(已知:时,)
②该温度下的电离平衡常数为______。(已知:)
③时,的溶液加水稀释过程中,下列表达式中数据变大的是______(填标号)。
A. B. C. D.
【答案】(1) > c
(2) 或 B
【详解】(1)①为弱酸,部分电离出氢离子和醋酸根离子,电离方程式是。
②a点导电性弱于b点,则b点氢离子浓度更大,pH更小,故答案为>。
③加水越多,溶液浓度越小,醋酸电离程度越大,故三点对应的溶液中,的电离程度最大的是c点;
(2)①pH为2.9的溶液中,由水电离出的;
②,的溶液,pH为2.9,则、,该温度下的电离平衡常数为;
③A.加水稀释过程中,醋酸浓度减小,减小,A错误;
B.,加水稀释过程中,醋酸根离子浓度变小,则比值增大,B正确;
C.,温度不变,其值不变,C错误;
D.,温度不变,其值不变,D错误;
故选B。
基础巩固
1.(25-26高二上·北京·期末)下列物质中,属于弱电解质的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.是盐,在水溶液中能完全电离,属于强电解质,A不符合题意;
B.是弱碱,在水溶液中只能部分电离,属于弱电解质,B符合题意;
C.是强酸,在水溶液中能完全电离,属于强电解质,C不符合题意;
D.在水溶液和熔融状态下都不能导电,属于非电解质,D不符合题意;
故答案选B。
2.(25-26高二上·四川绵阳·期末)下列食品添加剂中属于弱电解质的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.NH4HCO3(碳酸氢铵)是盐,属于强电解质,A不符合题意;
B.SO2(二氧化硫)是非电解质,它在水中反应生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸是弱电解质,B不符合题意;
C.CH3COOH(乙酸)是弱酸,在水溶液中部分电离,属于弱电解质,C符合题意;
D.KIO3(碘酸钾)是盐,属于强电解质,D不符合题意;
故选C。
3.(25-26高二上·辽宁鞍山·期中)在水溶液中,下列电离方程式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.HClO是弱酸,电离方程式,A错误;
B.氨水为弱电解质,电离方程式,B正确;
C.NaHCO3是可溶性强电解质,在水中完全电离,电离方程式,C错误;
D.H2CO3是二元弱酸,应分步电离,电离方程式,,D错误;
故选B。
4.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)在一定温度下,冰醋酸加水稀释的过程中溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.最大的是b
B.的电离程度由大到小的顺序为
C.在a点溶液中加少量水,溶液中的增大
D.在冰醋酸加水稀释过程中,先增大再减小
【答案】C
【详解】A.醋酸为弱酸,随着加水稀释,醋酸的电离程度增大,氢离子物质的量应该一直增大,c点氢离子物质的量大于b点,A错误;
B.醋酸为弱酸,随着加水稀释,醋酸的电离程度增大,醋酸的电离程度应该是c>b>a,B错误;
C.由图可知,b点对应离子浓度达到最大值,因此在b点之前溶液中加少量水,溶液中的增大,C正确;
D.醋酸为弱酸,随着加水稀释,醋酸的电离程度增大,氢离子物质的量应该一直增大,D错误;
故选C。
5.(25-26高二上·河北张家口·期末)食醋是厨房中不可或缺的调味剂,约含的醋酸()。下列对醋酸溶液认识错误的是
A.能使石蕊溶液变红 B.能溶解大理石
C.溶液中存在分子 D.溶液中存在
【答案】D
【详解】A.醋酸是酸,能使石蕊溶液变红,A正确;
B.醋酸能与大理石(主要成分碳酸钙)反应生成可溶性醋酸钙、水和二氧化碳,因此能溶解大理石,B正确;
C.醋酸是弱酸,在溶液中部分电离,存在未电离的CH3COOH分子,C正确;
D.在醋酸溶液中,根据电荷守恒,c(H+) = c(CH3COO-) + c(OH-),由于c(OH-) > 0,因此c(H+)严格大于c(CH3COO-),D错误;
6.(25-26高二上·海南·期末)为漂粉精的有效成分,使用时发生的反应为,下列有关说法错误的是
A.和均为强电解质 B.HClO为弱电解质
C.和均不是电解质 D.该反应说明酸性:
【答案】C
【详解】A.是盐类,在水溶液中完全电离,属于强电解质;CaCO3虽难溶,但溶解的部分完全电离,也属于强电解质,A正确;
B.HClO是次氯酸,在水中部分电离,属于弱电解质,B正确;
C.本身不电离,不是电解质;能微弱电离出和,属于弱电解质,因此“均不是电解质”的说法错误,C错误;
D.该反应中,CO2和H2O生成的H2CO3与反应生成HClO,根据强酸制取弱酸的原理可知,的酸性强于HClO,D正确;
故答案选C。
7.(25-26高二上·甘肃平凉·期末)下列化学用语对事实的表述正确的是
A.亚硫酸的电离:
B.向溶液中滴入稀溶液:
C.用食醋去除水垢中的:
D.往悬浊液中滴加溶液,有红褐色沉淀:
【答案】B
【详解】A.亚硫酸()是二元弱酸,电离过程分步进行,电离方程式为、,A项错误;
B.硫代硫酸钠()在酸性条件下发生歧化反应,生成单质硫和二氧化硫气体,离子方程式为 ,B项正确;
C.食醋主要成分为醋酸(),属于弱酸,书写离子方程式时不能拆分,与碳酸钙(CaCO3)反应的离子方程式为,C项错误;
D.氢氧化镁()与铁离子()反应生成氢氧化铁[]沉淀,反应的离子方程式为,D项错误;
故答案选B。
8.(25-26高二上·辽宁抚顺·期末)次磷酸(H3PO2)为一元弱酸,下列说法错误的是
A.NaH2PO2的水溶液显碱性
B.H3PO2在水溶液中的电离方程式为
C.H3PO2的水溶液中含磷微粒有、和
D.将的次磷酸加水稀释至的过程中,一直增大
【答案】C
【详解】A. NaH2PO2是次磷酸的钠盐,次磷酸为弱酸,其阴离子水解使溶液显碱性,A正确;
B. 次磷酸是一元弱酸,其电离方程式为H3PO2 ⇌ H+ + ,等价于H3PO2 + H2O ⇌ H3O+ + ,B正确;
C. 次磷酸为一元弱酸,仅能电离出一个H+,溶液中含磷微粒只有H3PO2和H2PO2-,HPO22-和PO23-不存在,C错误;
D. 越稀越电离,稀释过程中,电离平衡正向移动,n(H+) 个数增多,D正确;
故选C。
9.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)溶液中存在电离平衡:和。若对饱和溶液进行以下操作,对应的变化一定正确的是
A.加大量水,平衡向右移动,溶液中所有离子浓度都减小
B.通入过量气体,平衡向左移动,溶液增大
C.加热,平衡向右移动,溶液减小
D.加入少量硫酸铜固体,平衡向右移动,浓度减小
【答案】D
【详解】A.加水稀释时,根据勒夏特列原理,电离平衡向右移动;但稀释该酸溶液时,根据水的离子积常数不变知,减小导致增大,故不是“所有离子浓度都减小”,A错误;
B.通入过量SO2后,发生反应,消耗H2S使电离平衡向左移动;但SO2溶于水形成H2SO3,增加了浓度,pH减小,B错误;
C.H2S电离为吸热过程,加热使平衡向右移动;但是加热可能降低H2S溶解度,促使硫化氢逸出,使溶液中的降低,最终导致溶液增大,C错误;
D.加入CuSO4后,发生反应:,使减小,导致平衡右移;同时减小间接使平衡右移,D正确;
故选D。
10.(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。
11.(25-26高二上·广东广州·期中)在溶液中存在如下平衡:。对于该平衡体系,下列叙述正确的是
A.加入NaOH固体平衡向正反应方向移动
B.加入溶液导电性减弱。
C.加水时,平衡向逆反应方向移动
D.加入少量固体溶液pH减小
【答案】A
【详解】A.加入NaOH固体,NaOH与H+反应,降低H+浓度,促使平衡正向移动,A正确;
B.加入0.5mol/L HCl溶液,HCl完全电离,溶液中离子浓度显著增加,导电性增强,B错误;
C.加水稀释时,醋酸的电离程度增大,平衡向正反应方向移动,C错误;
D.加入CH3COONa固体,CH3COO⁻浓度增大,抑制醋酸电离,H+浓度减小,pH增大,D错误;
故答案选A。
12.(25-26高二上·广东深圳·期中)常温下,将醋酸加水稀释10倍,稀释过程中(不考虑稀释过程中温度的变化),下列说法错误的是
A.的物质的量一直增大 B.所有离子浓度都一直减小
C.保持不变 D.一直增大
【答案】B
【详解】A.醋酸为弱电解质,加水稀释,电离平衡正向移动,醋酸电离程度增大,氢离子的物质的量增加,故A正确;
B.醋酸为弱电解质,加水稀释,c(CH3COO-)、c(H+)均减小,但水的离子键常数不变,c(OH-)增大,故B错误;
C.Ka仅与温度有关,温度不变则Ka不变,故C正确;
D.加水稀释,c(CH3COO-)减小,Ka不变,所以一直增大,故D正确;
选B。
13.(25-26高二上·广东深圳·期中)蚂蚁体内会分泌蚁酸(HCOOH,也称甲酸,属于有机弱酸),接触后会使皮肤发痒。在一定温度下,下列有关HCOOH溶液的说法正确的是
A.加水稀释后,HCOOH的电离程度变大,溶液中所有粒子的浓度均减小
B.加入少量氢氧化钠固体,减小
C.相同条件下,相同pH值的HCOOH溶液的导电性比盐酸弱
D.同体积同浓度的HCOOH溶液和盐酸,分别与过量的锌粒充分反应,收集到的氢气体积不相同
【答案】B
【详解】A.加水稀释后,HCOOH的电离程度增大,但、的浓度因稀释会减小,又,减小,温度不变水的离子积常数不变,则增大,A错误;
B.加入NaOH固体,与反应,促进HCOOH的电离:,平衡正向移动,减小、增大,故减小,B正确;
C.相同条件下,相同pH值的HCOOH溶液和盐酸,离子浓度相同,导电性相同,C错误;
D.同体积同浓度的HCOOH和盐酸,二者总物质的量相等,与过量锌反应生成的氢气体积相同,D错误;
故答案选B。
14.(24-25高二下·内蒙古兴安·开学考试)图表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃),回答下列各题:
酸
HCN
HClO
电离平衡
常数()
(1)当温度升高时,值_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)结合表中给出的电离常数回答下列问题:上述四种酸中,酸性最弱、最强的酸分别是_______、_______(用化学式表示)。
(3)已知草酸是一种二元弱酸,其电离常数,,写出草酸的电离方程式_______、_______。
【答案】(1)增大
(2) HCN
(3)
【详解】(1)弱酸的电离是吸热的过程,所以升温促进酸的电离,电离平衡常数K增大,故答案为:增大;
(2)酸性越强,电离程度越大,电离平衡常数越大,对比图表中数据可知酸性最弱的是HCN,酸性最强的是,故答案为:HCN;;
(3)草酸是二元弱酸,在水溶液中分步电离,且第一步电离程度远大于第二步电离程度,电离方程式分别为:;;
15(25-26高二上·上海·期中)已知,部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HClO
电离平衡常数
1.写出氢硫酸的电离方程式___________。
2.0.1 mol/L的①醋酸溶液②氢硫酸溶液③盐酸溶液,浓度由大到小的顺序为___________。
A.②>③>① B.③>②>① C.③>①>②
3.下列物质不能与反应的是___________。(不定项)
A. B.NaHCO3 C. D.NaHS
4.将通入溶液中,当溶液中时,溶液中___________。
【答案】1.、 2.C 3.B 4.
【解析】1.氢硫酸(H2S)为二元弱酸,在水溶液中分步电离,电离方程式为、;
2.电离常数越大,对应酸的酸性越强,根据表中数据,可知酸性强弱顺序为,而HCl为强酸,则①醋酸溶液②氢硫酸溶液③盐酸溶液的酸性:③>①>②,0.1 mol/L的3种溶液中,由大到小顺序为③>①>②,故选C;
3.已知酸性,根据“强酸制弱酸”原理,不能与NaClO反应的是NaHCO3,因为硫氢化钠具有还原性,能与具有氧化性的次氯酸钠发生氧化还原反应,所以D项不符合题意,故选B;
4.H2S的电离常数,将H2S通入NaOH溶液中,当溶液中时,。
培优拓展
16.(25-26高二上·上海·阶段检测)在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示,下列判断正确的是
A.冰醋酸不导电,所以冰醋酸不是电解质
B.A、B、C三点对应的溶液中,由大到小的顺序是
C.A、B、C三点对应的溶液中,电离程度最大的B
D.若使B点对应的溶液中增大、增大,可行的方法是加热
【答案】D
【详解】A.根据电解质的定义:在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,加水后,冰醋酸溶于水时能电离出氢离子和醋酸根离子,从而导电,因此属于电解质,A错误;
B.电解质溶液的导电性能由自由离子的浓度和离子的电荷决定:醋酸根离子和氢离子的浓度越大、醋酸溶液导电性越强,由图知,A、B、C三点对应的溶液中导电性排序为B>A>C,故氢离子浓度排序为B>A>C,B错误;
C.稀释促进醋酸电离,所以加水量越大、的电离程度越大,则A、B、C三点对应的溶液中,醋酸电离程度最大的是C点,C错误;
D.的电离是吸热过程,加热促进电离,电离程度增大,溶液中增大、增大,D正确;
故选D。
17.(25-26高二上·重庆·阶段检测)分类是认识和研究物质的一种常用科学方法,下列物质的分类完全正确的一组是
选项
A
B
C
D
强电解质
HF
弱电解质
HBr
非电解质
蔗糖
Cu
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.HBr是强酸,属于强电解质,不应归类为弱电解质,A错误;
B.CaCO3是盐,属于强电解质;NH3·H2O是弱碱,属于弱电解质;蔗糖是有机物,不电离,属于非电解质,B正确;
C.HF是弱酸,属于弱电解质,不应归类为强电解质,C错误;
D.Cu是单质,既不是电解质也不是非电解质,不应归类为非电解质,D错误;
故选B。
18.(25-26高二上·新疆乌鲁木齐·期中)已知常温下,几种物质的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是
弱酸
A.结合质子的能力:
B.的电离方程式为
C.向溶液中通入气体:
D.等物质的量浓度的和溶液的
【答案】D
【详解】A.电离平衡常数越大,酸性越强,越容易电离出氢离子,结合质子的能力越弱,结合质子的能力:,A错误;
B.为多元弱酸,应分步电离:。选项B直接生成2H⁺和,未体现分步电离,B错误;
C.HCN的大于的,说明HCN酸性强于,但弱于的。因此反应应为,而非生成CO2,C错误;
D.HCOOH的大于的,酸性更强,故同浓度下HCOOH的pH更小,D正确;
故选D。
19.(25-26高二上·山东菏泽·期中)已知:在25℃时,次氯酸、碳酸和氢硫酸的电离平衡常数如表:
弱电解质
电离平衡常数()
HClO
下列微粒在溶液中不能大量共存的是
A.、 B.、 C.、 D.、
【答案】C
【详解】A. 的酸性(对应H2CO3的Ka2=5.6×10-11)强于HS⁻的酸性(对应H2S的Ka2=7.1×10-15),弱于H2S的酸性(对应H2S的Ka1=1.3×10-7),二者无法发生强酸制弱酸的反应,因此两者能大量共存,A错误;
B.HClO的酸性(对应HClO的Ka=4.7×10-8)弱于H2CO3(Ka1=4.2×10-7)酸性,强于(对应H2CO3的Ka2=5.6×10-11),无法与ClO⁻反应,两者可以大量共存,B错误;
C.的酸性(对应H2CO3的Ka2=5.6×10-11)强于HS-对应的酸性(Ka2=7.1×10-15),故会与S2-反应生成HS⁻和,因此两者不能大量共存,C正确;
D.H2S的酸性(Ka1=1.3×10-7)弱于H2CO3(Ka1=4.2×10-7)酸性,H2S无法与生成H2CO3,两者可以大量共存,D错误;
故答案为:C。
20.(25-26高二上·河北保定·期中)分别取100 mL 的两种一元酸HX和HY的溶液,加入足量的镁粉,充分反应后,收集到的体积分别为和。下列说法错误的是
A.相同条件下,
B.若开始时,则HX一定是强酸
C.若开始时,则酸性HX>HY
D.向反应后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液,生成的沉淀质量相等
【答案】B
【详解】A.两种一元酸浓度和体积相同,物质的量相等,足量Mg反应时,无论强弱酸,均被完全消耗,相同条件下产生的H2体积相等,故,A正确;
B.初始反应速率快()仅说明HX的初始浓度更高,可能是强酸或解离度(电离程度)更高的弱酸(如HX的大于HY),无法直接断定HX为强酸,B错误;
C.初始速率快表明HX的浓度更高,等物质的量浓度的两种酸,酸性强弱由解离能力(电离程度)决定,因此HX的酸性强于HY(无论是否为强酸),C正确;
D.两反应中体积相等,生成的物质的量相同,加入足量NaOH后生成的沉淀质量相等,D正确;
故答案选B。
21.(25-26高二上·山西临汾·阶段检测)下列事实能说明醋酸是弱电解质的有________个
①醋酸与水能以任意比互溶;
②某醋酸溶液的导电能力很差;
③醋酸稀溶液中存在醋酸分子;
④常温下,0.1 mol/L醋酸的pH比0.1 mol/L盐酸的pH大;
⑤醋酸能和碳酸钙反应放出CO2;
⑥0.1mol/L醋酸溶液pH=3;
⑦大小相同的铁片与同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应,醋酸产生H2速率慢;
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【详解】①溶解性好仅说明溶解性,与电离程度无关(强电解质如NaCl也易溶),不能说明醋酸是弱电解质,不符合题意;
②导电能力取决于离子浓度,但未指定溶液浓度,导电能力差可能因浓度低导致(强电解质在低浓度时导电能力也差),无法证明部分电离,不符合题意;
③直接表明醋酸未完全电离,存在电离平衡,部分电离,能说明是弱电解质,符合题意;
④盐酸为强酸,完全电离,0.1 mol/L盐酸的pH=1,而同浓度醋酸的pH>1,说明醋酸电离出的浓度远小于0.1 mol/L,即醋酸未完全电离,符合题意;
⑤该反应仅能证明醋酸的酸性强于碳酸,无法判断其电离程度。强酸和弱酸均能与碳酸钙反应生成二氧化碳,不符合题意;
⑥若醋酸是强电解质,0.1 mol/L,pH应为1,实际pH为3,说明<0.1 mol/L,证明醋酸部分电离,符合题意;
⑦反应速率取决于浓度。同物质的量浓度下,醋酸与铁片反应产生的速率更慢,说明醋酸溶液中浓度更低,即醋酸未完全电离,符合题意;
故③④⑥⑦能说明醋酸是弱电解质,共4个,故答案选D。
22(25-26高二上·广西河池·阶段检测)食醋是厨房常用的调味品,25℃时,的,醋酸溶液加水稀释后,下列说法错误的是
A.数目增多 B.增大
C.的电离程度增大 D.变大
【答案】D
【详解】A.加水稀释促进醋酸电离,数目增多,A正确;
B.稀释后,根据电离常数 不变,且 减小,故增大,B正确;
C.稀释促进弱电解质电离,电离程度增大,C正确;
D.是电离常数,只与温度有关,温度不变则不变,故D错误;
故选D。
23.(25-26高二上·四川达州·阶段检测)醋酸溶液中存在电离平衡,下列叙述不正确的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数增大
B.溶液加少量的固体,平衡逆向移动
C.的溶液加水稀释,溶液中减小
D.加入冰醋酸,平衡正向移动,醋酸电离度α增大
【答案】D
【详解】A.醋酸的电离为吸热反应,升温使平衡正向移动,醋酸的电离常数增大,A正确;
B.醋酸溶液中加入少量的醋酸钠固体,醋酸根浓度增大,醋酸电离平衡逆向移动,B正确;
C.温度不变,醋酸溶液中存在不变,加水稀释,c(H+)减小,则增大,减小,C正确;
D.加入冰醋酸使平衡正向移动,但醋酸的转化率降低,即电离度减小,D错误;
故选D。
24.(25-26高二上·四川攀枝花·阶段检测)完成下列问题。
常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液。
(1)加适量醋酸钠晶体后,醋酸溶液中___________,盐酸中___________。(填“增大”或“减小”或“不变”)
(2)加水稀释10倍后,溶液中:醋酸___________盐酸。(填“>”或“=”或“<”,下同)
(3)加等浓度的NaOH溶液至恰好中和,所需NaOH溶液的体积:醋酸___________盐酸。
(4)溶液温度都升高20℃,溶液中:醋酸___________盐酸。
(5)分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是___________(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
a. b. c. d.
【答案】(1) 减小 减小
(2)>
(3)>
(4)>
(5)c
【详解】(1)加适量CH3COONa晶体,醋酸根离子浓度增大,使得CH3COOH溶液中:CH3COOHCH3COO-+H+平衡向左移动,c(H+)减小;盐酸中发生反应:CH3COO-+H+=CH3COOH,使得c(H+)减小。
(2)加水稀释10倍,CH3COOH电离平衡向右移动,n(H+)增多,HCl不存在电离平衡,HCl电离出的n(H+)不变,则醋酸溶液中的c(H+)>盐酸中的c(H+);
(3)CH3COOH是部分电离,则反应前c(CH3COOH)>c(HCl),故恰好中和时,CH3COOH所需NaOH溶液的体积多。
(4)升高温度,CH3COOH电离平衡向电离方向移动,c(H+)增大,HCl已全部电离,溶液中c(H+):醋酸>盐酸。
(5)c(H+)相同、体积相同的醋酸和盐酸,醋酸的物质的量大于盐酸,且二者都是一元酸,所以分别与足量的锌反应,醋酸产生的氢气比盐酸多,开始时c(H+)相同,开始反应速率相同,反应一旦开始,醋酸溶液还会电离出新的c(H+),即随后醋酸溶液电离出的c(H+)大于盐酸,醋酸与Zn的反应速率较快,生成相同体积的氢气时,醋酸所用时间更少,选项中c符合,故答案为:c。
25.(25-26高二上·福建莆田·期中)已知:在25℃,有关弱电解质的电离平衡常数如下表:
HClO
(1)下列不能说明HClO是弱电解质的是___________(填标号)。
a.用等浓度的盐酸和HClO溶液做导电实验,后者灯泡比前者暗很多
b.次氯酸的稀溶液中HClO和共存
c.向次氯酸钙溶液中通入适量二氧化硫,产生白色沉淀
d.常温下, 溶液的pH大于1
(2)下列微粒在溶液中不能大量共存的是___________。
A.、HClO B.ClO-、
C.HClO、 D.、
(3)根据表内信息,在“84”消毒液中通入少量时的离子方程式为___________。
(4)下列方法中可以使 溶液中值增大的措施是___________(填序号)。
a.加水稀释 b.加入少量固体 c.加入少量冰醋酸 d.通入少量HCl气体 e.升温
(5)下列常温下等体积同浓度的氨水与NaOH溶液的说法错误的是___________(填字母,下同)。
A.溶液的pH:氨水溶液
B.导电能力:NaOH溶液=氨水
C.稀释10倍后的pH:NaOH溶液=氨水
D.完全中和所需:氨水溶液
(6)甲胺()是一元弱碱,在水中的电离方程式为,则二元弱碱乙二胺()的第二步电离方程式为___________。
【答案】(1)c
(2)A
(3)
(4)ade
(5)ABCD
(6)
【详解】(1)a.用等浓度的盐酸和HClO溶液做导电实验,后者灯泡比前者暗很多。这说明HClO溶液中离子浓度较小,HClO未完全电离,能说明HClO是弱电解质,a项不符合题意;
b.次氯酸的稀溶液中HClO和ClO-共存,说明存在电离平衡,能说明HClO是弱电解质,b项不符合题意;
c.向次氯酸钙溶液中通入适量二氧化硫,产生白色沉淀,是ClO-的强氧化性将SO2氧化为,进而生成CaSO4沉淀,与HClO是否为弱电解质无关,C项符合题意;
d.常温下,0.1 HClO溶液的pH大于1,说明H+浓度小于0.1 mol·L⁻¹,HClO未完全电离,能说明HClO是弱电解质,d项不符合题意;
故答案为:c。
(2)A.具有还原性,而HClO具有强氧化性,两者会发生氧化还原反应,生成和Cl-,因此不能大量共存,A项符合题意;
B.ClO-、两者不会发生反应,能大量共存,B项不符合题意;
C.HClO、两者不会发生反应,能大量共存,C项不符合题意;
D.、两者不会发生反应,能大量共存,D项不符合题意;
故答案为:A。
(3)根据表内信息,HClO的电离平衡常数,的电离平衡常数、,可知与和水反应,生成次氯酸和,离子方程式为,故答案为:。
(4)a.加水稀释,c()减少,比值增大,a项符合题意;
b.加入少量固体,浓度增大,抑制的电离,c(H⁺)减少,比值减小,b项不符合题意;
c.加入少量冰醋酸,c()增大,但c(H+)增加幅度较小,比值减小,c项不符合题意;
d.通入少量HCl气体,醋酸的电离平衡被抑制,c()增大,但c(H+)的增大幅度更大,则比值增大,d项符合题意;
e.升温,的电离平衡向右移动,c(H+)增大,c()减小,比值增大,e项符合题意;
故答案为:ade。
(5)A.氨水是弱碱,NaOH是强碱,则等浓度下NaOH溶液的pH更大,A项错误;
B.NaOH完全电离,离子浓度大,导电能力强,氨水部分电离,离子浓度小,导电能力弱,B项错误;
C.稀释10倍后,因为氨水是弱碱,NaOH是强碱,则NaOH溶液的pH变化较大,氨水的pH变化较小,两者不相等,C项错误;
D.等体积同浓度的氨水和NaOH溶液,完全中和所需HCl的物质的量相等,D项错误;
故答案为:ABCD。
(6)根据甲胺电离方程式,则二元弱碱乙二胺的第一步电离方程式为,第二步电离方程式为,故答案为:。
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第07讲 电离平衡
内容导航
暑期启航·目标明确:暑期提前规划学习任务,明确阶段目标与提升路径
新知先修·体系构建:提前预习核心知识内容,梳理知识脉络,搭建完整框架
重点突破·方法培优:聚焦重难点知识突破,提炼解题思路,培养高效方法
典例精研·即时提升:精选典型例题深度讲解,掌握解题规律,实现即时提升
分层精练·培优拓展:基础巩固与培优拓展结合,分层训练提升综合应用能力
1.理解强弱电解质的含义及判断,掌握弱电解质电离方程的书写。
2.了解化学平衡常数的含义,能正确书写给定反应的平衡常数表达式。
3.能利用化学平衡常数进行有关的化学计算。
4.了解平衡移动的条件,掌握提高平衡转化率的方法,能够进行有关平衡转化率的计算。
重点01强电解质和弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质:在 或 能导电的 。
非电解质:在水溶液中和熔融状态下均以 存在, 的化合物。
2.强电解质和弱电解质
(1)实验探究盐酸和醋酸的电离程度
取相同体积、0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸,完成以下实验。
酸
0.1 mol·L-1盐酸
0.1 mol·L-1醋酸
pH
导电能力
与镁条反应的现象
产生无色气泡
产生无色气泡
实验结论
实验表明盐酸中c(H+) ,说明盐酸的电离程度 醋酸的电离程度
【易错提醒】HCl在水中完全电离,无HCl分子,为强电解质;CH3COOH在水中部分电离 ,有醋酸分子,为弱电解质。
(2)强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能 电离的电解质
在水溶液中只能 电离的电解质
电解质在溶液中的存在形式
只有
既有 ,又有
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①大部分盐(包括难溶性盐);
② ,如HCl、H2SO4等;
③ ,如KOH、Ba(OH)2等
① ,如CH3COOH、HClO等;
② ,如NH3·H2O等;
③水
【方法技巧】
【易错提醒】
1CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电,是因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电,不是其本身电离出离子,故应为非电解质。单质、溶液既不是电解质,也不是非电解质。
2电解质的强、弱与其溶解性无关。难溶的盐如AgCl、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电解质。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
①电解质的强弱是由物质的内部结构决定的,与外界因素无关,判断电解质的强弱关键是看其在水溶液中是否完全电离,完全电离则是强电解质,部分电离则是弱电解质。
②电解质的强弱与化合物所含化学键的种类没有必然联系。一般来说,离子化合物都是强电解质,弱电解质都是共价化合物,反之不一定。如 是强电解质,也是共价化合物。
③电解质的强弱与其溶解性 。如BaSO4、CaCO3等虽难溶于水,但溶于水的部分却能完全电离,是强电解质。醋酸易溶于水,但不能完全电离,是弱电解质。
④电解质的强弱与溶液的导电能力 。溶液的导电能力与溶液中自由移动的离子的 、离子所带 有关。强电解质溶液的导电能力 强,如饱和BaSO4溶液中离子浓度很小,溶液导电能力很弱;弱电解质溶液的导电能力 弱,如较浓的CH3COOH溶液中离子浓度较大,溶液导电能力较强。
3电解质在熔融状态下的电离,一般断裂 键,不断裂 键。如
NaHSO4(熔融)===Na++HSO4-
NaHCO3(熔融)===Na++HCO3-
4Al(OH)3是中学涉及的一种重要的两性氢氧化物,存在酸式电离和碱式电离。
酸式电离:Al(OH)3+H2O ;
碱式电离:Al(OH)3 。
5分子中含n个氢原子的酸未必是n元酸,即未必能电离出n个H+,如H3PO2(次磷酸,结构为 ),分子中虽含3个氢原子,但只有-OH能电离出H+,属于 。
重点02 弱电解质的电离平衡
1.电离方程式的书写
(1)强电解质
完全电离,在写电离方程式时,用“===”。
(2)弱电解质
部分电离,在写电离方程式时,用“”。
①一元弱酸、弱碱一步电离。
如CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+,
NH3·H2O:NH3·H2ONH+OH-。
②多元弱酸分步电离,必须分步写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如H2CO3:H2CO3H++HCO(主),HCOH++CO(次)。
③多元弱碱分步电离 (较复杂),在中学阶段要求一步写出。
如Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
2.电离平衡状态
(1)概念:在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子 与 相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离过程就达到了电离平衡状态。
(2)建立过程
(3)电离平衡的特征
3.电离平衡的影响因素
(1)温度:弱电解质的电离一般是 过程,升高温度使电离平衡向 的方向移动,电离程度 。
(2)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,离子相互碰撞结合为分子的几率 ,电离程度 。
(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动,电离程度 。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时,电离平衡向 的方向移动,电离程度增大。
4.改变下列条件对醋酸电离平衡的影响
条件改变
平衡移动方向
c(H+)
n(H+)
电离程度
导电能力
升高温度
加H2O
通HCl
加少量NaOH(s)
加少量CH3COONa (s)
加少量CH3COOH
重点03 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)
1.对于HAH++A-,电离常数Ka=
2.对于BOHB++OH-,电离常数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。
3.电离常数的影响因素
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。
(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=,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。
【方法技巧】
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 ,通常用α表示。
(1)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。
用电离度比较几种弱电解质的相对强弱时,需注意所给条件(即浓度和温度)。在温度和浓度相同时,电离度的大小可以表示弱电解质的相对强弱。
(2)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)。
考向01 强电解质和弱电解质
【典例01】.(25-26高二上·福建泉州·期末)下列物质属于强电解质的是
A.HF B. C. D.NaOH
【即时提升1-1】.(25-26高二上·广西崇左·期末)分类法是学好化学的方法之一,下列物质的分类正确的是
选项
电解质
强电解质
弱电解质
非电解质
A
B
石墨
C
无水乙醇
D
A.A B.B C.C D.D
【即时提升1-2】.(25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测)完成下列问题。
(1)下列物质中,属于电解质的是___________(填序号,下同),属于非电解质的是___________,属于强电解质的是___________,属于弱电解质的是___________。
①H2SO4②盐酸③氯气④硫酸钡⑤乙醇⑥铜⑦H2CO3⑧氯化氢⑨CH3COOH⑩氨气⑪CO2
(2)25 ℃时,a mol·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)=10-b mol·L-1,用含a和b的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=___________。
(3)已知:25 ℃时,下列三种弱酸的电离常数:
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数
1.75×10-5
6.2×10-10
Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
回答下列问题:
①根据电离常数,判断三种酸的酸性强弱___________。
②向NaCN溶液中通入少量CO2气体,写出反应的化学方程式___________。
考向02 弱电解质的电离平衡
【典例02】.(25-26高二上·浙江杭州·期中)下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【即时提升2-1】.(25-26高二下·河北保定·开学考试)下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【即时提升2-2】.(24-25高二·全国·寒假作业)弱电解质
部分电离,用“”表示。
(1)一元弱酸、弱碱一步电离。
的电离方程式为:___________。
(2)多元弱酸分步电离,以第一步电离为主(注意:必须分步写,不可合并)。
的电离方程式为:___________,___________。
(3)多元弱碱一步完成。
的电离方程式为:___________。
考向03 电离平衡常数
【典例03】.(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
【即时提升3-1】.(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
【即时提升3-2】.(25-26高二上·内蒙古包头·期末)某小组探究的性质。
(1)时,取一定量的冰醋酸做导电性实验,测得其导电能力随加入水量的变化如下图所示(忽略温度影响)。
①的电离方程式是______。
②______b(填“>”“<”或“=”)。
③三点对应的溶液中,的电离程度最大的是______点。
(2)时,测得的溶液,pH为2.9。
①pH为2.9的溶液中,由水电离出的______。(已知:时,)
②该温度下的电离平衡常数为______。(已知:)
③时,的溶液加水稀释过程中,下列表达式中数据变大的是______(填标号)。
A. B. C. D.
基础巩固
1.(25-26高二上·北京·期末)下列物质中,属于弱电解质的是
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·四川绵阳·期末)下列食品添加剂中属于弱电解质的是
A. B. C. D.
3.(25-26高二上·辽宁鞍山·期中)在水溶液中,下列电离方程式正确的是
A. B.
C. D.
4.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)在一定温度下,冰醋酸加水稀释的过程中溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.最大的是b
B.的电离程度由大到小的顺序为
C.在a点溶液中加少量水,溶液中的增大
D.在冰醋酸加水稀释过程中,先增大再减小
5.(25-26高二上·河北张家口·期末)食醋是厨房中不可或缺的调味剂,约含的醋酸()。下列对醋酸溶液认识错误的是
A.能使石蕊溶液变红 B.能溶解大理石
C.溶液中存在分子 D.溶液中存在
6.(25-26高二上·海南·期末)为漂粉精的有效成分,使用时发生的反应为,下列有关说法错误的是
A.和均为强电解质 B.HClO为弱电解质
C.和均不是电解质 D.该反应说明酸性:
7.(25-26高二上·甘肃平凉·期末)下列化学用语对事实的表述正确的是
A.亚硫酸的电离:
B.向溶液中滴入稀溶液:
C.用食醋去除水垢中的:
D.往悬浊液中滴加溶液,有红褐色沉淀:
8.(25-26高二上·辽宁抚顺·期末)次磷酸(H3PO2)为一元弱酸,下列说法错误的是
A.NaH2PO2的水溶液显碱性
B.H3PO2在水溶液中的电离方程式为
C.H3PO2的水溶液中含磷微粒有、和
D.将的次磷酸加水稀释至的过程中,一直增大
9.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)溶液中存在电离平衡:和。若对饱和溶液进行以下操作,对应的变化一定正确的是
A.加大量水,平衡向右移动,溶液中所有离子浓度都减小
B.通入过量气体,平衡向左移动,溶液增大
C.加热,平衡向右移动,溶液减小
D.加入少量硫酸铜固体,平衡向右移动,浓度减小
10.(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
11.(25-26高二上·广东广州·期中)在溶液中存在如下平衡:。对于该平衡体系,下列叙述正确的是
A.加入NaOH固体平衡向正反应方向移动
B.加入溶液导电性减弱。
C.加水时,平衡向逆反应方向移动
D.加入少量固体溶液pH减小
12.(25-26高二上·广东深圳·期中)常温下,将醋酸加水稀释10倍,稀释过程中(不考虑稀释过程中温度的变化),下列说法错误的是
A.的物质的量一直增大 B.所有离子浓度都一直减小
C.保持不变 D.一直增大
13.(25-26高二上·广东深圳·期中)蚂蚁体内会分泌蚁酸(HCOOH,也称甲酸,属于有机弱酸),接触后会使皮肤发痒。在一定温度下,下列有关HCOOH溶液的说法正确的是
A.加水稀释后,HCOOH的电离程度变大,溶液中所有粒子的浓度均减小
B.加入少量氢氧化钠固体,减小
C.相同条件下,相同pH值的HCOOH溶液的导电性比盐酸弱
D.同体积同浓度的HCOOH溶液和盐酸,分别与过量的锌粒充分反应,收集到的氢气体积不相同
14.(24-25高二下·内蒙古兴安·开学考试)图表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃),回答下列各题:
酸
HCN
HClO
电离平衡
常数()
(1)当温度升高时,值_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)结合表中给出的电离常数回答下列问题:上述四种酸中,酸性最弱、最强的酸分别是_______、_______(用化学式表示)。
(3)已知草酸是一种二元弱酸,其电离常数,,写出草酸的电离方程式_______、_______。
15(25-26高二上·上海·期中)已知,部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HClO
电离平衡常数
1.写出氢硫酸的电离方程式___________。
2.0.1 mol/L的①醋酸溶液②氢硫酸溶液③盐酸溶液,浓度由大到小的顺序为___________。
A.②>③>① B.③>②>① C.③>①>②
3.下列物质不能与反应的是___________。(不定项)
A. B.NaHCO3 C. D.NaHS
4.将通入溶液中,当溶液中时,溶液中___________。
培优拓展
16.(25-26高二上·上海·阶段检测)在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示,下列判断正确的是
A.冰醋酸不导电,所以冰醋酸不是电解质
B.A、B、C三点对应的溶液中,由大到小的顺序是
C.A、B、C三点对应的溶液中,电离程度最大的B
D.若使B点对应的溶液中增大、增大,可行的方法是加热
17.(25-26高二上·重庆·阶段检测)分类是认识和研究物质的一种常用科学方法,下列物质的分类完全正确的一组是
选项
A
B
C
D
强电解质
HF
弱电解质
HBr
非电解质
蔗糖
Cu
A.A B.B C.C D.D
18.(25-26高二上·新疆乌鲁木齐·期中)已知常温下,几种物质的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是
弱酸
A.结合质子的能力:
B.的电离方程式为
C.向溶液中通入气体:
D.等物质的量浓度的和溶液的
19.(25-26高二上·山东菏泽·期中)已知:在25℃时,次氯酸、碳酸和氢硫酸的电离平衡常数如表:
弱电解质
电离平衡常数()
HClO
下列微粒在溶液中不能大量共存的是
A.、 B.、 C.、 D.、
20.(25-26高二上·河北保定·期中)分别取100 mL 的两种一元酸HX和HY的溶液,加入足量的镁粉,充分反应后,收集到的体积分别为和。下列说法错误的是
A.相同条件下,
B.若开始时,则HX一定是强酸
C.若开始时,则酸性HX>HY
D.向反应后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液,生成的沉淀质量相等
21.(25-26高二上·山西临汾·阶段检测)下列事实能说明醋酸是弱电解质的有________个
①醋酸与水能以任意比互溶;
②某醋酸溶液的导电能力很差;
③醋酸稀溶液中存在醋酸分子;
④常温下,0.1 mol/L醋酸的pH比0.1 mol/L盐酸的pH大;
⑤醋酸能和碳酸钙反应放出CO2;
⑥0.1mol/L醋酸溶液pH=3;
⑦大小相同的铁片与同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应,醋酸产生H2速率慢;
A.1 B.2 C.3 D.4
22(25-26高二上·广西河池·阶段检测)食醋是厨房常用的调味品,25℃时,的,醋酸溶液加水稀释后,下列说法错误的是
A.数目增多 B.增大
C.的电离程度增大 D.变大
23.(25-26高二上·四川达州·阶段检测)醋酸溶液中存在电离平衡,下列叙述不正确的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数增大
B.溶液加少量的固体,平衡逆向移动
C.的溶液加水稀释,溶液中减小
D.加入冰醋酸,平衡正向移动,醋酸电离度α增大
24.(25-26高二上·四川攀枝花·阶段检测)完成下列问题。
常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液。
(1)加适量醋酸钠晶体后,醋酸溶液中___________,盐酸中___________。(填“增大”或“减小”或“不变”)
(2)加水稀释10倍后,溶液中:醋酸___________盐酸。(填“>”或“=”或“<”,下同)
(3)加等浓度的NaOH溶液至恰好中和,所需NaOH溶液的体积:醋酸___________盐酸。
(4)溶液温度都升高20℃,溶液中:醋酸___________盐酸。
(5)分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是___________(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
a. b. c. d.
25.(25-26高二上·福建莆田·期中)已知:在25℃,有关弱电解质的电离平衡常数如下表:
HClO
(1)下列不能说明HClO是弱电解质的是___________(填标号)。
a.用等浓度的盐酸和HClO溶液做导电实验,后者灯泡比前者暗很多
b.次氯酸的稀溶液中HClO和共存
c.向次氯酸钙溶液中通入适量二氧化硫,产生白色沉淀
d.常温下, 溶液的pH大于1
(2)下列微粒在溶液中不能大量共存的是___________。
A.、HClO B.ClO-、
C.HClO、 D.、
(3)根据表内信息,在“84”消毒液中通入少量时的离子方程式为___________。
(4)下列方法中可以使 溶液中值增大的措施是___________(填序号)。
a.加水稀释 b.加入少量固体 c.加入少量冰醋酸 d.通入少量HCl气体 e.升温
(5)下列常温下等体积同浓度的氨水与NaOH溶液的说法错误的是___________(填字母,下同)。
A.溶液的pH:氨水溶液
B.导电能力:NaOH溶液=氨水
C.稀释10倍后的pH:NaOH溶液=氨水
D.完全中和所需:氨水溶液
(6)甲胺()是一元弱碱,在水中的电离方程式为,则二元弱碱乙二胺()的第二步电离方程式为___________。
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