内容正文:
第一节 电离平衡(题型突破·举一反三)
题型01 强电解质与弱电解质
题型02 电解质的电离方程式
题型03 弱电解质在水溶液中的电离平衡
题型04 电离平衡的影响因素
题型05 电离平衡相关图像
题型06 溶液导电能力及其影响因素
题型07 电离平衡常数及其应用
题型08 电离度与电离平衡常数的计算
▌题型01 强电解质与弱电解质
1.强电解质与弱电解质的定义
强电解质:在水溶液中 全部 电离的电解质;
弱电解质:在水溶液中 部分 电离的电解质。
2.强弱电解质的分类
强电解质包括:强酸、强碱、大多数盐。
强酸:H2SO4、HCl、HNO3、HBr、HI、HClO4
强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2
大多数盐:NaCl、BaSO4等;
弱电解质有弱酸、弱碱、和 水 ,如CH3COOH、NH3·H2O、H2O等。
3.强电解质和弱电解质的证明实验(以证明某酸(HA)为弱酸为例)
实验方法
结论
(1)测0.01 mol·L-1 HA溶液的pH
pH=2,HA为强酸;pH>2,HA为弱酸
(2)测NaA溶液的pH
pH=7,HA为强酸;pH>7,HA为弱酸
(3)相同条件下,测相同浓度的HA和HCl溶液的导电性
导电性相同,HA为强酸;导电性弱于盐酸,HA为弱酸
(4)往同浓度的HA和HCl溶液中投入大小相同的Zn粒或CaCO3固体
开始反应速率相同,HA为强酸;开始反应速率比盐酸慢,HA为弱酸
(5)测相同pH的HA与HCl稀释相同倍数前后的pH变化
pH变化倍数相同,HA为强酸;pH变化倍数小于盐酸,HA为弱酸
【典例1】(25-26高二上·江苏徐州·期中)下列说法正确的是
A.BaSO4难溶于水,其水溶液导电能力极弱,所以硫酸钡是弱电解质
B.NH3溶于水得到的溶液能导电,所以NH3是电解质
C.强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强
D.导电能力强的溶液一定是强电解质溶液
【答案】C
【解析】A.难溶于水,但其溶解的部分完全电离,属于强电解质,水溶液导电能力弱是因为溶解量极小导致离子浓度极低,A错误;B.溶于水时与水反应生成,是电离产生自由移动离子使溶液导电,离子并非自身电离产生,故为非电解质,B错误;C.溶液导电能力取决于溶液中自由移动离子的浓度及离子所带电荷数,与电解质强弱无必然联系,因此强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强,C正确;D.导电能力仅和离子浓度、离子所带电荷有关,高浓度的弱电解质溶液也可能有较强的导电能力,因此导电能力强的溶液不一定是强电解质溶液,D错误;故选C。
【变式1-1】(25-26高二上·江苏盐城·阶段检测)下面各组物质中,前者为强电解质,后者为弱电解质的是
A.碳酸氢钠、醋酸 B.硫酸、硫酸镁
C.碳酸、碳酸钠 D.食盐、酒精
【答案】A
【分析】本题要求判断各组物质中前者为强电解质、后者为弱电解质的选项。强电解质在水溶液中完全电离(如强酸、强碱、大多数盐),弱电解质部分电离(如弱酸、弱碱)。
【解析】A.碳酸氢钠()是盐,属于强电解质;醋酸()是弱酸,属于弱电解质,故A正确;B.硫酸()是强酸,硫酸镁()是盐,两者均为强电解质,故B错误;C.碳酸()是弱酸,属于弱电解质;碳酸钠()是盐,属于强电解质,故C错误;D.食盐()是盐,属于强电解质;酒精()是有机物,不电离,属于非电解质,后者不是弱电解质,故D错误;故选A。
【变式1-2】(24-25高二下·江苏无锡·期中)下列关于电解质的判断正确的是
A.易溶于水的电解质一定是强电解质,难溶于水的电解质一定是弱电解质
B.NaCl晶体不导电是由于NaCl晶体中的离子不能自由移动
C.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
D.Na2O溶液在电流的作用下电离成Na+和O2-
【答案】B
【解析】A.易溶于水的电解质不一定是强电解质(如醋酸),难溶于水的电解质也可能是强电解质(如),故A错误;B.晶体中的离子在晶格中固定,无法自由移动,因此不导电,故B正确;C.导电能力取决于离子浓度及电荷量,强电解质溶液若浓度低,导电性可能弱于浓的弱电解质溶液,故C错误;D.溶于水生成,电离为和,电离过程自发进行,无需电流驱动,故D错误;故答案为:B。
【变式1-3】(24-25高二上·江苏苏州·月考)下列化学试剂中既作消毒剂又属于强电解质的是
A.次氯酸 B.漂白粉 C.高锰酸钾 D.明矾
【答案】C
【解析】A.次氯酸是弱酸,部分电离,属于弱电解质,故A不选;B.漂白粉是氯化钙、次氯酸钙的混合物,不是电解质,故B不选;C.高锰酸钾有强氧化性,可作消毒剂,水溶液中完全电离,属于强电解质,故C选;D.明矾不能作消毒剂,故D不选;答案选C。
▌题型02 电解质的电离方程式
一、强电解质的电离方程式
物质类别
电离方程式
强酸
HCl = H+ + Cl-
强碱
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
盐
正盐
Na2CO3 = 2Na+ + CO32−
强酸酸式盐
水溶液中:NaHSO4= Na++H++SO42-
熔融状态下:NaHSO4(熔融)= Na++HSO4-
弱酸酸式盐
NaHCO3 = Na+ +HCO3- HCO3- ⇌ H+ + CO32-
二、弱电解质的电离方程式
(1)弱电解质的电离方程式的书写用“”表示。如NH3·H2O的电离方程式是NH3·H2ONH+OH-、CH3COOH 的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+。
(2)多元弱酸是分步电离的,电离程度逐步减弱,可分步书写电离方程式。如H2CO3的电离方程式是H2CO3H++HCO,HCOH++CO。
(3)多元弱碱的电离也是分步进行的,但是一般按一步电离的形式书写。如Fe(OH)3的电离方程式是Fe(OH)3Fe3++3OH-。
(4)弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离,即“强中有弱”,如NaHCO3的电离方程式:NaHCO3===Na++HCO,HCOH++CO。
【典例2】(25-26高二上·江苏淮安·期中)下列能正确表示电离方程式的是
A.在水溶液中的电离:
B.硼酸在水中的电离方程式:
C.草酸的电离方程式:
D.液氨电离可表示为:
【答案】D
【解析】A.为强电解质,在水溶液里完全电离生成和,电离方程式为,A错误;B.硼酸为一元弱酸,在水溶液里部分电离生成和,电离方程式为,B错误;C.草酸为二元弱酸,应分步电离,电离方程式为,,C错误;D.液氨能发生微弱的电离生成和,电离方程式为,D正确;故答案选D。
【变式2-1】(24-25高二上·江苏南通·阶段检测)下列电离方程式正确的是
A.醋酸铵的电离:CH3COONH4CH3COO-+
B.甲酸(HCOOH)的电离:HCOOH+H2OHCOO-+H3O+
C.碳酸氢钠的电离:NaHCO3=Na++H++
D.一水合氨的电离:NH3·H2O=+OH-
【答案】B
【解析】A.醋酸铵是强电解质,应完全电离,电离方程式应用等号而非可逆号,故A错误;B.甲酸是弱电解质,部分电离,该式将氢离子写成水合氢离子形式,书写符合规则,故B正确;C.碳酸氢钠电离时,弱酸的酸式酸根不能拆分为和,正确电离为,故C错误;D.一水合氨是弱电解质,部分电离,应用可逆号而非等号,故D错误;故答案选B。
【变式2-2】(25-26高二上·江苏扬州·月考)下列物质在溶液中的电离方程式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.AlCl3电离应生成Al3+和3个Cl-,正确的电离方程式为:,A错误;B.NaHCO3作为弱酸酸式盐,应电离为Na+和,而非直接分解为H+和,正确的电离方程式为:,B错误;C.CH3COONH4是可溶盐,完全电离为和CH3COO-,电荷守恒,C正确;D.KClO3电离应生成K+和,而非分解为Cl-和O2-,正确的电离方程式为:,D错误;故答案选C。
【变式2-3】(24-25高二上·江苏泰州·学业模拟考试)在水溶液中,下列电离方程式书写错误的是
A.H2SO4=2H++ B.NaCl=Na++Cl-
C.CH3COOH=CH3COO-+H+ D.NH3·H2O⇌+OH-
【答案】C
【解析】A.硫酸是强电解质,在水中完全电离,电离方程式:H2SO4=2H++,A正确;B.氯化钠是强电解质,在水中完全电离,电离方程式:NaCl=Na++Cl-,B正确;C.醋酸是弱电解质,在水中不完全电离,要用可逆符号,电离方程式:CH3COOH⇌CH3COO-+H+,C错误;D.一水合氨是弱电解质,在水中不完全电离,要用可逆符号,电离方程式:NH3·H2O⇌+OH-,D正确;答案选C。
▌题型03 弱电解质在水溶液中的电离平衡
1.电离平衡的定义:在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。弱电解质溶于水,部分电离产生的离子在溶液中相互碰撞又回结合成分子,因此,弱电解质的电离过程是可逆的。
2.电离平衡状态
在一定条件下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率 相等 时,电离过程就达到了电离平衡状态;
3.电离平衡的建立
①开始时,v(电离)最大,而v(结合)为0。
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。
4.电离平衡状态的特征
①逆:弱电解质的电离是可逆过程
②等:V电离=V结合≠0
③动:电离平衡是一种 动态平衡
④定:平衡时分子、离子的浓度 不再变化
⑤变:条件改变时,电离平衡发生移动
【典例3】(24-25高二上·江苏扬州·期中)下列说法正确的是
A.保持温度不变,向稀氨水中缓慢通入CO2,溶液中的值增大
B.用pH均为11的NaOH溶液和氨水分别中和等体积等物质的量浓度的盐酸,消耗氨水的体积更大
C.用浓度均为0.01mol·L-1的盐酸和醋酸分别中和等物质的量的NaOH,消耗醋酸的体积更大
D.常温下,向0.1mol·L-1醋酸溶液中加水稀释,溶液中的值增大
【答案】D
【解析】A.保持温度不变,向稀氨水中缓慢通入CO2,溶液中,随着CO2的通入,增大,故比值减小,A错误;B.氨水是弱碱,只能发生部分电离,当pH=11时,氨水浓度大于10-3 mol/L,NaOH是强碱,完全电离,当pH=11时,NaOH浓度等于10-3 mol/L,所以中和等体积等物质的量浓度的盐酸,消耗氨水的体积更小,B错误;C.中和等物质的量的NaOH,消耗盐酸和醋酸的物质的量相等,由于盐酸和醋酸浓度相同,因此消耗盐酸和醋酸的体积也相同,C错误;D.常温下,向0.1mol·L-1醋酸溶液中加水稀释,溶液中,稀释时的减小,故比值增大,D正确;故选D。
【变式3-1】(24-25高二上·江苏镇江·月考)下列说法正确的是
A.常温下,0.1 mol·L-1的氨水加水稀释,各离子浓度均减小
B.改变某条件使CH3COOH的电离平衡向右移动,则CH3COOH的电离度一定增大
C.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,则不变
D.常温下,依据Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO4),可知碳酸的酸性比磷酸强
【答案】C
【解析】A.加水稀释氨水,溶液中减小,温度不变,不变,则溶液中增大,A错误;B.对于CH3COOH的电离平衡:,加入CH3COOH可使电离平衡向右移动,但CH3COOH的电离度减小,B错误;C.,加水稀释时温度不变,则不变,C正确;D.比较碳酸和磷酸酸性强弱,应比较Ka1(H2CO3)和Ka1(H3PO4)的相对大小,D错误;答案选C。
【变式3-2】(24-25高二上·江苏镇江·月考)下列说法正确的是
A.常温下,0.1 mol·L-1的氨水加水稀释,各离子浓度均减小
B.改变某条件使CH3COOH的电离平衡向右移动,则CH3COOH的电离度一定增大
C.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,则不变
D.常温下,依据Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO4),可知碳酸的酸性比磷酸强
【答案】C
【解析】A.加水稀释氨水,溶液中减小,温度不变,不变,则溶液中增大,A错误;B.对于CH3COOH的电离平衡:,加入CH3COOH可使电离平衡向右移动,但CH3COOH的电离度减小,B错误;C.,加水稀释时温度不变,则不变,C正确;D.比较碳酸和磷酸酸性强弱,应比较Ka1(H2CO3)和Ka1(H3PO4)的相对大小,D错误;答案选C。
【变式3-3】(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
【解析】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。
▌题型04 电离平衡的影响因素
1. 决定性因素(内因):电解质本身的结构和性质
通常情况下,电解质越弱,电离程度 越小 ;
2. 电离平衡的影响因素:(勒夏特列原理)
①温度:弱电解质的电离过程一般是吸热,升高温度,电离平衡向着电离的方向移动。
②浓度:在一定温度下,对于同一弱电解质,溶液越稀,电离平衡向电离方向移动,弱电解质的电离程度就越大,即浓度越大,电离程度越小;浓度越小,电离程度越大。
③同离子效应:在弱电解质溶液中,加入同弱电解质具有相同离子的强电解质,使电离平衡向逆反应方向 移动。
④化学反应:在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时,可使电离平衡向 电离 的方向移动。
3.以CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0为例: (电离为吸热过程)
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
电离程度
升高温度
正向移动
增大
增大
减小
增大
加HCl
逆向移动
增大
减小
增大
减小
加NaOH固体
正向移动
减小
增大
减小
增大
加醋酸钠固体
逆向移动
减小
增大
增大
减小
加醋酸
正向移动
增大
增大
增大
减小
加水
正向移动
减小
减小
减小
增大
【典例4】(24-25高二上·江苏南京·期中)改变下列条件,能使溶液的电离平衡向右移动,且增大的是
A.加入固体 B.加入蒸馏水 C.通入气体 D.升高温度
【答案】D
【解析】溶液中存在电离平衡:。
A.加入固体,c()增大,电离平衡逆向移动,减小,A不选;B.加入蒸馏水,电离平衡:向右移动,但溶液酸性减弱,减小,B不选;C.通入气体,溶液中c(H+)增大,电离平衡逆向移动,C不选;D.的电离平衡吸热,升高温度向右移动,增大,D选;答案选D。
【变式4-1】(24-25高二下·江苏无锡·月考)25℃时,加水将5mLpH=12的氨水稀释至500mL,下列判断正确的是
A.稀释后氨水的电离度增大
B.稀释过程中,溶液中所有离子的浓度均减小
C.稀释后溶液中减小
D.稀释后水的离子积常数变大
【答案】A
【解析】A.一水合氨是弱电解质,在水溶液里部分电离,加水促进电离,即稀释后氨水的电离度增大,A正确;B.加水稀释促进一水合氨电离,溶液中c(OH-)减小,温度不变,则水的离子积常数不变,则溶液中c(H+)增大,B错误;C.加水稀释氨水,促进一水合氨电离,导致溶液中n()增大、n(NH3·H2O)减小,则溶液中 增大,C错误;D.水的离子积仅仅是温度的函数,温度不变稀释后水的离子积常数不变,D错误;故答案为:A。
【变式4-2】(24-25高二上·江苏南京·期中)改变下列条件,能使溶液的电离平衡向右移动,且增大的是
A.加入固体 B.加入蒸馏水 C.通入气体 D.升高温度
【答案】D
【解析】溶液中存在电离平衡:。
A.加入固体,c()增大,电离平衡逆向移动,减小,A不选;B.加入蒸馏水,电离平衡:向右移动,但溶液酸性减弱,减小,B不选;C.通入气体,溶液中c(H+)增大,电离平衡逆向移动,C不选;D.的电离平衡吸热,升高温度向右移动,增大,D选;答案选D。
【变式4-3】(25-26高二上·新疆喀什·期末)下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.加水稀释0.1 mol·L-1氨水,溶液中n(H+)·n(OH-)的值均不变
B.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中减小
C.向0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中增大
D.40℃时,在氨—水体系中不断通入CO2,随着CO2的通入,Kw增大
【答案】C
【解析】A.加水稀释氨水,体积增大,和分别为和的物质的量,,稀释时V增大,故乘积增大,A错误;B.向氨水中加入硫酸铵固体,浓度增大,抑制电离,根据得,减小,不变,故比值增大,B错误;C.向醋酸溶液中加水稀释,促进电离,根据得,,减小,不变,故比值增大,C正确;D.只与温度有关,40℃时温度不变,恒定,通入不影响,D错误;故选C。
▌题型05 电离平衡相关图像
一、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
加水稀释相同的倍数,醋酸的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值的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
二、pH与稀释倍数的线性关系
分析:(1)HY为强酸,HX为弱酸
(2)a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-)
(3)水的电离程度:d>c>a=b
分析:(1)MOH为强碱,ROH为弱碱
(2)起始时,c(ROH)>c(MOH)
(3)水的电离程度:a>b
【典例5】(25-26高二上·江苏扬州·月考)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-4,将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.b点酸的总物质的量浓度小于c点酸的总物质的量浓度
B.酸的电离程度:c>d;a点溶液中,c(NO)<c(CH3COO-)
C.导电能力强弱:d>c;a点Ka的数值比d点Ka的数值大
D.c点和d点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
【答案】D
【分析】某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-4,则酸的强弱为HNO2>CH3COOH,将pH和体积均相同的两种酸溶液,醋酸的浓度更大,稀释过程中,醋酸pH减小得更慢,因此曲线I是醋酸。
【解析】A.据分析,曲线I是醋酸的稀释曲线,a点醋酸的浓度大于亚硝酸的浓度,加入相同体积的水,b点酸的浓度大于c点酸的浓度,A错误;B.越稀越电离,酸的电离程度c<d,a点pH相同,亚硝酸根离子的浓度等于醋酸根离子的浓度,B错误;C.c点pH更小,氢离子浓度更大,导电能力更强,Ka只与温度有关,C错误;D.c点和d点溶液中酸的物质的量相同,与氢氧化钠中和,消耗的氢氧化钠的物质的量相同,因此溶液中n(Na+)相同,D正确;故选D。
【变式5-1】(25-26高二上·广东茂名·期末)某温度下,相同体积、相同pH的硫酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.Ⅰ是醋酸,Ⅱ是硫酸
B.溶液的导电性:
C.水的电离程度:
D.用pH相同的硫酸和醋酸溶液中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗醋酸的体积大
【答案】C
【分析】硫酸为二元强酸,完全电离,醋酸为弱酸,存在电离平衡,相同pH的两种溶液加水稀释时,醋酸的电离平衡正向移动,补充电离出,因此相同稀释倍数下,醋酸溶液的pH上升幅度小于硫酸,因此曲线I对应硫酸,曲线Ⅱ对应醋酸。
【解析】A.根据分析,稀释相同倍数,强酸的pH变化大,弱酸的pH变化小,故曲线I为硫酸,曲线Ⅱ为醋酸,A错误;B.溶液导电性与离子总浓度正相关,pH越小,浓度越大,离子总浓度越大,导电性越强,a点pH小于b点,b点pH小于c点,故导电性顺序为,B错误;C.酸溶液中浓度越大,对水的电离的抑制作用越强,水的电离程度越小,pH越大,浓度越小,水的电离程度越大,故水的电离程度顺序为,C正确;D.pH相同的硫酸和醋酸溶液,醋酸为弱酸,其物质的量浓度远大于硫酸,中和相同物质的量的NaOH时,消耗醋酸的体积更小,D错误;故选C。
【变式5-2】(24-25高二上·江苏苏州·月考)将pH均为3,体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示,下列叙述正确的是
A.HA为弱酸,且酸性:HA>HB
B.若将pH均为3,体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释m、n倍得到溶液的pH相同,则m>n
C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH的体积:HA>HB
D.水的电离程度:b=c>a
【答案】D
【解析】A.pH=3的 HA稀释100倍后 ,lg=2,pH=5,说明HA为强酸,同理,pH=3的 HB稀释 100倍,溶液的pH<5,说明n(H+)增加了,则HB为弱酸,存在电离平衡,稀释时,平衡正移,n(H+)增加,使得c(H+)略大于原浓度的,即pH小于5(但一定大于3),故A错误;B.由图可知,HA稀释100倍和HB稀释10000倍后两溶液的pH相同(均为5),所以m<n,故B错误;C.同体积、同pH的强酸HA、弱酸HB 的物质的量浓度c(HB)>c(HA),即有n(HB)>n(HA),HB消耗的同浓度的NaOH的体积更多,故C错误;D.在两种酸溶液中,H2O的电离都受到抑制,c(H+)越大(即pH越小),酸的电离对水的电离抑制程度就越大,水的电离程度就越小,故水的电离程度:b=c>a,故D正确;故选D。
【变式5-3】(25-26高二上·陕西安康·期末)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。下列说法正确的是
A.用湿润的pH试纸测定醋酸溶液的pH值,pH一定偏大
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,电离程度最大的是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
【解析】A.用湿润的pH试纸测定醋酸溶液的pH,相当于稀释醋酸溶液,若测定的是浓度较大的醋酸溶液,稀释后增大,pH偏小,故pH不一定偏大,A错误;B.溶液导电能力与正相关,三点导电能力顺序为B>A>C,故由大到小的顺序是B>A>C,B错误;C.弱电解质电离程度随加水量增大而增大,三点中C点加水量最多,电离程度最大,C错误;D.醋酸电离为吸热过程,加热使电离平衡正向移动,、均增大,D正确;故选D。
▌题型06 溶液导电能力及其影响因素
一、溶液导电规律
1.本质:溶液导电能力取决于溶液中自由移动离子的总浓度、离子所带电荷数。
2.规律:
(1)离子总浓度越大、离子电荷数越高,导电能力越强;反之越弱。
(2)与电解质本身强弱没有直接等价关系
①强电解质稀溶液,离子浓度小,导电可以很弱;
②弱电解质浓溶液,离子浓度也可以较大,导电不一定弱。
(3)导电能力∝离子浓度×离子电荷,不等于电解质电离程度,不等于电解质强弱。
二、四大影响因素
1.离子浓度(最主要):同一种溶液,加水稀释,离子浓度一般下降,导电能力下降;弱电解质稀释电离程度增大,但离子浓度整体仍减小。
2.离子所带电荷数:相同离子浓度下,Ca2+、SO42-(2电荷)比Na+、Cl-(1电荷)导电更强。
3.电解质强弱:只决定电离潜力,不直接决定导电能力,误区:强电解质溶液导电一定强(×);弱电解质导电一定弱(×)。
4.温度:温度升高,离子运动加快;弱电解质电离吸热,升温电离程度变大,离子浓度上升,导电能力增强。
三、解题步骤
第一步:判断体系中哪些物质电离,写出主要自由离子;
第二步:比较离子总浓度、离子电荷数,不要直接看电解质强弱;
第三步:发生反应,看是否生成沉淀、弱电解质,判断离子数目增减;
第四步:稀释题目区分:电离程度变化≠离子浓度变化;
【典例6】(25-26高二上·江苏南通·期中)某同学研究课本P62习题:一定温度下,冰醋酸稀释过程导电能力变化,得出的结论正确的是
A.用湿润的pH试纸测定pH,a点结果偏大,b点不变,c点偏小
B.从b点开始醋酸电离才达到平衡状态,b点到c点加水,电离平衡正向移动
C.将100 mL均过量的a、b、c三点的醋酸溶液加入100mL0.1mol/LNaHCO3溶液中b点最快
D.a点加水导电能力增大,因为a点加水时,醋酸浓度增大,电离速度增大
【答案】C
【解析】A.用湿润的pH试纸测定pH,相当于对溶液进行稀释,由图像可知,a点导电能力增大,氢离子浓度增大,pH偏小,b点稀释导电能力减小,氢离子浓度减小,pH偏大,c点稀释导电能力减小,氢离子浓度减小,pH偏大,A错误;B.冰醋酸从一开始加水后就存在电离平衡,不是从b点开始才达到电离平衡,b点到c点加水,离子浓度降低,平衡正向移动,B错误;C.导电能力是由自由移动离子浓度决定,因此:,因此在过量的a、b、c三点的醋酸溶液中加入NaHCO3溶液,反应速率最快的应为b点,C正确;D.a点加入水,导电能力增强,是因此电离程度增大,增大,不是醋酸浓度的增大造成的,D错误;故选C。
【变式6-1】(24-25高二上·江苏南通·月考)向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如右图所示,下列说法正确的是
A.XY段溶液的导电能力不断减弱,说明H2SO4不是电解质
B.a时刻表明参加反应的两种溶液的体积相等
C.Y处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
D.YZ段溶液的导电能力不断增大,主要是由于Ba(OH)2电离出的离子导电
【答案】C
【分析】此题中的图象是Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,所得混合溶液的导电能力与时间的关系曲线,从图象中可以提取出以下信息:(1)X点溶液的导电能力最强;(2)Y点溶液的导电能力最弱;(3)继续加稀硫酸后,溶液的导电能力又增强。溶液的导电能力与离子的总浓度成正比,说明导电能力强的溶液,离子浓度大;导电能力弱的溶液,离子浓度小。
【解析】A. XY段溶液的导电能力不断减弱,说明溶液中离子浓度在不断减小,错误;B. a时刻表明参加反应的两种溶液的物质的量相等,体积不一定相等,错误;C. Y处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子,正确;D. YZ段溶液的导电能力不断增大,主要是由于过量硫酸电离出的离子导电,错误。答案为C。
【变式6-2】(24-25高二上·江苏南京·月考)25 ℃时,把0.2 mol·L-1的醋酸加水稀释,则图中的纵轴y表示的是( )
A.溶液中H+的物质的量
B.溶液中的c(CH3COO-)/c(CH3COOH)
C.溶液的导电能力
D.CH3COOH的电离程度
【答案】C
【解析】A. 加水稀释醋酸,促进醋酸的电离,但溶液体积增加的程度更大,所以溶液中H+的物质的量增加,A错误;B. 温度不变,电离常数不变,溶液中c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=Ka/c(H+),由于氢离子浓度减小,所以该比值增大,B错误;C. 加水稀释醋酸,促进醋酸的电离,但溶液体积增加的程度更大,氢离子浓度减小,所以溶液的导电能力逐渐减小,C正确;D. 加水稀释醋酸,促进醋酸的电离,CH3COOH的电离程度变大,D错误;答案选C。
【变式6-3】(25-26高二上·山西太原·阶段检测)已知:25℃时电离常数:,。的盐酸和醋酸溶液各分别加水稀释,溶液导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ代表醋酸溶液的稀释过程
B.分别将a、b点溶液与等质量、等表面积的镁条反应,a点溶液的起始速率与b点相等
C.相同温度下,相同浓度的、溶液的导电能力:强
D.b点溶液的
【答案】C
【解析】A.pH相同的盐酸和醋酸稀释相同的倍数时,盐酸溶液的pH变化大,因此曲线I代表盐酸,曲线II代表醋酸,A错误;B.b点溶液中c(H+)比a点大,因此b点的起始反应速率更快,B错误;C.根据题目信息可知,酸性HClO<CH3COOH,因此温度相同时,相同浓度的、溶液的导电能力:强,C正确;D.曲线II代表醋酸,对于pH=3的弱酸溶液,稀释100倍后pH会小于5,D错误;故选C。
▌题型07 电离平衡常数及其应用
1. 定义
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表示。
2. 表达式:ABA++B- K=
例如:
(1)一元弱酸、弱碱
CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=
NH3·H2O NH+OH-
Kb=
(2)多元弱酸
H2CO3 H++HCO Ka1= ;
HCOH++CO Ka2= 。
多元弱酸各步电离常数的大小比较为Ka1 ≫ Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第 一 步电离决定。
3. 意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度越大,酸(或碱)性越强。
4. 影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由物质本身的性质所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与温度有关,由于电离为吸热过程,所以电离平衡常数随温度升高而增大。
5. 应用
(1)根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越 强 ;
(2)根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向;
①Q>K,向 逆向 移动;
②Q<K,向 正向 移动;
③Q=K,电离达到平衡状态;
(3)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况;
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则 增大 。
【典例7】(25-26高二下·江苏南京·期末)由表中数据判断下列说法不正确的是
弱酸
电离常数(25℃)
A.等、等体积的、溶液分别与足量的镁反应,产生更多
B.过量的与溶液混合:
C.0.5mol-L-1的醋酸溶液中,
D.向0.1mol·L-1的溶液中加入蒸馏水,增大
【答案】A
【解析】A.等时,弱酸电离常数越小,酸的浓度越大,由表格可知的远小于,等体积下的物质的量更大,与足量镁反应时产生的更多,说法错误,A符合题意;B.电离常数越大,弱酸的酸性越强,由表格数据可知酸性强弱关系为,根据强酸制弱酸规律,过量与发生复分解反应只能生成和,离子方程式书写正确,说法正确,B不符合题意;C.醋酸是一元弱酸,其溶液中,说法正确,C不符合题意;D.由电离常数可得,加水稀释时不变,减小,该比值增大,说法正确,D不符合题意;答案选A。
【变式7-1】(25-26高二上·江苏连云港·期中)下表是常温下几种弱酸的电离平衡常数。下列说法正确的是
HClO
A.向NaClO溶液通入少量气体:
B.、NaClO、溶液中,结合质子能力最强的是
C.反应的平衡常数
D.向溶液加入少量溶液:
【答案】D
【解析】A.具有强氧化性,具有强还原性,二者发生氧化还原反应,不是发生复分解反应生成和,A错误;B.酸的酸性越弱,对应酸根结合质子的能力越强,由电离常数可知酸性:,故结合质子能力最强的是,B错误;C.反应的平衡常数,C错误;D.酸性,加入少量时,仅反应生成,离子方程式书写正确,D正确;故选D。
【变式7-2】(25-26高二上·江苏连云港·期中)常温下,、,浓度均为溶液和HCOOH溶液。下列有关说法正确的是
A.两溶液的pH值相等
B.等体积的两溶液发生中和反应,消耗相等
C.将溶液稀释100倍的过程中,变大
D.HCOOH与氨水发生反应的离子方程式为
【答案】B
【解析】A.相同浓度下,酸的电离常数越大,酸性越强,电离出的浓度越大,pH越小。,则HCOOH溶液pH更小,两溶液pH不相等,A错误;B.两溶液均为一元酸,浓度、体积均相等,则酸的总物质的量相等,中和时消耗相等,B正确;C.电离常数仅与温度有关,温度不变时,稀释过程中不变,C错误;D.HCOOH是弱酸,是弱碱,离子方程式中均不能拆分为离子形式,该离子方程式书写错误,D错误;答案选B。
【变式7-3】(25-26高二上·江苏扬州·期中)由表中数据判断下列说法不正确的是
弱酸
HCN
电离常数(25℃)
5.6×10-4
4.9×10-10
A.同物质的量浓度溶液的pH: >
B.过量的HCN与溶液混合:
C.等物质的量浓度的溶液和溶液相比,前者水的电离程度更小
D.溶液中存在:
【答案】D
【解析】A.对应的酸为(),对应的酸为(Ka=5.6×10-4)。由于的酸性更弱,的水解程度更大,故同浓度下的pH更大,A正确;B.HCN的Ka=4.9×10-10,的Ka=4.7×10-11,HCN酸性强于,因此与HCN反应生成和,B正确;C.中的水解常数,而中的水解常数。水解程度更大,促进水的电离更显著,因此溶液的水电离程度更大,而更小,C正确;D.的质子守恒应为,D错误;故答案选D。
▌题型08 电离度与电离平衡常数的计算
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总数的百分比。
2.表示方法
α=×100%,也可表示为α=×100%。
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.影响因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因:
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越小。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越大。
5.电离度和电离常数的关系α≈或K≈cα2。
【典例8】(25-26高二上·宁夏银川·期中)下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断错误的是
酸
HX
HY
HZ
浓度/(mol·L−1)
0.12
0.2
0.9
0.9
0.9
电离度
0.25
0.2
0.1
0.3
0.5
电离常数
K1
K2
K3
K4
K5
A.在相同温度下,电离常数:K1<K4<K5
B.表格中三种浓度的HX溶液,从左至右c(X−)逐渐减小
C.室温时,若在HZ溶液中加少量盐酸,则的值增大
D.在相同温度下,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液浓度越小,电离度越大
【答案】B
【解析】A.在相同温度下,相同浓度的电解质溶液,电离度越大,电离常数越大,电离度HX<HY<HZ,所以电离常数:K5>K4>K3=K1,A正确;B.c(X⁻)=浓度×电离度,HX的三种浓度(0.12、0.2、0.9)对应c(X⁻)分别为0.03、0.04、0.09,逐渐增大,B错误;C.室温时,加入HCl后,H⁺浓度增加,抑制HZ电离,Z⁻浓度减少,比值增大, C正确;D.在相同温度下,HX浓度增大时候(0.12→0.2→0.9),电离度逐渐降低(0.25→0.2→0.1),说明弱电解质溶液浓度越小,电离度越大,D正确;故答案为:B。
【变式8-1】(24-25高二上·江苏南京·期中)已知的电离常数,则溶液的及溶液中除水分子以外物质的量浓度最大的粒子分别是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】从的电离常数可知,甲酸是个弱酸,所以溶液中处了水分子外,物质的量浓度最大的是分子。溶液中的则=2,故答案为D。
【变式8-2】(25-26高二上·云南楚雄·期末)化学上常用表示溶液的。时,用的溶液滴定的溶液。与所加溶液体积的关系如图所示,下列说法错误的是
已知:①、;②电离度。
A.时,溶液中的电离度约为2%
B.时,点溶液中,
C.点溶液中,
D.由的过程中,水的电离程度先增大后减小
【答案】A
【解析】A.a点即表示溶液,该点,可得pH=2.7,由可得,故电离度为,A错误;B.b点处,故pH=7,,而,故,B正确;C.c点,即,根据电荷守恒,可得,C正确;D.盐的水解促进水的电离,强酸、强碱、弱酸、弱碱均抑制水的电离,a→c过程中先生成盐,后碱NaOH过量,故水的电离程度先增大后减小,D正确;故答案为:A。
【变式8-3】(24-25高二上·江苏扬州·期中)完成下列问题。
(1)现有以下物质:①氨水 ②KOH固体 ③熔融NaHSO4 ④Al2O3固体 ⑤石墨 ⑥CO2 ⑦乙醇 ⑧盐酸;其中属于强电解质的有 (填序号,下同) ,能导电的有 。
(2)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1 mol∙L-1和0.1 mol·L-1,则甲、乙两溶液的电离度的关系:甲 (填“>”“<”或“=”)乙,甲、乙两瓶氨水中之比 (填“>”“<”或“=”)10。[已知电离度(α)=×100%]。
(3)25 ℃时,醋酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-5,0.1 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)= 。(已知:≈1.34)。
(4)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸溶液,下列各式表示的数值随水量的增加而减小的是 (填字母)。
a. b. c.c(H+) d.
【答案】(1)②③④ ①③⑤⑧
(2)< <
(3)1.34×10-3 mol·L-1
(4)acd
【分析】①氨水是氨气溶于水形成的混合物,能导电,既不是电解质也不是非电解质;
②KOH固体属于碱,强电解质,不导电;
③熔融NaHSO4属于盐,强电解质,能导电;
④Al2O3固体为金属氧化物,强电解质,不导电;
⑤石墨属于单质,能导电,既不属于电解质也不属于非电解质;
⑥CO2为非金属氧化物,非电解质,不导电;
⑦乙醇为有机化合物,不导电,非电解质;
⑧盐酸属于混合物,能导电,既不是电解质也不是非电解质。
【解析】(1)由分析可知,属于强电解质的有②③④,能导电的有①③⑤⑧。
(2)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1 mol∙L-1和0.1 mol·L-1,乙相当于甲加水稀释,一水合氨的电离程度增大,但离子浓度减小,则甲、乙两溶液的电离度的关系:甲<乙,甲、乙两瓶氨水中之比为[1 mol∙L-1×α(甲)]∶[0.1 mol·L-1×α(乙)]<10。
(3)25 ℃时,醋酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-5,0.1 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)==mol·L-1≈1.34×10-3 mol·L-1。
(4)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸溶液,电离常数不变,醋酸溶液的浓度减小,电离度增大,但电离产生的离子浓度减小。a.=,加水稀释,Ka不变,c(CHCOO-)减小,则比值减小,a符合题意;b.=,加水稀释,Ka不变,c(H+)减小,则比值增大,b不符合题意;c.加水稀释过程中,c(H+)不断减小,c符合题意;d.加水稀释过程中,水的离子积常数Kw不变,溶液中c(H+)减小,则c(OH-)增大,减小,d符合题意;故选acd。
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第一节 电离平衡(题型突破·举一反三)
题型01 强电解质与弱电解质
题型02 电解质的电离方程式
题型03 弱电解质在水溶液中的电离平衡
题型04 电离平衡的影响因素
题型05 电离平衡相关图像
题型06 溶液导电能力及其影响因素
题型07 电离平衡常数及其应用
题型08 电离度与电离平衡常数的计算
▌题型01 强电解质与弱电解质
1.强电解质与弱电解质的定义
强电解质:在水溶液中 全部 电离的电解质;
弱电解质:在水溶液中 部分 电离的电解质。
2.强弱电解质的分类
强电解质包括:强酸、强碱、大多数盐。
强酸:H2SO4、HCl、HNO3、HBr、HI、HClO4
强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2
大多数盐:NaCl、BaSO4等;
弱电解质有弱酸、弱碱、和 水 ,如CH3COOH、NH3·H2O、H2O等。
3.强电解质和弱电解质的证明实验(以证明某酸(HA)为弱酸为例)
实验方法
结论
(1)测0.01 mol·L-1 HA溶液的pH
pH=2,HA为强酸;pH>2,HA为弱酸
(2)测NaA溶液的pH
pH=7,HA为强酸;pH>7,HA为弱酸
(3)相同条件下,测相同浓度的HA和HCl溶液的导电性
导电性相同,HA为强酸;导电性弱于盐酸,HA为弱酸
(4)往同浓度的HA和HCl溶液中投入大小相同的Zn粒或CaCO3固体
开始反应速率相同,HA为强酸;开始反应速率比盐酸慢,HA为弱酸
(5)测相同pH的HA与HCl稀释相同倍数前后的pH变化
pH变化倍数相同,HA为强酸;pH变化倍数小于盐酸,HA为弱酸
【典例1】(25-26高二上·江苏徐州·期中)下列说法正确的是
A.BaSO4难溶于水,其水溶液导电能力极弱,所以硫酸钡是弱电解质
B.NH3溶于水得到的溶液能导电,所以NH3是电解质
C.强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强
D.导电能力强的溶液一定是强电解质溶液
【变式1-1】(25-26高二上·江苏盐城·阶段检测)下面各组物质中,前者为强电解质,后者为弱电解质的是
A.碳酸氢钠、醋酸 B.硫酸、硫酸镁
C.碳酸、碳酸钠 D.食盐、酒精
【变式1-2】(24-25高二下·江苏无锡·期中)下列关于电解质的判断正确的是
A.易溶于水的电解质一定是强电解质,难溶于水的电解质一定是弱电解质
B.NaCl晶体不导电是由于NaCl晶体中的离子不能自由移动
C.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
D.Na2O溶液在电流的作用下电离成Na+和O2-
【变式1-3】(24-25高二上·江苏苏州·月考)下列化学试剂中既作消毒剂又属于强电解质的是
A.次氯酸 B.漂白粉 C.高锰酸钾 D.明矾
▌题型02 电解质的电离方程式
一、强电解质的电离方程式
物质类别
电离方程式
强酸
HCl = H+ + Cl-
强碱
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
盐
正盐
Na2CO3 = 2Na+ + CO32−
强酸酸式盐
水溶液中:NaHSO4= Na++H++SO42-
熔融状态下:NaHSO4(熔融)= Na++HSO4-
弱酸酸式盐
NaHCO3 = Na+ +HCO3- HCO3- ⇌ H+ + CO32-
二、弱电解质的电离方程式
(1)弱电解质的电离方程式的书写用“”表示。如NH3·H2O的电离方程式是NH3·H2ONH+OH-、CH3COOH 的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+。
(2)多元弱酸是分步电离的,电离程度逐步减弱,可分步书写电离方程式。如H2CO3的电离方程式是H2CO3H++HCO,HCOH++CO。
(3)多元弱碱的电离也是分步进行的,但是一般按一步电离的形式书写。如Fe(OH)3的电离方程式是Fe(OH)3Fe3++3OH-。
(4)弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离,即“强中有弱”,如NaHCO3的电离方程式:NaHCO3===Na++HCO,HCOH++CO。
【典例2】(25-26高二上·江苏淮安·期中)下列能正确表示电离方程式的是
A.在水溶液中的电离:
B.硼酸在水中的电离方程式:
C.草酸的电离方程式:
D.液氨电离可表示为:
【变式2-1】(24-25高二上·江苏南通·阶段检测)下列电离方程式正确的是
A.醋酸铵的电离:CH3COONH4CH3COO-+
B.甲酸(HCOOH)的电离:HCOOH+H2OHCOO-+H3O+
C.碳酸氢钠的电离:NaHCO3=Na++H++
D.一水合氨的电离:NH3·H2O=+OH-
【变式2-2】(25-26高二上·江苏扬州·月考)下列物质在溶液中的电离方程式正确的是
A. B.
C. D.
【变式2-3】(24-25高二上·江苏泰州·学业模拟考试)在水溶液中,下列电离方程式书写错误的是
A.H2SO4=2H++ B.NaCl=Na++Cl-
C.CH3COOH=CH3COO-+H+ D.NH3·H2O⇌+OH-
▌题型03 弱电解质在水溶液中的电离平衡
1.电离平衡的定义:在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。弱电解质溶于水,部分电离产生的离子在溶液中相互碰撞又回结合成分子,因此,弱电解质的电离过程是可逆的。
2.电离平衡状态
在一定条件下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率 相等 时,电离过程就达到了电离平衡状态;
3.电离平衡的建立
①开始时,v(电离)最大,而v(结合)为0。
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。
4.电离平衡状态的特征
①逆:弱电解质的电离是可逆过程
②等:V电离=V结合≠0
③动:电离平衡是一种 动态平衡
④定:平衡时分子、离子的浓度 不再变化
⑤变:条件改变时,电离平衡发生移动
【典例3】(24-25高二上·江苏扬州·期中)下列说法正确的是
A.保持温度不变,向稀氨水中缓慢通入CO2,溶液中的值增大
B.用pH均为11的NaOH溶液和氨水分别中和等体积等物质的量浓度的盐酸,消耗氨水的体积更大
C.用浓度均为0.01mol·L-1的盐酸和醋酸分别中和等物质的量的NaOH,消耗醋酸的体积更大
D.常温下,向0.1mol·L-1醋酸溶液中加水稀释,溶液中的值增大
【变式3-1】(24-25高二上·江苏镇江·月考)下列说法正确的是
A.常温下,0.1 mol·L-1的氨水加水稀释,各离子浓度均减小
B.改变某条件使CH3COOH的电离平衡向右移动,则CH3COOH的电离度一定增大
C.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,则不变
D.常温下,依据Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO4),可知碳酸的酸性比磷酸强
【变式3-2】(24-25高二上·江苏镇江·月考)下列说法正确的是
A.常温下,0.1 mol·L-1的氨水加水稀释,各离子浓度均减小
B.改变某条件使CH3COOH的电离平衡向右移动,则CH3COOH的电离度一定增大
C.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,则不变
D.常温下,依据Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO4),可知碳酸的酸性比磷酸强
【变式3-3】(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
▌题型04 电离平衡的影响因素
1. 决定性因素(内因):电解质本身的结构和性质
通常情况下,电解质越弱,电离程度 越小 ;
2. 电离平衡的影响因素:(勒夏特列原理)
①温度:弱电解质的电离过程一般是吸热,升高温度,电离平衡向着电离的方向移动。
②浓度:在一定温度下,对于同一弱电解质,溶液越稀,电离平衡向电离方向移动,弱电解质的电离程度就越大,即浓度越大,电离程度越小;浓度越小,电离程度越大。
③同离子效应:在弱电解质溶液中,加入同弱电解质具有相同离子的强电解质,使电离平衡向逆反应方向 移动。
④化学反应:在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时,可使电离平衡向 电离 的方向移动。
3.以CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0为例: (电离为吸热过程)
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
电离程度
升高温度
正向移动
增大
增大
减小
增大
加HCl
逆向移动
增大
减小
增大
减小
加NaOH固体
正向移动
减小
增大
减小
增大
加醋酸钠固体
逆向移动
减小
增大
增大
减小
加醋酸
正向移动
增大
增大
增大
减小
加水
正向移动
减小
减小
减小
增大
【典例4】(24-25高二上·江苏南京·期中)改变下列条件,能使溶液的电离平衡向右移动,且增大的是
A.加入固体 B.加入蒸馏水 C.通入气体 D.升高温度
【变式4-1】(24-25高二下·江苏无锡·月考)25℃时,加水将5mLpH=12的氨水稀释至500mL,下列判断正确的是
A.稀释后氨水的电离度增大
B.稀释过程中,溶液中所有离子的浓度均减小
C.稀释后溶液中减小
D.稀释后水的离子积常数变大
【变式4-2】(24-25高二上·江苏南京·期中)改变下列条件,能使溶液的电离平衡向右移动,且增大的是
A.加入固体 B.加入蒸馏水 C.通入气体 D.升高温度
【变式4-3】(25-26高二上·新疆喀什·期末)下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.加水稀释0.1 mol·L-1氨水,溶液中n(H+)·n(OH-)的值均不变
B.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中减小
C.向0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中增大
D.40℃时,在氨—水体系中不断通入CO2,随着CO2的通入,Kw增大
▌题型05 电离平衡相关图像
一、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
加水稀释相同的倍数,醋酸的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值的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
二、pH与稀释倍数的线性关系
分析:(1)HY为强酸,HX为弱酸
(2)a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-)
(3)水的电离程度:d>c>a=b
分析:(1)MOH为强碱,ROH为弱碱
(2)起始时,c(ROH)>c(MOH)
(3)水的电离程度:a>b
【典例5】(25-26高二上·江苏扬州·月考)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-4,将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.b点酸的总物质的量浓度小于c点酸的总物质的量浓度
B.酸的电离程度:c>d;a点溶液中,c(NO)<c(CH3COO-)
C.导电能力强弱:d>c;a点Ka的数值比d点Ka的数值大
D.c点和d点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
【变式5-1】(25-26高二上·广东茂名·期末)某温度下,相同体积、相同pH的硫酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.Ⅰ是醋酸,Ⅱ是硫酸
B.溶液的导电性:
C.水的电离程度:
D.用pH相同的硫酸和醋酸溶液中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗醋酸的体积大
【变式5-2】(24-25高二上·江苏苏州·月考)将pH均为3,体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示,下列叙述正确的是
A.HA为弱酸,且酸性:HA>HB
B.若将pH均为3,体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释m、n倍得到溶液的pH相同,则m>n
C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH的体积:HA>HB
D.水的电离程度:b=c>a
【变式5-3】(25-26高二上·陕西安康·期末)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。下列说法正确的是
A.用湿润的pH试纸测定醋酸溶液的pH值,pH一定偏大
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,电离程度最大的是B
D.若使B点对应的溶液中增大、增大,可行的方法是加热
▌题型06 溶液导电能力及其影响因素
一、溶液导电规律
1.本质:溶液导电能力取决于溶液中自由移动离子的总浓度、离子所带电荷数。
2.规律:
(1)离子总浓度越大、离子电荷数越高,导电能力越强;反之越弱。
(2)与电解质本身强弱没有直接等价关系
①强电解质稀溶液,离子浓度小,导电可以很弱;
②弱电解质浓溶液,离子浓度也可以较大,导电不一定弱。
(3)导电能力∝离子浓度×离子电荷,不等于电解质电离程度,不等于电解质强弱。
二、四大影响因素
1.离子浓度(最主要):同一种溶液,加水稀释,离子浓度一般下降,导电能力下降;弱电解质稀释电离程度增大,但离子浓度整体仍减小。
2.离子所带电荷数:相同离子浓度下,Ca2+、SO42-(2电荷)比Na+、Cl-(1电荷)导电更强。
3.电解质强弱:只决定电离潜力,不直接决定导电能力,误区:强电解质溶液导电一定强(×);弱电解质导电一定弱(×)。
4.温度:温度升高,离子运动加快;弱电解质电离吸热,升温电离程度变大,离子浓度上升,导电能力增强。
三、解题步骤
第一步:判断体系中哪些物质电离,写出主要自由离子;
第二步:比较离子总浓度、离子电荷数,不要直接看电解质强弱;
第三步:发生反应,看是否生成沉淀、弱电解质,判断离子数目增减;
第四步:稀释题目区分:电离程度变化≠离子浓度变化;
【典例6】(25-26高二上·江苏南通·期中)某同学研究课本P62习题:一定温度下,冰醋酸稀释过程导电能力变化,得出的结论正确的是
A.用湿润的pH试纸测定pH,a点结果偏大,b点不变,c点偏小
B.从b点开始醋酸电离才达到平衡状态,b点到c点加水,电离平衡正向移动
C.将100 mL均过量的a、b、c三点的醋酸溶液加入100mL0.1mol/LNaHCO3溶液中b点最快
D.a点加水导电能力增大,因为a点加水时,醋酸浓度增大,电离速度增大
【变式6-1】(24-25高二上·江苏南通·月考)向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如右图所示,下列说法正确的是
A.XY段溶液的导电能力不断减弱,说明H2SO4不是电解质
B.a时刻表明参加反应的两种溶液的体积相等
C.Y处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
D.YZ段溶液的导电能力不断增大,主要是由于Ba(OH)2电离出的离子导电
【变式6-2】(24-25高二上·江苏南京·月考)25 ℃时,把0.2 mol·L-1的醋酸加水稀释,则图中的纵轴y表示的是( )
A.溶液中H+的物质的量
B.溶液中的c(CH3COO-)/c(CH3COOH)
C.溶液的导电能力
D.CH3COOH的电离程度
【变式6-3】(25-26高二上·山西太原·阶段检测)已知:25℃时电离常数:,。的盐酸和醋酸溶液各分别加水稀释,溶液导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ代表醋酸溶液的稀释过程
B.分别将a、b点溶液与等质量、等表面积的镁条反应,a点溶液的起始速率与b点相等
C.相同温度下,相同浓度的、溶液的导电能力:强
D.b点溶液的
▌题型07 电离平衡常数及其应用
1. 定义
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表示。
2. 表达式:ABA++B- K=
例如:
(1)一元弱酸、弱碱
CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=
NH3·H2O NH+OH-
Kb=
(2)多元弱酸
H2CO3 H++HCO Ka1= ;
HCOH++CO Ka2= 。
多元弱酸各步电离常数的大小比较为Ka1 ≫ Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第 一 步电离决定。
3. 意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度越大,酸(或碱)性越强。
4. 影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由物质本身的性质所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与温度有关,由于电离为吸热过程,所以电离平衡常数随温度升高而增大。
5. 应用
(1)根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,相同条件下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越 强 ;
(2)根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向;
①Q>K,向 逆向 移动;
②Q<K,向 正向 移动;
③Q=K,电离达到平衡状态;
(3)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况;
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则 增大 。
【典例7】(25-26高二下·江苏南京·期末)由表中数据判断下列说法不正确的是
弱酸
电离常数(25℃)
A.等、等体积的、溶液分别与足量的镁反应,产生更多
B.过量的与溶液混合:
C.0.5mol-L-1的醋酸溶液中,
D.向0.1mol·L-1的溶液中加入蒸馏水,增大
【变式7-1】(25-26高二上·江苏连云港·期中)下表是常温下几种弱酸的电离平衡常数。下列说法正确的是
HClO
A.向NaClO溶液通入少量气体:
B.、NaClO、溶液中,结合质子能力最强的是
C.反应的平衡常数
D.向溶液加入少量溶液:
【变式7-2】(25-26高二上·江苏连云港·期中)常温下,、,浓度均为溶液和HCOOH溶液。下列有关说法正确的是
A.两溶液的pH值相等
B.等体积的两溶液发生中和反应,消耗相等
C.将溶液稀释100倍的过程中,变大
D.HCOOH与氨水发生反应的离子方程式为
【变式7-3】(25-26高二上·江苏扬州·期中)由表中数据判断下列说法不正确的是
弱酸
HCN
电离常数(25℃)
5.6×10-4
4.9×10-10
A.同物质的量浓度溶液的pH: >
B.过量的HCN与溶液混合:
C.等物质的量浓度的溶液和溶液相比,前者水的电离程度更小
D.溶液中存在:
▌题型08 电离度与电离平衡常数的计算
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总数的百分比。
2.表示方法
α=×100%,也可表示为α=×100%。
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.影响因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因:
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越小。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越大。
5.电离度和电离常数的关系α≈或K≈cα2。
【典例8】(25-26高二上·宁夏银川·期中)下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断错误的是
酸
HX
HY
HZ
浓度/(mol·L−1)
0.12
0.2
0.9
0.9
0.9
电离度
0.25
0.2
0.1
0.3
0.5
电离常数
K1
K2
K3
K4
K5
A.在相同温度下,电离常数:K1<K4<K5
B.表格中三种浓度的HX溶液,从左至右c(X−)逐渐减小
C.室温时,若在HZ溶液中加少量盐酸,则的值增大
D.在相同温度下,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液浓度越小,电离度越大
【变式8-1】(24-25高二上·江苏南京·期中)已知的电离常数,则溶液的及溶液中除水分子以外物质的量浓度最大的粒子分别是
A. B. C. D.
【变式8-2】(25-26高二上·云南楚雄·期末)化学上常用表示溶液的。时,用的溶液滴定的溶液。与所加溶液体积的关系如图所示,下列说法错误的是
已知:①、;②电离度。
A.时,溶液中的电离度约为2%
B.时,点溶液中,
C.点溶液中,
D.由的过程中,水的电离程度先增大后减小
【变式8-3】(24-25高二上·江苏扬州·期中)完成下列问题。
(1)现有以下物质:①氨水 ②KOH固体 ③熔融NaHSO4 ④Al2O3固体 ⑤石墨 ⑥CO2 ⑦乙醇 ⑧盐酸;其中属于强电解质的有 (填序号,下同) ,能导电的有 。
(2)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1 mol∙L-1和0.1 mol·L-1,则甲、乙两溶液的电离度的关系:甲 (填“>”“<”或“=”)乙,甲、乙两瓶氨水中之比 (填“>”“<”或“=”)10。[已知电离度(α)=×100%]。
(3)25 ℃时,醋酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-5,0.1 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)= 。(已知:≈1.34)。
(4)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸溶液,下列各式表示的数值随水量的增加而减小的是 (填字母)。
a. b. c.c(H+) d.
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第一节
电离平衡(题型突破·举一反三)
题型01强电解质与弱电解质
典例精析
【典例】C
三举一反目
【变式11】A
【变式1-2】B
【变式13】c
题型02电解质的电离方程式
E
典例精析
【典例2】D
E
举一反三
【变式2-1】B
【变式2-2】C
【变式2-3】C
题型03弱电解质在水溶液中的电离平衡
E
典例精析
【典例3】D
三举一反目
【变式31】c
【变式3-2】C
【变式33】A
题型04电离平衡的影响因素
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三典例精析
【典例4】D
举一反三
【变式41】A
【变式42】D
【变式43】C
题型05电离平相送图像
典例精析
【典例5】D
举一反三
【变式51】C
【变式52】D
【变式53】D
题型06溶液导电能力及其影响因素
典例精析
【典例6】C
举一反三
【变式6-1】C
【变式6-2】C
【变式6-3】C
题型07电离平衡常数及其应用
E
典例精析
【典例7】A
三举一反目
2/3
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【变式71】D
【变式72】B
【变式7-3】D
题型08电离度与电离平常数的计算
典例精析
【典例8】B
举一反王
【变式81】D
【变式8-2】A
【变式83】(1)②③④
①③⑤⑧
(2)<
(3)1.34×103mo1·L1
(4)acd
3/3