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1 第第 8 8 章第章第 1 1 讲弱电解质的电离平衡讲弱电解质的电离平衡 李仕才 考纲要求 1.了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念。2.理解电解质在水中的电 离以及电解质溶液的导电性。3.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数(Ka、Kb) 进行相关计算。 考点一考点一 弱电解质的电离平衡弱电解质的电离平衡 1弱电解质 (1)概念 (2)与化合物类型的关系 强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物,弱电解质主要是某些共价化合物。 2弱电解质的电离概念 (1)电离平衡的建立 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。 (2)电离平衡的建立与特征 开始时,v(电离)最大,而v(结合)为 0。 平衡的建立过程中,v(电离)v(结合)。 当v(电离)v(结合)时,电离过程达到平衡状态。 3外因对电离平衡的影响 (1)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,越易电离。 (2)温度:温度越高,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。 2 (4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离方向移动。 (1)强电解质稀溶液中不存在溶质分子,弱电解质稀溶液中存在溶质分子() (2)氨气溶于水,当 NH3H2O 电离出的c(OH)c(NH)时,表明 NH3H2O 电离处于平衡状态 4 () (3)室温下,由 0.1molL1一元碱 BOH 的 pH10,可知溶液中存在 BOH=BOH() (4)电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大() (5)稀释弱电解质溶液时,所有粒子浓度都一定会减小() (6)电离平衡时,由于分子和离子的浓度不断发生变化,所以说电离平衡是动态平衡() 解析 (2)NH3H2O?NH3H2O?NHOH,NH3H2O 电离出的c(OH)与c(NH)永远相等,不 4 4 能表明 NH3H2O 电离处于平衡状态。(3)由于 OH的浓度小于 0.1molL1,所以 BOH 应属于弱 碱,其电离方程式应为 BOH?BOH。(4)都不一定。如对于 CH3COOH? CH3COOH平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减 弱”而不能“消除” ,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大;加水稀释或加少量 NaOH 固体,都 会引起平衡右移,但c(CH3COOH)、c(H)都比原平衡时要小。(5)不是所有粒子浓度都会减小。 对于弱酸或弱碱溶液,只要对其稀释,电离平衡均会发生右移,例如:弱酸 HA 溶液稀释时, c(HA)、c(H)、c(A)均减小(参与平衡建立的微粒);平衡右移的目的是为了减弱c(H)、 c(A)的减小,但c(OH)会增大。(6)电离平衡是动态平衡指的是v(电离)v(结合)0,是浓 度不再变化。 以 0.1molL1CH3COOH 溶液为例,填写外界条件对 CH3COOH?CH3COOH H0 的影响。 实例(稀溶液) CH3COOH?HCH3COOH0 改变条件平衡移动方向n(H)c(H)导电能力 Ka 加水稀释向右增大减小减弱不变 加入少量冰醋酸向右增大增大增强不变 通入 HCl(g)向左增大增大增强不变 加 NaOH(s)向右减小减小增强不变 加入镁粉向右减小减小增强不变 升高温度向右增大增大增强增大 加 CH3COONa(s)向左减小减小增强不变 题组一 外因对多平衡体系中影响结果的判定 3 1(2017桂林质检)饱和氨水中存在化学平衡和电离平衡:NH3H2O?NH3H2O?NHOH。 4 下列有关说法正确的是( ) A常温下饱和氨水的 pH7 B向氨水中滴加过量硫酸,上述平衡均正向移动,pH 增大 C电离是吸热过程,升高温度,上述平衡均正向移动 D向氨水中加入少量 NaOH 固体,上述平衡均逆向移动,有 NH3放出 答案 D 解析 常温下饱和氨水呈碱性,pH7,A 项错误;加入过量硫酸,H浓度增大,pH 减小,B 项 错误;升温会使 NH3逸出,NH3H2O?NH3H2O 平衡向逆方向移动,C 项错误;加入少量 NaOH 固 体,OH浓度增大,平衡向生成 NH3的方向移动,有 NH3放出,D 项正确。 2H2S 水溶液中存在电离平衡 H2S?HHS和 HS?HS2。若向 H2S 溶液中 ( ) A加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大 B通入过量 SO2气体,平衡向左移动,溶液 pH 值增大 C滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液 pH 值减小 D加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小 答案 C 解析 加水促进电离,但氢离子浓度减小,A 项错误;通入过量 SO2气体发生反应 2H2SSO2=3S2H2O,当 SO2过量时溶液显酸性,而且酸性比 H2S 强,pH 值减小,B 项错误; 滴加新制氯水,发生反应 Cl2H2S=2HClS,平衡向左移动,溶液 pH 值减小,C 项正确; 加入少量硫酸铜固体,发生反应 H2SCu2=CuS2H,H浓度增大,D 项错误。 3(2017重庆一中月考)等体积、浓度均为 0.2molL1的三种溶液:HA 溶液、HB 溶液、 NaHCO3溶液,已知将分别与混合,实验测得所产生的 CO2气体体积(V)随时间(t)的变化 如图所示。下列说法不正确的是( ) A酸性:HBHAH2CO3 B恰好反应时,所得两溶液中:c(A)c(B) C上述三种溶液中由水电离出的c(OH)的相对大小: DHA 溶液和 NaHCO3溶液恰好反应,所得的溶液中:c(A)c(HA)0.1molL1 答案 B 解析 由题图可知,HB 溶液与 NaHCO3溶液反应的速率较快,说明 HB 溶液中氢离子浓度较大, 所以酸性:HBHAH2CO3,A 项正确;反应结束后所得两溶液分别为 NaA 溶液、NaB 溶液,根据 4 “越弱越水解” ,则c(B)c(A),B 项错误;NaHCO3水解促进水的电离,酸的酸性越强,对水 的电离的抑制程度越大,所以 HB 对水的电离的抑制程度最大,三种溶液中由水电离出的c(OH)的 相对大小:NaHCO3溶液HA 溶液HB 溶液,C 项正确;根据物料守恒可知,HA 溶液和 NaHCO3溶 液反应所得溶液中c(A)c(HA)0.1 molL1,D 项正确。 题组二 平衡移动,结果变化,判采取措施 4(2018重庆调研)稀氨水中存在着下列平衡:NH3H2O?NHOH,若要使平衡向左移动, 4 同时使c(OH)增大,应加入的物质或采取的措施是( ) NH4Cl 固体 硫酸 NaOH 固体 水 加热加入少量 MgSO4固体 ABCD 答案 C 解析 若在氨水中加入NH4Cl 固体,c(NH)增大,平衡向左移动,c(OH)减小,不合题意;硫 4 酸中的H与 OH反应,使c(OH)减小,平衡向右移动, 不合题意;当在氨水中加入NaOH 固体后, c(OH)增大,平衡向左移动, 符合题意;若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向右移动,且 c(OH)减小,不合题意;电离属吸热过程,加热平衡向右移动,c(OH)增大,不合题意;加入 少量MgSO4固体发生反应Mg22OH=Mg(OH)2,溶液中c(OH)减小,不合题意。 5已知 0.1molL1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH?CH3COOH,要使溶液中c(H) /c(CH3COOH)的值增大,可以采取的措施是( ) 加少量烧碱溶液 升高温度 加少量冰醋酸加水 ABCD 答案 C 解析 本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动,但 会使c(H)/c(CH3COOH)的 值减小。 题组三 电离平衡与溶液导电性综合判断 6一定温度下,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( ) Aa、b、c 三点溶液的 pH:cab Ba、b、c 三点 CH3COOH 的电离程度:cab C用湿润的 pH 试纸测量 a 处溶液的 pH,测量结果偏小 Da、b、c 三点溶液用 1molL1NaOH 溶液中和,消耗 NaOH 溶液体积:cab 5 答案 C 解析 A 项,由导电能力知c(H):bac,故 pH:cab;B 项,加水体积越大,越利于 CH3COOH 电离,故电离程度:cba;C 项,用湿润的 pH 试纸测量 a 处溶液的 pH,相当于稀释 a 点溶液,c(H)增大,pH 偏小;D 项,a、b、c 三点n(CH3COOH)相同,用 NaOH 溶液中和时消耗 n(NaOH)相同,故消耗V(NaOH):abc。 7(2018山东省滕州一中模拟)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电 导率变化可以确定滴定反应的终点。下图是 KOH 溶液分别滴定 HCl 溶液和 CH3COOH 溶液的滴定曲 线示意图。下列示意图中,能正确表示用 NH3H2O 溶液滴定 HCl 和 CH3COOH 混合溶液的滴定曲 线的是( ) 答案 D 解析 HCl 为强电解质,CH3COOH 为弱电解质,滴加 NH3H2O,先与 HCl 反应,生成同样为强电 解质的 NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导率下降。当 HCl 被中和完后,继续与 CH3COOH 弱电解质反应,生成 CH3COONH4,为强电解质,所以电导率增大。HCl 与 CH3COOH 均反应 完后,继续滴加弱电解质 NH3H2O,电导率变化不大,因为溶液被稀释,有下降趋势。 考点二考点二 电离平衡常数电离平衡常数 1表达式 (1)一元弱酸 HA 的电离常数:根据 HA?HA,可表示为Ka。 cAcH cHA 6 (2)一元弱碱 BOH 的电离常数:根据 BOH?BOH,可表示为Kb。 cBcOH cBOH 2特点 (1)电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增大。 (2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。 例如,在 25时,K(HNO2)4.6104,K(CH3COOH)1.8105,因而 HNO2的酸性比 CH3COOH 强。 (3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1K2K3,故其酸性取决于第一步电离。 (1)H2CO3的电离常数表达式:Ka() c2HcCO23 cH2CO3 (2)电离常数可以表示弱电解质的相对强弱() (3)电离常数只与温度有关,与浓度无关() (4)弱电解质的电离平衡右移,电离平衡常数一定增大() (5)电离常数大的酸溶液中的c(H)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H)大() (6)对于 0.1molL1的氨水,加水稀释后,溶液中c(NH)、c(OH)变小() 4 (7)某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大() 1H2CO3的电离平衡常数Ka14.3107,Ka25.61011,它的Ka1、Ka2差别很大的原因 _(从电离平衡的角度解释
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