内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
1
知识回顾
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不导电的化合物。
如:酸、碱、盐、活泼金属氧化物、H2O
如:大多数有机化合物、非金属氧化物和非金属氢化物等
【易错】
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。
②单质、溶液既不是电解质,也不是非电解质。
思考与讨论
盐酸和醋酸是生活中经常用到的酸。盐酸常用于卫生洁具的清洁。
醋酸的腐蚀性比盐酸的小,比较安全,为什么不用醋酸代替盐酸呢?
盐酸和醋酸的酸性不同,电离程度不同。
有效成分是盐酸
酸 0.1mol/L 盐酸 0.1mol/L 醋酸
pH
导电能力
与镁条反应
实验结论
迅速产生大量气泡
产生气泡相对缓慢
实验3-1
1.0
3.0
强
弱
两种酸中H+浓度不同,即HCl和CH3COOH电离程度不同
离子浓度越大、离子所带电荷越多,导电能力越强
0.1mol/L 盐酸 0.1mol/L 醋酸
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。
强电解质和弱电解质
1.强电解质:在水溶液中能够全部电离的电解质
强酸:HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO4等
强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等
绝大多数盐:如NaCl、(NH4)2SO4、BaSO4等。
【易错警示】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。
2.弱电解质:在水溶液中部分电离的电解质
弱酸:HF、HClO、H2S、H2SO3、H3PO4、H2CO3 、CH3COOH等。
弱碱:NH3·H2O、Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2等
水
现有:①硫酸铜溶液 ②CO2 ③石墨 ④CH3COOH
⑤NH3 ⑥NH3∙H2O ⑦NaHCO3 ⑧KOH
其中属于强电解质的是___________________
属于弱电解质的是______________________
属于非电解质的是____________________
既不是电解质也不是非电解质的是____________________
⑦⑧
④⑥
②⑤
①③
电离方程式的书写
HCl CH3COOH
①强电解质用=,弱电解质用可⇌
③多元弱碱分步电离 ,但要求一步写出。
H2CO3
Cu(OH)2
②二元及多元弱酸分步电离,以第一步电离为主。
④强酸的酸式盐的电离:
b.NaHSO4在熔融时,NaHSO4 =Na+ +HSO4—
⑤弱酸的酸式盐,直接电离成两部分:NaHCO3=Na+ + HCO3—
a.NaHSO4在溶液中,NaHSO4 =Na+ +H+ +SO42—
强电解质 弱电解质
相同点
不同点 化合物类型
物质类别
溶质微粒
电离程度
表示方法
电离方程式
强电解质与弱电解质的比较
都是电解质,在水溶液中都能电离,与溶解度无关
离子化合物,共价化合物
共价化合物
强酸、强碱、大多数盐
弱酸、弱碱、水
离子
分子(多)、离子
完全电离(不可逆)
部分电离(可逆)
电离方程式用“ = ”
电离方程式用“ ⇌ ”
NaCl = Na+ + Cl-
HF ⇌H+ + F-
10
1)开始时,v电离 和v结合怎样变化?
2)当v电离 = v结合时,可逆过程达到一种什么样的状态?
在一定的条件下,往一杯水中加进一定量的冰醋酸会发生如何的变化?
CH3COOH CH3COO - + H+
电离
结合
11
c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) v(电离) v(结合)
醋酸初溶于水
接着
最后
0(最小)
0(最小)
最大
增大
最大
0(最小)
增大
减小
减小
增大
不变
不变
不变
不变
不变
反应速率
v(电离)
v(结合)
v(电离) = v(结合) 电离平衡状态
弱电解质电离平衡示意图
时间
12
v
v电离
v结合
v电离 = v结合
电离平衡状态
t
CH3COOH CH3COO - + H+
电离
结合
水
冰醋酸
电离平衡
1.定义:一定条件下,弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率
相等时,即达到电离平衡状态。
2.特征
逆:弱电解质的电离是可逆过程
等:v电离 = v结合 ≠0
动:电离平衡是一种动态平衡
定:溶液中各分子、离子的浓度不变
变:条件改变时,电离平衡发生移动
13
3.影响电离平衡的因素
①内因:电解质本身的性质,通常电解质越弱电离程度越小。
②外因:温度、浓度、其他因素
当外界条件改变时符合“勒夏特列原理”,减弱改变,但不抵消改变
越强越电离
电离程度: 盐酸 > 醋酸 > 碳酸
电离度(α)=
已电离的电解质
起始的电解质总量
α越大,电离程度越大
结论:越热越电离
3.影响电离平衡的因素
∆H>0
实例
改变条件 平衡移动方向 c(CH3COOH) c(H+) c(CH3COO—) 电离程度 导电能力
加热
向右 减小 增大 增大 增大 增强
如何从定量的角度判断醋酸溶液中加水稀释一倍后,电离平衡移动的方向?
提示: ,稀释一倍后,假设平衡不移动,则
Ka=
c( CH3COO-) .c ( H+)
c(CH3COOH)
Q=
1/2c( CH3COO-) .1/2c ( H+)
1/2c(CH3COOH)
=1/2Ka
Q<Ka,平衡向电离方向移动
通常溶液中弱电解质的浓度越小,离子间通过碰撞结合成分子的机会越少,电离程度越大。
结论:越稀越电离
∆H>0
实例
改变条件 平衡移动方向 c(CH3COOH) c(H+) c(CH3COO—) 电离程度 导电能力
加水稀释
加CH3COOH(s)
向右 减小 减小 减小 增大 减弱
向右 增大 增大 增大 减小 增强
实例
改变条件 平衡移动方向 c(CH3COOH) c(H+) c(CH3COO—) 电离程度 导电能力
加盐酸
(同离子效应)
加CH3COONa(s)
(同离子效应)
加NaOH(s)、金属Zn等
(化学反应的影响)
∆H>0
向左 增大 增大 减小 减小 增强
向左 增大 减小 增大 减小 增强
向右 减小 减小 增大 增大 增强
同离抑电离
反应促电离
18
教材62
2.向稀氨水中分别加入下列物质,请判断电离平衡移动的方向。
加入的物质 NH₄Cl NH₃ NaOH
电离平衡移动的方向
教材62
4.在一定温度下,
冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如图所示,
(1)加水前导电能力约为0的原因是_____________________________。
(2)A、B、C三点溶液中,c(H⁺)由小到大的顺序是 。
(3)A、B、C三点溶液中,CH3COOH电离程度最大的是 。
(4)若使B点对应的溶液中c(CH₃COO⁻)增大、c(H⁺)减小,可采用的方法是 (填序号)。
①加入H₂O ②加入NaOH固体 ③加入浓硫酸 ④加入Na₂CO₃固体
冰醋酸中没有自由移动的离子
教材62
3.向10mL氨水中加入蒸馏水,将其稀释到1L后,下列说法中不正确的是( )。
A. NH₃·H₂O的电离程度增大
B.c(NH3⋅H2O)增大
C. NH4+的数目增多
D. 增大
对点训练
1.在0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中,要促进醋酸电离且使H+浓度增大,应采取的措施是( )
A.升温
B.加水
C.加入烧碱溶液
D.加入稀盐酸
A
2.稀氨水中存在平衡: NH3·H2O ⇋NH4+ + OH— ,若要使平衡向左移动,同时使c(OH-)增大,应采取的措施是( )。
①加入NH4Cl固体
②加入硫酸
③加入NaOH固体
④加入水
⑤加入少量MgSO4固体
A.①② B.④⑤ C.③ D.③⑤
C
A.加少量烧碱溶液 B.加少量氯化钠
C.加少量冰醋酸 D.加水
对点训练
D
Lavf58.29.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
【典例4】试写出下列电解质在水溶液中的电离反应方程式。
1.KHSO4
2. NH4Cl
3. Na2CO3
4.H2SO3
5.KHCO3
6.HF
7.Fe(OH)3
8.Al(OH)3酸式电离
碱式电离
3.已知0.1 mol·L-1醋酸中存在电离平衡:CH3COOH ⇋ CH3COO- + H+,
要使溶液中的值增大,可以采取的措施是( )。
$