第1讲弱电解质的电离Word文档格式.docx
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提示:
(1)√
(2)×
(3)√ (4)×
四、影响电离平衡的因素
因素
对电离平衡的影响
内因
电解质本身的性质决定电解质电离程度的大小
外
因
温度
由于电离过程吸热,温度改变,平衡移动,升温,促进电离
浓度
电解质溶液浓度越小,电离程度越大
加
电
解
质
同离子
效应
加入含弱电解质离子的强电解质,电离平衡逆向移动,抑制电离
含有可与弱
电解质反应
的离子
电解质电离程度增大,促进电离
[思维诊断2] 以0.1mol·
L-1CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>
0的影响。
实例
(稀溶液)
CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>
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
______
加入少量
冰醋酸
通入HCl(g)
向左
加NaOH(s)
加入镁粉
升高温度
CH3COONa(s)
减小
增强
不变
增大 减小 减弱 不变 增大 增大 增强 不变 增大 增大 增强 不变 减小 减小 增强 不变 减小 减小 增强 不变 增大 增大 增强 增大
教材习题创编
一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如图所示,请回答:
(1)O点为什么不导电:
________。
(2)a、b、c三点溶液的pH由小到大的顺序是________。
(3)H+的物质的量最大的是________(填“a”“b”或“c”)。
(4)若使c点溶液中的c(CH3COO-)增大,可以采取下列措施中的________(填字母序号)。
A.加热 B.加很稀的NaOH溶液
C.加NaOH固体D.加水
E.加CH3COONa固体F.加入锌粒
答案:
(1)冰醋酸中无自由移动离子
(2)b<
a<
c (3)c (4)ACEF
1.稀醋酸加水稀释时,溶液中不一定所有的离子浓度都减小。
因为温度不变,Kw=c(H+)·
c(OH-)是定值,稀醋酸加水稀释时,溶液中的c(H+)减小,故c(OH-)增大。
2.电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小,如对于CH3COOHCH3COO-+H+,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。
3.电离平衡右移,离子的浓度不一定增大,如在CH3COOH溶液中加水稀释或加少量NaOH固体,都会引起平衡右移,但c(CH3COOH)、c(H+)都比原平衡时要小。
4.电离平衡右移,电离程度也不一定增大,加水稀释或增大弱电解质的浓度,都使电离平衡向电离方向移动,但加水稀释时弱电解质的电离程度增大,而增大弱电解质的浓度时弱电解质的电离程度减小。
1.已知0.1mol·
L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值增大,可以采取的措施是( )
①加少量烧碱溶液 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
解析:
选C。
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①③会使c(H+)/c(CH3COOH)的值减小。
2.稀氨水中存在着下列平衡:
NH3·
+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 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热
⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤B.③⑥
C.③D.③⑤
若在氨水中加入NH4Cl固体,c(NH
)增大,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)减小,①不符合题意;
硫酸中的H+与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡向正反应方向移动,②不符合题意;
当在氨水中加入NaOH固体后,c(OH-)增大,平衡向逆反应方向移动,③符合题意,若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向正反应方向移动,c(OH-)减小,④不符合题意;
电离属吸热过程,加热平衡向正反应方向移动,⑤不符合题意;
加入MgSO4固体发生反应:
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH-)减小,平衡向正反应方向移动,⑥不符合题意。
3.常温下0.1mol·
L-1氨水的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是( )
A.加入适量的氢氧化钠固体
B.将溶液稀释到原体积的10倍
C.加入等体积0.2mol·
L-1氨水
D.降低溶液的温度
选A。
加入适量的氢氧化钠固体,可以使溶液中c(OH-)增大,可能使溶液的pH由a→(a+1),A正确;
将溶液稀释到原体积的10倍,溶液的pH减小,不可能变为(a+1),B错误;
加入等体积0.2mol·
L-1氨水,氨水的浓度为
=0.15mol·
L-1,氨水浓度增大,溶液的pH增大,但是也不可能增大1个单位,C错误;
氨水中的一水合氨是弱电解质,降低温度,电离程度减小,电解质电离的程度越小,溶液中的c(OH-)越小,pH就越小,D错误。
考点二 电离常数
一、电离度
1.概念:
一定条件下,当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来弱电解质总分子数的百分数。
2.表达式:
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。
4.一元弱酸(HA)、一元弱碱(如NH3·
H2O)中电离度(α)与c(H+)、c(OH-)的关系:
设一定温度下,浓度为cmol·
L-1醋酸的电离度为αa。
CH3COOHCH3COO-+H+
起始/mol·
L-1c00
变化/mol·
L-1c·
αacαacαa
平衡/mol·
L-1c-cαa≈ccαacαa
则c(H+)=cαa
Ka=
=cα
同理:
对于一元弱碱(如NH3·
H2O),c(OH-)=cαb。
二、电离常数
1.表达式:
(1)对于一元弱酸HA:
HAH++A-,平衡常数K=
(2)对于一元弱碱BOH:
BOHB++OH-,平衡常数K=
2.意义:
相同条件下,K值越大,表示该弱电解质越易电离,所对应的酸性或碱性相对越强。
3.特点:
(1)多元弱酸是分步电离的,各级电离常数的大小关系是K1≫K2……,所以其酸性主要决定于第一步电离。
[思维诊断] 判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×
(1)当弱电解质的浓度增大时,电离度增大( )
(2)在1mol·
L-1的CH3COOH溶液中,升高温度,电离度增大( )
(3)电离平衡右移,电离常数一定增大( )
(4)H2CO3的电离常数表达式:
( )
(5)电离常数可以表示弱电解质的相对强弱( )
(6)电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大( )
(7)电离常数只与温度有关,与浓度无关( )
(8)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( )
(1)×
(2)√ (3)×
(4)×
(5)√ (6)×
(7)√ (8)×
部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
H2S
H2CO3
HClO
电离平衡
常数(25℃)
K=1.77×
10-4
K1=1.3×
10-7
K2=7.1×
10-15
K1=4.4×
K2=4.7×
10-11
3.0×
10-8
按要求回答下列问题:
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。
(2)同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HCO
、CO
、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。
(3)按要求书写下列离子方程式
①将少量Na2CO3溶液滴加到HCOOH溶液中
________________________________________________________________________。
②将少量CO2气体通入NaClO溶液中
③将少量CO2气体通入到Na2S溶液中
(1)HCOOH>
H2CO3>
H2S>
(2)S2->
CO
>
ClO->
HS->
HCO
HCOO-
(3)①2HCOOH+CO
===2HCOO-+H2O+CO2↑
②ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
③CO2+H2O+2S2-===2HS-+CO
1.电离度是转化率的形式,电离常数是平衡常数的形式。
2.电离度受浓度的影响,电离常数不受浓度的影响。
3.两者均可用来表示弱电解质的电离程度及其相对强弱;
但用电离度时必须在同温同浓度条件下,而电离常数只需在同温下便可。
4.判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
5.判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,电离常数越大,对应的盐水解程度越小,碱性(或酸性)越弱。
6.判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”。
7.判断微粒浓度比值的变化。
弱电解质加水稀释时,能促进弱电解质的电离,溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化,但电离常数不变,题目中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
角度1 应用电离常数判断酸碱性强弱
1.(2018·
湖南长沙质检)已知下面三个数据:
7.2×
10-4、4.6×
10-4、4.9×
10-10分别是下列有关的三种酸的电离常数(25℃),若已知下列反应可以发生:
NaCN+HNO2===HCN+NaNO2 NaCN+HF===HCN+NaF NaNO2+HF===HNO2+NaF。
由此可判断下列叙述中不正确的是( )
A.K(HF)=7.2×
B.K(HNO2)=4.9×
10-10
C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF>
HNO2>
HCN
D.K(HCN)<
K(HNO2)<
K(HF)
选B。
相同温度下,酸的电离常数越大,该酸的酸性越强,结合强酸制取弱酸分析可知,亚硝酸的酸性大于氢氰酸而小于氢氟酸,所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6×
10-4,故B错误。
2.体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX在室温下分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离平衡常数________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数;
理由是____________________________________________
稀释100倍,HX、CH3COOH溶液的pH变化小于2,二者均为弱酸,酸性HX>
CH3COOH。
大于 稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大,酸性强,电离平衡常数大
角度2 判断微粒比值的大小
3.(2018·
福建漳州调研)将浓度为0.1mol·
L-1HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A.c(H+) B.Ka(HF)
C.
D.
选D。
HF为弱酸,存在电离平衡:
HFH++F-。
根据勒夏特列原理:
当改变影响平衡的一个条件,平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动,但平衡的移动不能完全消除这种改变,故加水稀释,平衡正向移动,但c(H+)减小,A不选;
电离平衡常数只受温度的影响,温度不变,电离平衡常数Ka不变,B不选;
当溶液无限稀释时,c(F-)不断减小,但c(H+)接近10-7mol·
L-1,所以
减小,C不选;
=
,由于加水稀释,平衡正向移动,所以溶液中n(H+)增大,n(HF)减小,所以
增大,故选D。
4.常温下,将0.1mol·
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)
(4)
____________。
(1)将①式变为
;
(2)②此式为Ka;
(3)将③式变为
(4)将④式变为
(1)变小
(2)不变 (3)变大 (4)不变
角度3 有关电离常数的计算
5.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×
10-5mol·
L-1。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO
+H+的平衡常数K1=________。
(已知:
10-5.60=2.5×
10-6)
K1=
=4.2×
10-7。
4.2×
6.NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。
25℃时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性,向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将________(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为________mol·
L-1。
(NH3·
H2O的电离平衡常数取Kb=2×
10-5)
NH4NO3溶液由于NH
水解显酸性,滴加氨水后溶液由酸性变为中性,水的电离平衡向逆反应方向移动。
Kb=
=2×
10-5,而c(OH-)=10-7mol·
L-1,则c(NH
)=200c(NH3·
H2O),故n(NH
)=200n(NH3·
H2O),根据电荷守恒可知,n(NH
)=n(NO
),则溶液中n(NH
)+n(NH3·
H2O)=
mol,根据物料守恒,滴加氨水的浓度为
mol÷
bL=
mol·
逆向
角度4 电离度、电离常数的综合考查
7.常压下,取不同浓度、不同温度的氨水测定,得到下表实验数据。
(℃)
c(NH3·
H2O)
(mol·
L-1)
电离常数
电离度
(%)
c(OH-)
16.56
1.37×
10-5
9.098
1.507×
10-2
10
15.16
1.57×
10.18
1.543×
20
13.63
1.71×
11.2
1.527×
(1)温度升高,NH3·
H2O的电离平衡向________(填“左”或“右”)移动,能支持该结论的表中数据是________(填字母)。
A.电离常数 B.电离度
C.c(OH-)D.c(NH3·
(2)表中c(OH-)基本不变的原因是___________________________________________。
(3)常温下,在氨水中加入一定量的氯化铵晶体,下列说法错误的是________(填字母,下同)。
A.溶液的pH增大B.氨水的电离度减小
C.c(OH-)减小D.c(NH
)减小
(4)将氨水与盐酸等浓度等体积混合,下列做法能使c(NH
)与c(Cl-)比值变大的是________。
A.加入固体氯化铵B.通入少量氯化氢
C.降低溶液温度D.加入少量固体氢氧化钠
(1)根据表中电离常数随温度的变化可以判断,NH3·
H2O的电离吸收热量,所以升温,NH3·
H2O的电离平衡向右移动。
(3)NH3·
+OH-,加入NH4Cl固体,平衡左移,pH减小,电离度减小,c(OH-)减小,c(NH
)增大,A、D错误。
(4)氨水与盐酸等浓度等体积混合,正好生成NH4Cl溶液,NH
+H2ONH3·
H2O+H+,加入固体NH4Cl,NH
水解程度减小,
增大,A项符合题意;
降温,NH
增大,C项符合题意;
B项,通入HCl,c(Cl-)增大的较c(NH
)多,故
减小;
D项,加入NaOH固体,c(NH
)减小,
减小。
(1)右 A
(2)氨水浓度降低,使c(OH-)减小,而温度升高,电离平衡右移使c(OH-)增大,双重作用使c(OH-)基本不变
(3)AD
(4)AC
证明弱电解质的实验方法
例题精析
下列事实中一定不能证明CH3COOH是弱电解质的是( )
①常温下某CH3COONa溶液的pH=8
②用CH3COOH溶液做导电实验,灯泡很暗
③等pH、等体积的盐酸、CH3COOH溶液和足量锌反应,CH3COOH放出的氢气较多
④0.1mol·
L-1CH3COOH溶液的pH=2.1
⑤CH3COONa和H3PO4反应,生成CH3COOH
⑥0.1mol·
L-1的CH3COOH溶液稀释100倍,pH>3
A.② B.②⑤
C.①③⑤D.③④⑤⑥
【解析】 ①中证明CH3COO-能水解,溶液呈碱性,证明CH3COOH为弱酸;
②中未指明浓度,也没有参照物,不能说明问题;
③说明电离前n(CH3COOH)>
n(盐酸),故CH3COOH的电离程度比盐酸小,属弱电解质;
④中说明c(H+)<
c(CH3COOH),说明CH3COOH部分电离,存在电离平衡,CH3COOH是弱电解质;
已知⑤中的H3PO4为中强酸,而中强酸能制备的必定是比H3PO4还要弱的酸,说明CH3COOH为弱电解质;
⑥中CH3COOH溶液被稀释,c(H+)的变化与溶液浓度的变化不一致,证明存在电离平衡的移动,即证明CH3COOH为弱电解质。
【答案】 A
为了证明一水合氨(NH3·
H2O)是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验:
0.10mol·
L-1氨水、0.1mol·
L-1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞溶液、pH试纸、蒸馏水。
(1)常温时,甲用pH试纸测出0.10mol·
L-1氨水的pH为10,则认定一水合氨是弱电解质,你认为这一方法________(填“正确”或“不正确”),并说明理由:
________________________________________________________________________
(2)乙取出10mL0.10mol·
L-1氨水,用pH试纸测其pH=a,然后用蒸馏水稀释至1000mL,再用pH试纸测其pH=b,若要确认NH3·
H2O是弱电解质,则a、b应满足什么关系?
(3)丙取出10mL0.10mol·
L-1氨水,滴入2滴酚酞溶液,显粉红色,再加入少量NH4Cl晶体,溶液颜色变________(填“深”或“浅”)。
你认为这一方法能否证明NH3·
H2O是弱电解质?
________(填“能”或“否”),并说明原因:
_____________________________
(4)请你根据所提供的试剂,再提出一个合理又简便的方案证明NH3·
H2O是弱电解质:
【答案】
(1)正确 若是强电解质,则0.10mol·
L-1氨水中c(OH-)应为0.10mol·
L-
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