第36讲 电离平衡(学用讲义)-【优学精研】2027年高考化学一轮总复习学用Word(鲁琼版)
2026-10-14
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习学案系统梳理了电离平衡专题,涵盖弱电解质电离平衡的建立与特征、影响因素及电离平衡常数的含义与计算等核心考点,按“概念理解-影响分析-常数应用”的逻辑层次组织知识,通过填空式必备知识、情境化应用示例等问题导向设计,引导学生自主梳理电离平衡的动态变化规律,构建“内因-外因-定量表征”的知识网络。
亮点在于诊断性自测与科学思维培养的深度融合,开篇设置6道易错辨析题帮助学生自主诊断概念误区,关键能力模块通过考向训练(如弱电解质判断、电离常数计算)引导学生运用证据推理和模型建构解决问题,真题演练对接高考真题强化应用能力。每个考点配有“思考”任务和计算推导示例,助力学生形成个性化知识盲点清单,教师可依据学生自测结果实施精准辅导,有效提升备考实效。
内容正文:
第36讲 电离平衡
1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡,能用电离方程式进行表征。
2.能根据勒夏特列原理分析外界条件对电离平衡的影响及结果。
3.了解电离平衡常数的含义,掌握电离平衡常数的相关计算。
考点一 弱电解质的电离平衡及影响因素
必备知识
1.电离平衡含义
在一定条件下(如浓度、温度等),当 电离成离子的速率和 的速率相等时,达到电离平衡状态。
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。
3.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 移动
浓度
加水稀释
向右移动
同离子效应
向 移动
加入能与之反应的物质
向右移动
增大
(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加入等浓度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。
c(CH3COO-):① ②;CH3COOH的电离程度:① ②;与相同浓度的NaOH溶液完全反应,消耗NaOH溶液的体积:① ②。
易错辨析
(1)将氨溶于水,当溶液中NH3·H2O电离出的c(OH-)=c(N)时,表明NH3·H2O电离处于平衡状态。( )
(2)一元弱碱BOH的电离方程式为BOHB++OH-。( )
(3)向0.1 mol·L-1 HF溶液中加水稀释或加入少量NaF晶体时都会使溶液中c(H+) 减小。( )
(4)相同条件下,浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和氨水,氨水的导电能力弱。( )
(5)等体积、等物质的量浓度的盐酸和CH3COOH溶液中和NaOH的能力相同。( )
(6)体积相同、pH相同的盐酸和CH3COOH溶液加水稀释到相同的pH,加入的水一样多。( )
关键能力
考向1 弱电解质的电离平衡及影响因素 溶液导电能力
1.〔教材习题改编〕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.〔教材习题改编〕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-1 NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液的体积:c<a<b
3.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
(1)电解质溶液的导电能力取决于自由移动离子的浓度和离子所带的电荷数,自由移动离子的浓度越大、离子所带电荷数越多,导电能力越强。
(2)电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度的大小有关,与电解质的强弱无关。强电解质溶液的导电能力不一定强(如CaCO3溶液),弱电解质溶液的导电能力不一定弱。
考向2 弱电解质的判断
4.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-1 HCOOH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-1 HCOOH溶液的pH=2.3
5.某同学拟用pH计测定溶液pH以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,若测得0.01 mol·L-1NaR溶液pH=7,则HR是弱酸
B.25 ℃时,若测得0.01 mol·L-1HR溶液pH>2且pH<7,则HR是弱酸
C.25 ℃时,若测得HR溶液pH=a,取该溶液10.0 mL,加蒸馏水稀释至100.0 mL,测得pH=b,b-a<1,则HR是弱酸
D.25 ℃时,若测得NaR溶液pH=a,取该溶液10.0 mL,升温至50 ℃,测得pH=b,a>b,则HR是弱酸
判断弱电解质(HA)的四个维度
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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)
考点二 电离平衡常数及应用
必备知识
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,溶液中弱电解质电离所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,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K(弱酸用Ka,弱碱用Kb)表示。
2.电离平衡常数的表达式
(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
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 。
〔鲁科选择性必修1〕
电离度
(1)概念:弱电解质在水中的电离达到平衡时,已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分率。
(2)表示方法:α=×100%。如一元弱酸HA,c(H+)=c0(HA)·α。
【思考】
(1)根据电离度的含义,电离度表示 ,实质上是一种平衡转化率。
(2)相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越 。相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越 。
(3)以c mol·L-1 CH3COOH溶液为例,推导电离度和电离常数的关系: 或 。
易错辨析
(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。( )
(6)在相同温度下,不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数(K)不同。( )
(7)将0.1 mol·L-1氨水加水稀释后,溶液中c(N)·c(OH-) 变小。( )
关键能力
考向1 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.(2025·山西晋城期末)乳酸是一种重要的化工原料,可用于制备聚乳酸(PLA)生物可降解性塑料。已知常温下,乳酸的电离常数Ka=1.4×10-4。下列有关说法正确的是( )
A.乳酸稀溶液加水稀释的过程中,溶液中c(OH-)减小
B.在乳酸稀溶液中滴加少量盐酸,乳酸的电离平衡逆向移动,c(H+)变小
C.恒温下,在乳酸稀溶液中滴加少量NaOH溶液,乳酸的电离常数Ka>1.4×10-4
D.常温下,体积为10 mL pH=3的醋酸溶液和乳酸溶液分别加水稀释至1 000 mL,若稀释后溶液的pH:醋酸<乳酸,则电离常数:醋酸<乳酸
3.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) 。
电离常数的应用归纳
比较
举例
判断弱酸(或弱碱)酸性(或碱性)的相对强弱
Ka(HF)>Ka(HClO),同浓度时的酸性:HF>HClO
判断酸与盐能否反应(强酸制弱酸)
Ka(CH3COOH)>Ka(HClO),NaClO+CH3COOHCH3COONa+HClO
判断溶液中粒子浓度比值的变化
向NH4Cl溶液中加水稀释时,的变化:分子分母同乘以c(OH-),可得,该比值只与温度有关,温度不变,比值不变
判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱
Ka(HF)>Ka(CH3COOH);盐所对应的酸越弱,盐水解的程度越大,盐的碱性越强;同浓度时的碱性:NaF<CH3COONa
判断酸式盐电离程度和水解程度的相对大小
如H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11,由于Ka2<,NaHCO3溶液中HC的水解程度大于电离程度
考向2 电离常数的相关计算
4.〔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= 。
5.〔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)。
6.〔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= 。
电离常数的计算
(1)已知c(HX)和c(H+),求电离平衡常数。
Ka=,由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,因此可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则Ka=,代入数值求解即可。
(2)已知c(HX)和电离平衡常数,求c(H+)。
则K=。由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+) 的数值很小,可做近似处理:
c(HX)-c(H+)≈c(HX),则c(H+)= ,代入数值求解即可。
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.(2025·广东高考12题)CuCl微溶于水,但在Cl-浓度较高的溶液中因形成[CuCl2]-和[CuCl3]2-而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸,得到含[CuCl2]-和[CuCl3]2-的溶液,下列叙述正确的是( )
A.加水稀释,[CuCl3]2-浓度一定下降
B.向溶液中加入少量NaCl固体,[CuCl2]-浓度一定上升
C.H[CuCl2]的电离方程式为H[CuCl2]H++Cu++2Cl-
D.体系中,c(Cu+)+c(H+)=c(Cl-)+c([CuCl2]-)+c([CuCl3]2-)+c(OH-)
3.(2024·贵州高考12题)硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4](硼酸钠)。
已知:①25 ℃时,硼酸显酸性的原理
B(OH)3+2H2OH3O++ Ka=5.8×10-10;
②lg≈0.38。
下列说法正确的是( )
A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH)3]
B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离
C.25 ℃时,0.01 mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38
D.等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液显酸性
提示:完成课后作业 第九章 第36讲
答案
第36讲 电离平衡
考点一
必备知识
1.弱电解质分子 离子结合成分子
2.= ≠ (1)最大 0 (2)>
3.(2)右 增大 增大 左 减小
应用示例:(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)< > =
易错辨析
(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
关键能力
1.A 向氨水中加水,能促进NH3·H2O的电离,溶液中n(OH-)增大,A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错误;加入浓NaOH溶液会导致NH3·H2O的电离平衡逆向移动,C错误;向氨水中加入少量NH4Cl固体,溶液中c(N)增大,D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.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。
4.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。
5.B 由题意知NaR为强酸强碱盐,则HR为强酸,A错误;可知溶液中c(H+)<0.01 mol·L-1,所以HR为弱酸,B正确;假设HR为强酸,取pH=6的该溶液10.0 mL,加蒸馏水稀释至100.0 mL,测得此时溶液pH<7,C错误;假设HR为强酸,则NaR为强酸强碱盐,溶液呈中性,升温至50 ℃,促进水的电离,水的离子积常数增大,pH减小,D错误。
考点二
必备知识
2.(1)
(2) >
4.(1)越小 越大 (2)增大
教材挖掘:(1)弱电解质在水中的电离程度 (2)小 大 (3)α≈ K≈cα2
易错辨析
(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√
关键能力
1.C 由电离常数可知,氢氟酸的酸性强于氢氰酸,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c(H+)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-,氢氰酸溶液与氟化钠溶液不能反应生成氢氟酸和氰酸钠,C正确,D错误。
2.D 乳酸为弱酸,加水稀释后c(H+)降低,常温下,Kw值恒定,故c(OH-)增大,A错误;乳酸为弱酸,在乳酸稀溶液中滴加少量盐酸,c(H+)增大,乳酸的电离平衡逆向移动,B错误;温度不变,电离平衡常数不变,C错误;相同pH的酸溶液稀释相同倍数时,酸性弱的酸的pH变化小,若稀释后溶液的pH:醋酸<乳酸,则电离常数:醋酸<乳酸,D正确。
3.(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。
4.10-5
解析:NH3·H2ON+OH-,溶液中c(N)≈c(OH-)=10-3 mol·L-1,Kb==≈10-5。
5.
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==。
6.(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。
【真题演练】
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.A 加水稀释,体积影响程度较大,溶液中[CuCl3]2-的浓度一定下降,A正确;向溶液中加入少量NaCl固体,CuCl+Cl-[CuCl2]-、[CuCl2]-+Cl-[CuCl3]2-、CuCl+2Cl-[CuCl3]2-平衡均正向移动,[CuCl2]-的浓度不一定上升,B错误;[CuCl2]-不能拆分,故H[CuCl2]的电离方程式为H[CuCl2]H++[CuCl2]-,C错误;体系中存在电荷守恒:c(Cu+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c([CuCl2]-)+2c([CuCl3]2-),D错误。
3.B 由题可知,硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3和Na[B(OH)4],但溶液中还存在B(OH)3和[B(OH)4]-的水解,故c(Na+)≠c[B(OH)3],A错误;由题给硼酸显酸性的原理可知,硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离,B正确;设该硼酸水溶液中水解的硼酸浓度为x mol·L-1,则可列三段式:
B(OH)3+2H2OH3O++[B(OH)4]-
起始浓度/
(mol·L-1) 0.01 0 0
转化浓度/
(mol·L-1) x x x
平衡浓度/
(mol·L-1) 0.01-x x x
Ka==≈=5.8×10-10,解得x≈×10-6,即c(H+)≈×10-6 mol·L-1,则pH≈5.62,C错误;该混合溶液中Ka=≈c(H3O+)=5.8×10-10,则pH=-lg(5.8×10-10)≈9.24,溶液显碱性,D错误。
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