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电解质与电离平衡
精锐教育1对1辅导讲义
学员姓名:
学科教师:
辅导科目:
化
时间
年
级:
高一升高二
学
授课日期
主
题
电解质与电离平衡
教学内容
1.电解质的相关概念区分与理解以及电离方程式的书写;
2.理解电离平衡的相关概念;
3.理解弱电解质电离平衡与影响因素的;
4.掌握电离平衡的移动的判断;
5.理解等物质的量与等pH的强酸弱酸的区别
首先我们来认识一个实验:
试验物质导电性的装置主要包括盛有待试验物质的容器、石墨电极和显示电路里有无电流通过的电灯泡
等三部分。
如图3-1所示,在容器里依次分别加入蒸馏水、蔗糖溶液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、稀硫酸和干燥
的氯化钠固体。
第1页,共14页
哈佛北大精英创立
蒸馏水
蔗糖
氢氧化钠
氯化钠
稀硫酸
氯化钠固体
连接直流电源以后,观察灯泡是不是发光。
试验结果如下:
由此你能看出什么吗?
一、电解质与电离的相关概念:
1.物质的导电:
(1)导电的原因:
有自由移动的带电粒子。
金属或者合金
自由移动的电子
导电的原因
石墨
自由移动的离子熔融的离子化合物
电解质溶液
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(2)影响电解质溶液导电能力强弱的因素
在外界条件不变时溶液导电能力强弱受下面两个因素影响:
①离子浓度:
离子浓度大,溶液导电能力强;
②单个离子所带电荷数:
单个离子所带电荷量越多,导电能力越强。
2.电解质的概念:
物质从不同角度有不同的分类,比如从物质导电性方面,可以做如下分类:
强电解质
电解质
化合物
弱电解质
非电解质
具体概念如下:
(1)电解质与非电解质:
a.电解质概念:
在水溶液或熔融状态下可以导电的化合物。
常见物质:
酸、碱、盐等。
b.非电解质概念:
在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物。
常见物质:
非金属氧化物(CO、CO2、NO、NO2、P2O5、SO2、SO3等)、NH3、CH4、乙醇、蔗糖等。
(2)电解质分类:
ⅰ.强电解质:
在水溶液中完全电离的电解质。
常见物质:
强酸(HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HI、HClO4等)、
强碱(KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等)、
几乎所有盐等。
ⅱ.弱电解质:
在水溶液中不完全电离的电解质。
常见物质:
弱酸(HAc、H2CO3、H2SO3、H2S等)、
弱碱(NH3·H2O、Fe(OH)3、Cu(OH)2等)、
极少数盐(HgCl2、HgBr2、Pb(Ac)2等)、
水等。
【典型例题1】某物质易溶于水,但其水溶液不导电,则该物质是(
)
A.非电解质
B.电解质
C.不是电解质
D.不能确定
【变式训练】下列说法中正确的是(
)
A.氯水能导电,所以氯气是电解质
B.碳酸钙难溶于水,所以它是非电解质
C.固体磷酸是电解质,所以磷酸在熔化状态下和溶于水时都能导电
D.明矾虽不能导电,但它属于电解质
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哈佛北大精英创立
【典型例题2】下列说法中正确的是(
)
A.强电解质一定是离子化合物,弱电解质一定是共价化合物
B.凡溶于水能导电的化合物都是电解质
C.能导电的物质一定是电解质
D.熔化状态下能够导电的化合物一定是离子化合物
【变式训练】下列物质中:
①能导电的有
③属于非电解质的有
A.NaOH溶液
F.氨气
;
②属于电解质的有
;④属于强电解质的有
;
。
B.Cu
G.CuSO4
C.液态HCl
H.石墨
D.液态CH3COOH
I.Na2O
E.蔗糖
J.无水乙醇
3.电离与电离方程式:
①概念:
电解质在水溶液中或熔融状态下,产生自由移动离子的过程叫做电离。
实际上,电解质在水中的溶解过程也是它的电离过程。
电离的条件:
离子化合物是溶于水或熔融,共价化合物是溶于水。
②关于电离的几点说明:
a.强电解质的电离是完全的,电离过程不可逆;弱电解质的电离程度较小,电离过程是可逆的。
b.多元弱酸分步电离,以第一步为主,它是衡量酸性相对强弱的本质标志,如:
碳酸存在电离:
H2CO3
HCO3
-
+H
+
,HCO3
-
H++CO32-,第一步电离程度决定碳酸酸性的强弱。
c.多元弱碱的电离以一步电离表示,如Fe(OH)3
Fe3+
+3OH。
-
③电解质的电离方程式
a.电离方程式:
表示电解质电离的式子称为电离方程式。
b.电离方程式的书写:
ⅰ.强电解质的电离用“”,弱电解质的电离用“
”。
如:
HClH
+Cl
HF
H++F-
+
-
ⅱ.多元弱酸分步电离,可分步书写电离方程式,主要是第一步,多元弱碱也分步电离,但可按一步电离书
写。
如:
H2CO3
H
+
+HCO3
-
,HCO3
--
H++CO32-
【典型例题3】写出下列几种物质的电离方程式:
H2SO4、Na2SO3、H2S、NaHCO3、NaHSO4、Cu(OH)2、Al(OH)3
、
、
、
、
。
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4.弱电解质的电离平衡:
(1)弱电解质电离平衡状态的建立:
在一定条件下,弱电解质溶于水时,分子电离成阴、阳离子,阴、阳离子又能重新结合成分子,在一定的
条件(温度、压强、浓度等)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,电离达到平衡
状态,这种平衡叫做弱电解质的电离平衡。
例如,HF水溶液中,有电离:
HFH
形成了HF溶液的电离平衡,表示为:
HF
+F,也有化合:
H+F
-+-
HF,当二者速率相等时就
+F
+
H
+
-
。
再如,醋酸、一水合氨的电离:
CH3COOH
(2)电离平衡的影响因素:
CH3COO
-
+H
+
,NH3·H2O
NH4+OH。
+-
①内因:
由电解质本身的结构决定,一般共价键极性越弱,电解质越难电离,常温下绝大多数
0.1mol·L弱电解质的电离分子数不超过10%。
-
②外因:
温度、浓度、外加试剂
温度:
升温时,电离平衡向电离方向移动。
浓度:
加水稀释,电离平衡向电离方向移动。
外加试剂:
加入含有弱电解质离子的强电解质,电离平衡向逆反应方向移动。
(3)电离度:
电离度(常用符号α表示)是指在一定条件下,当弱电解质在溶液里达到电离平衡时,溶液里已经电离的
电解质分子数占原来总分子数(已电离和未电离)的百分数。
已电离的电解质分子数
即:
100%
溶液中原来电解质总分子数
弱电解质的电离度不但与
有关,还跟溶液的
有关。
当温度一定时,某一确定的弱电解质的浓度越小,其电离度就越
。
如:
常温下,0.1mol/L的HAc溶液电离度为1.34%,1mol/L的HAc溶液电离度为0.424%。
【典型例题4】在含有酚酞的0.1mol·L-1氨水中加入少量的NH4Cl晶体,则溶液颜色(
)
A.变蓝色
B.变深
C.变浅
D.不变
【变式训练】稀氨水中存在着下列平衡:
NH3·H2O
NH4+OH,若要使平衡向逆反应方向移动,同时
+-
使c(OH
-
)增大,应加入适量的物质是(
)
①NH4Cl固体
A.①②③⑤
②硫酸
③NaOH固体
B.③⑥
④水
⑤加热
⑥加入少量MgSO4固体
D.③⑤
C.③
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【典型例题5】对某弱酸稀溶液加水稀释,下列叙述不正确的是(
)
...
A.弱酸的电离程度增大
B.溶液的导电性减弱
D.溶液中的c(OH)减小
C.弱酸分子的浓度减小
-
【变式训练】用水稀释0.1mol·L-1
氨水时,溶液中随着水量的增加而减小的是(
)
A.c(OH
-
)/c(NH3·H2O)
B.c(NH3·H2O)/c(OH)
-
D.OH
C.c(H)和c(OH
+
-
)的乘积
-
的物质的量
*电离平衡常数:
①与化学平衡常数类似:
对于弱电解质AB的电离平衡:
AB
A
+
+B
—
,其电离平衡常数为:
Ki=c(A)c(B)。
c(AB)
②K越大,弱电解质越易电离,弱电解质相对越强,离子浓度越大。
同一温度下,一般酸/碱的K越大,对应的酸性/碱性越强。
K只与温度相关,与浓度无关。
例如:
+
_-7
H+HCO3;Ki1=4.3×10(25℃)
第一步电离:
H2CO3
第二步电离:
HCO3_
H++CO3;Ki2=5.6×10(25℃)
2-
-11
【典型例题】已知室温时,0.1mol·L-1某一元酸HA在水中有1.0%电离,此酸的电离平衡常数为多少?
【典型例题】碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。
常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液
的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3
HCO3+H的平
+
-
衡常数K1=?
(已知:
10-5.60=2.5×10-6
)
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(4)电离平衡移动的判断:
对于0.1mol/L的醋酸溶液,改变下列条件,判断各物理量的变化情况:
+Ac
HAc
H
+
-
项目
变化
平衡移动方向
c(H
+
)
-
c(Ac)
c(HAc)
溶液导电能力
电离度
项目
加热
加水
加少量冰
醋酸
加入少量
NaAc固体
通少量
HCl气体
加少量
NaOH固
体
【典型例题6】电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小吗?
离子的浓度一定增大吗?
【变式训练】稀释一弱电解质溶液时,所有粒子浓度都会减小吗?
【典型例题7】下列溶液中所含微粒种类由大到小的顺序是________。
A.氨水
B.氯水
C.硫酸氢钠溶液
D.盐酸
5.强酸与弱酸的比较:
强酸酸和弱酸分别以HCl和HAc为例:
浓度均为0.01mol/L的HCl与HAc
pH均为2的HCl与HAc对比
对比
pH或物质的量浓度
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开始与金属反应的速率
等体积时能消耗碱的量
等体积时与过量Zn反应产
生H2的量
c(Cl)与c(Ac)大小
--
加水稀释10倍后的pH
溶液的导电性
水的电离程度
【典型例题8】在一定温度下,有a.盐酸b.硫酸c.醋酸,三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H
+
)由大到小的顺序是________________;
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是______________;
(3)若三者c(H
(4)当三者c(H
+
+
)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是________________;
)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是
____________;
(5)当三者c(H)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相
+
同状况),则开始时反应速率的大小关系为____________,反应所需时间的长短关系是__________;
(6)将c(H)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H)由大到小的顺序是
++
_____________________________________________________________________。
【典型例题9】pH相同的HCl溶液和HAc溶液分别和Zn反应,若最后锌都已完全溶解,且放出的气体一
样多,则下列判断不正确的是(
)
A.整个反应阶段平均反应速率,醋酸>盐酸
C.参加反应的锌的质量,盐酸=醋酸
B.反应所需时间,醋酸>盐酸
D.开始反应速率,盐酸=醋酸
【变式训练】常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b
两种溶液,关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是(
)
A.b不可能显碱性
C.a不可能显酸性
B.a可能显酸性或碱性
D.b可能显碱性或酸性
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1.(双选)下列物质中能导电的是(
A.CuB.蔗糖溶液C.盐酸溶液
2.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是(
A.醋酸B.碳酸铵C.氢氧化钡
3.下列物质中,属于强电解质的是(
)
D.食盐晶体
)
D.二氧化硫
D.CH3COOH
)
A.H2S
B.氨水
C.CH3COONa
4.下列说法中,正确的是(
)
A.强电解质溶液总比弱电解质溶液的导电性强
B.稀硫酸溶液中不存在硫酸分子
C.氯化氢是电解质,所以盐酸和液态氯化氢都能导电
D.强电解质溶液中只存在离子
5.下列电离方程式正确的是(
A.NaHS溶于水:
NaHS
)
Na
+
+HS
-
B.(NH4)2SO4溶于水:
(NH4)2SO4
C.氢氟酸溶液:
HF+H2O
D.NaHCO3溶于水:
NaHCO3
2NH4+SO4
+2-
H3O
+
+F
-
Na
+
+H+CO3
+2-
E.磷酸溶液中:
H3PO43H+PO4
+3-
F.NaHSO4溶液中:
NaHSO4Na
+
+HSO4
-
6.当溶液中HS
-
+H2O
S
2-+H3O
+达到平衡时,欲使c(S2-)增大,应加入(
)
B.CO32
RNH3+OH
形成的平衡中,要使RNH2·H2O的电离程度及c(OH
C.H2O
D.HCl
A.Cu2+
7.在RNH2·H2O
-
-
)都增大,可采取
的措施是(
)
A.通入HCl
B.加少量NaOH固体
C.加水
D.升温
8.(双选)欲使醋酸溶液中的CH3COO
-
浓度增大,且不放出气体,可加入的少量固体是(
)
A.氢氧化钠
B.碳酸氢钠
C.醋酸钾
D.镁
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9.下列事实可证明氨水是弱碱的是(
)
A.氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁
B.铵盐受热易分解
C.0.1mol/L氨水可以使酚酞试液变红
D.0.1mol/L的氯化铵溶液的pH为5
10.(双选)乙酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是(
A.1mol/L乙酸溶液的pH约为2
B.乙酸能与水以任意比例互溶
)
C.10mL1mol/L乙酸恰好与10mL1mol/L氢氧化钠溶液完全反应
D.在相同条件下,乙酸的导电性比强酸溶液弱
11.体积相同、pH也相同的盐酸与醋酸,分别与足量的NaHCO3溶液反应,相同条件下,放出CO2的体积
(
)
A.醋酸多
B.盐酸多
C.一样多
D.无法比较
12.用0.01mol/LNaOH溶液完全中和pH=3的下列溶液各100mL。
需要NaOH溶液体积最大的是
(
)
A.盐酸
B.硫酸
C.高氯酸
D.醋酸
13.(双选)向一定体积的0.1mol/L的醋酸溶液中加入等体积的蒸馏水后,则下列叙述中,正确的是
(
)
A.溶液的pH变小
C.溶液的导电能力减弱
B.醋酸的电离度增大
D.中和此溶液所需0.1mol/L的NaOH溶液体积增加
14.相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②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(
)
15.一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如图所示曲线,
(1)“O”点为什么不导电
;
(2)a、b、c三点的pH由小到大的顺序是
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(3)a、b、c三点的醋酸的电离度(α)最大的一点是
(4)若使C点溶液中的c(CH3COO)提高,应可以采取下列措施中的
-
(填标号)
A.加热
D.
B.加很稀的NaOH溶液
E.加固体CH3COONa
C.加NaOH固体
F.加入Zn粒
1.下列说法正确的是(
)
A.液态HCl、固态NaCl均不导电,所以HCl、NaCl均是非电解质
B.NH3、CO2的水溶液均导电,所以NH3、CO2均是电解质
C.铜、石墨均导电,所以它们是电解质
D.蔗糖、酒精在水溶液和熔融时均不导电,所以它们是非电解质
2.下列物质在同条件下,导电能力最强的是(
)
A.98%的浓硫酸
3.下列叙述正确的是(
B.浓盐酸
C.澄清石灰水
D.硫酸钠晶体
)
A.氯化钠溶液在电流作用下电离成钠离子和氯离子
B.溶解于水后能电离出氢离子的化合物都是酸
C.硫酸钡难溶于水,但硫酸钡属于电解质
D.水难电离,纯水几乎不导电,所以水是非电解质
4.醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH
H
+
+CH3COO
-
,下列叙述不正确的是(
)
A.醋酸溶液中离子浓度的关系满足:
c(H
+
)=c(OH
-
)+c(CH3COO
)减小
C.CH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动
D.常温下pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH<7
5.下列有关强、弱电解质的叙述正确的是(
-
)
B.0.10mol·L-1的CH3COOH溶液中加水稀释,溶液中c(OH
-
)
A.强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强
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B.强电解质的水溶液中不存在溶质分子
C.强电解质都是离子化合物,而弱电解质都是共价化合物
D.不同的弱电解质只要物质的量浓度相同,电离程度也相同
6.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是(
)
选项
强电解质
弱电解质
非电解质
A
Fe
B
NaCl
NH3
BaSO4
C
CaCO3
H3PO4
酒精
D
HNO3
Fe(OH)3
H2O
CH3COOH
蔗糖
7.一定温度下,向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加少量水,下列有关说法错误的是(
)
A.溶液中所有离子的浓度都减小
C.水的电离程度变大
B.CH3COOH的电离程度变大
D.溶液的pH增大
8.下列关于0.1mol·L-1
氨水的叙述正确的是(
)
A.加入少量氯化钠溶液,平衡不移动
C.通入少量氯化氢气体,平衡正向移动
B.加入少量NaOH固体,平衡正向移动
D.加入少量MgSO4固体,抑制NH3·H2O电离
9.某制药厂废气中含少量SO2气体,一般用NaOH溶液或氨水吸收,以防污染环境。
分别用0.1mol/L
的NaOH溶液或同浓度的氨水处理相同量的废气,两种方法所需吸收液的体积关系是(
)
A.NaOH溶液的体积大于氨水
C.NaOH溶液的体积小于氨水
B.NaOH溶液的体积等于氨水
D.无法判断
10.常温下0.1mol/L氨水溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a-1)的措施是(
)
A.将溶液稀释到原体积的10倍
C.加入等体积0.1mol/L烧碱溶液
B.加入适量的氯化铵固体
D.加入等体积0.1mol/L盐酸
11.相同温度下的四种溶液:
①)pH=2的CH3COOH溶液;②)pH=2的HCl溶液;③pH=12的氨水;
④pH=12的NaOH溶液。
有关上述溶液的比较中,正确的是(
A.水电离的c(H+):
①=②=③=④
)
B.将②、③溶液混合后,pH=7,消耗溶液的体积:
②<③
C.等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量:
①最大
D.向溶液中加入100mL水后,溶液的pH:
③>④>①>②
12.在一烧杯中盛有稀硫酸,同时有一表面光滑的塑料小球悬浮于溶液中央(如图)。
向该烧杯里缓缓注入
与稀硫酸等密度的Ba(OH)2溶液至恰好完成反应。
在此实验过程中:
(1)烧杯里观察到的实验现象有:
第12页,共14页
哈佛北大精英创立
①
,
;
②
(2)写出实验过程中反应的离子方程
式:
。
13.
(1)将等质量的Zn粉分别投入:
a:
10mL0.1mol·L-1HCl和b:
10mL0.1mol·L-1
醋酸中。
①若Zn不足量,则反应速率a
②若Zn过量,产生H2的量a
b(填“>”、“=”或“<”,下同);
b;
(2)将等质量的Zn粉分别投入pH=1,体积均为10mL的a:
盐酸和b:
醋酸中。
①若Zn不足量,则起始反应速率a
②若Zn过量,产生H2的量a
b;
b。
14.25℃时,若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积Vb、pH=b的某一元强碱混合恰好中和,且已知
Va (1)a值可否等于3(填“可”或“否”) ,其理由 ,其理由 。 是 ; (2)a值可否等于5(填“可”或“否”) 是 ; (3)a的取值范围是 15.用实验确定某酸HA是弱电解质。 两同学的方案是: 甲: ①称取一定质量的HA配制0.1mol/L的溶液100mL; ②用pH试纸测出该溶液的pH值,即可证明HA是弱电解质。 乙: ①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各100mL; ②分别取这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL; ③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱 电解质。 (1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是 (2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH =);乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是 (a)装HCl的试管中放出H2的速率快 (b)装HA溶液的试管的中放出H2的速率快 (c)两个试管中产生气体速率一样快 ; 1(选填>、<、 (多选扣分); 第13页,共14页 哈佛北大精英创立 (3)请你评价: 乙方案中难以实现之处和不妥之处 ; (4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。 【预习思考】 1.写出下列物质中能发生水解反应的离子方程式。 ①明矾 ②硫化钠③小苏打④偏铝酸钠⑤硫酸氢钠 ① ② ③ ④ ⑤ 2.物质的量浓度相同的下列溶液中,含离子和分子种类
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- 电解质 电离 平衡