高中化学11弱电解质的电离平衡.docx

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高中化学11弱电解质的电离平衡

一、与电解质相关的两组概念

1．电解质与非电解质

电解质

非电解质

定义

在水溶液或熔融状态下能够导电

的____________

在水溶液里和熔融状态下都不能导电的___________

常见物质与类别

所有的离子化合物和部分共价化合物：

酸、碱、盐、水、金属氧化物

全是_______________：

非金属氧化物、氨气及绝大多数的有机物

【注意】：

（1）单质、混合物既不是电解质也不是非电解质。

（2）电解质是纯净物，电解质溶液是混合物。

（3）CO2、SO2溶于水能够导电，但溶液中的离子不是他们本身电离所产生的，所以仍为______。

（4）在高中阶段，我们一般认为有机物中只有有机酸是电解质，其它都不是电解质。

【答案】化合物，化合物，共价化合物，非电解质

2．强电解质与弱电解质

强电解质

弱电解质

定义

在水溶液中全部电离成离子的电解质

在水溶液中只有一部分电离成离子的电解质

电离程度

完全、不可逆

部分、可逆

常见物质

强酸：

HCl、H2SO4、HNO3等

强碱：

NaOH、KOH、Ba（OH）2等

绝大多数盐：

NaCl、CaCO3、CH3COONa等

弱酸：

CH3COOH、HF、HClO、H2S、H2CO3、H2SiO3等

弱碱：

NH3·H2O、Cu（OH）2等

极少数盐、水

常见物质类别

离子化合物与某些共价化合物

某些共价化合物

在溶液中存在形态

离子

离子、分子

【练一练】

判断下列物质中，属于强电解质的是_______________，属于弱电解质的是________________.

（1）NaCl

（2）NH3（3）Cl2（4）BaSO4（5）HCl（6）CH3COOH（7）HNO2（8）NaHCO3（9）Cu（OH）2

（10）Cu（11）HF（12）HNO3（13）Al2（SO4）3（14）SO2（15）乙醇（16）H2S（17）H3PO4（18）蔗糖（19）盐酸

【答案】1、4、5、8、12、13；6、7、9、11、16、17

3．物质的导电情况

共价化合物：

属于电解质的共价化合物只有在溶液中能导电。

离子化合物：

熔融状态和溶液中均能导电。

金属：

固体和熔融状态下均能导电。

【练一练】

下列物质在给定条件下能导电的是____________________。

A.NaCl固体B.石墨C.熔融NaOHD.稀硫酸E.HCl气体F.CuG.熔融的Cu

【答案】：

B、C、D、F、G

4．电解质溶液的导电性与导电能力

取决于自由移动的离子的________________以及____________________。

【注意】：

（1）电解质的强弱与溶解性无关

如：

NaCl溶液导电性强于AgCl溶液，但两溶液中的溶质都是强电解质

（2）电解质强弱与溶液的导电能力无关

如：

CH3COOH是弱电解质，BaSO4是强电解质

（3）电解质不一定导电，导电的不一定是电解质

如：

NaCl固体是强电解质，但不导电；如Cu能导电，但既不是电解质也不是非电解质

【答案】总浓度大小，离子所带电荷的多少

二、电离方程式的书写

规则：

强箭头、弱可逆、多元弱酸分步写、多元弱碱一步写

【注意】：

（1）强酸的酸式盐是强电解质，在水中完全电离出金属阳离子（铵根离子）、氢离子和酸根离子。

（2）弱酸的酸式盐是强电解质，在水中第一步完全电离出阳离子和弱酸的酸式酸根离子，而弱酸的酸式酸根离子又可进行电离，且为可逆过程。

（3）有些电解质因条件不同，其电离方程式的书写形式亦不同。

例如：

熔融时：

KHSO4→K++HSO4-；水溶液中：

KHSO4→K++H++SO42-。

（想一想，为什么这样？

）

【练一练】

（1）H2SO4

（2）Ba（OH）2

（3）CH3COOH

（4）NH3.H2O

（5）H2CO3

（6）Na2CO3

（7）NaHSO4（aq）

（8）NaHCO3

（9）Al（OH）3

【答案】

（1）H2SO4→2H++SO42-

（2）Ba（OH）2→Ba2++2OH-

（3）CH3COOH⇋CH3COO-+H+

（4）NH3.H2O⇋NH4++OH-

（5）H2CO3⇋H++HCO3-；HCO3-⇋H++CO32-

（6）Na2CO3→2Na++CO32-

（7）NaHSO4（aq）→Na++H++SO42-

（8）NaHCO3→Na++HCO3-；HCO3-⇋H++CO32-

（9）AlO2-+H++H2O⇋Al（OH）3⇋Al3++3OH-

三、弱电解质的电离平衡

1．定义：

在一定条件下（如温度、浓度）下，当电解质分子离解成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态。

2．特征：

弱弱电解存在着电离平衡

等电解质分子离解成离子的速率和离子结合成分子的速率相等

定条件一定，分子与离子浓度一定

动动态平衡

变条件改变，平衡破坏，发生移动

吸弱电解质的电离是个吸热过程

3．电离平衡的移动

原理：

符合勒夏特列原理

影响因素

内因：

电解质本身的结构决定。

一般共价键极性越弱，电解质越弱，其电离程度越小。

常温下绝大多数0.1mol/L弱电解质的电离分子数不超过10%

外因：

a．浓度浓度越大，电离程度___________，越稀越易电离。

在稀释溶液时，电离平衡向右移动，而离子浓度会_________________。

b．温度温度越高，电离程度越_________。

（弱电解质的电离是个_________过程）

c．同离子效应如在醋酸溶液中加入醋酸钠晶体，增大了CH3COO-浓度，平衡左移，电离程度减小；加入稀HCl，平衡也会左移。

d．能反应的物质如在醋酸溶液中加入锌或NaOH溶液，平衡右移，电离程度增大

【答案】越小，减少，大，吸热

【练一练】

在一定条件下，0.1mol/L的氨水溶液中有下列平衡：

NH3·H2O⇋NH4++OH-改变下表所述条件，选用"增大，减少，不变"填写有关空格。

平衡移动方向

[NH3·H2O]

[NH4+]

[OH-]

pH值

加入少量硫酸

右移

减小

增大

减小

减小

加入少量烧碱

左移

增大

减小

增大

增大

加固体氯化铵

左移

增大

增大

减小

减小

加水稀释

右移

减小

减小

减小

减小

【想一想】

1、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？

答案：

都不一定。

如对于CH3COOH⇋CH3COO－＋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；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。

用化学平衡理论分析弱电解质的电离平衡问题时，应该深刻地理解勒夏特列原理：

平衡向“减弱”这种改变的方向移动，移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变，只是一定程度上减弱这种改变。

加水稀释CH3COOH溶液时，尽管H＋的物质的量增多，但由于溶液体积增大的程度更大，故c（H＋）仍会减小。

2、稀释一弱电解质溶液时，所有粒子浓度一定都会减小吗？

答案：

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。

3、分别画出冰醋酸和0.1mol·L－1的醋酸加水稀释时导电能力的变化图。

答案：

　.

4、弱电解质的电离度

1、电离度概念与表达式

一定条件下，当弱电解质在水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电解质分子总数的百分数。

（常用符号α表示）

可用数学式表达为：

α＝

×100%

或α＝

×100%

或α＝

×100%

即α＝

×100%（c：

电解质浓度，Δc：

已电离电解质浓度）

【注意】

①电离度适用于达平衡的电解质溶液。

②在相同温度和相同浓度下，电离度大小可表示弱电解质的相对强弱。

电离度越小，电解质越弱。

2、影响电离度的因素

①温度：

在其他条件不变时，升高溶液温度，电离平衡向电离方向移动，电离度增大。

②浓度：

其他条件不变时，增大弱电解质溶液浓度，平衡向电离方向移动，但电离度减小。

若降低弱电解质溶液浓度，平衡向电离方向移动，电离度增大，通常在温度一定时电离度与溶液浓度平方根成反比。

③其他电解质的加入：

如同离子效应，加入与弱电解质电离有相同离子的强电解质时，会使弱电解质电离度降低。

五、一元强酸与一元弱酸的比较

1．醋酸溶液与盐酸的比较

等体积、等物质的量浓度的盐酸（a）与醋酸溶液（b）

等体积、等pH的盐酸（a）

与醋酸溶液（b）

pH

a

a=b

物质的量浓度

a=b

a

溶液的导电性

a>b

a＝b

水的电离程度

a

a＝b

加水稀释等倍数pH的变化量

a>b

a>b

中和NaOH的量

a＝b

a

加NaOH至pH=7，所用NaOH的物质的量

a>b

a

分别加该酸的钠盐固体后pH

a：

不变

b：

变大

a：

不变

b：

变大

开始与金属反应的速率

a>b

相同

等体积溶液与过量活泼金属产生H2的量

相同

a

2．强、弱电解质的判断方法（以HA为例）

（1）从是否完全电离的角度判断

方法1

测定一定浓度的HA溶液的pH

若测得0.1mol/L的HA溶液的pH＝1，则HA为____；若pH>1，则HA为_____

方法2

跟同浓度的盐酸比较导电性

若导电性和盐酸相同，则为_____；若比盐酸弱，则为_____

方法3

跟同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢

若反应速率相同，则为_____；若比盐酸慢，则为______

（2）从是否存在电离平衡的角度判断

①从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断

如将pH＝3的HA溶液稀释100倍后，再测其pH，若pH＝5，则为________，若pH<5，则为_________。

②从升高温度后pH的变化判断

若升高温度，溶液的pH明显减小，则是__________。

因为弱酸存在电离平衡，升高温度时，电离程度增大，c（H＋）增大。

而强酸不存在电离平衡，升高温度时，只有水的电离程度增大，pH变化幅度小。

（3）从酸根离子是否能发生水解的角度判断

可直接测定NaA溶液的pH：

若pH＝7，则HA是________；若pH>7，则HA是______。

【答案】强酸弱酸强酸弱酸强酸弱酸

强酸弱酸弱酸强酸弱酸

电离平衡常数（选讲）

（2017年将实施3+3，考纲中对此部分没有要求，但是许多市重点在讲“加3”课的时候，依然对此部分进行详细讲解，所以把此部分放在这里，供大家选择。

）

1．定义：

在一定条件下，弱电解质达到电离平衡时，溶液中电离出来的各种离子浓度的乘积跟溶液总未电离的分子浓度的比值是一个常数。

简称电离常数，用K表示。

2．表达式

对于一元弱酸HA：

HA⇋H＋＋A－，电离平衡常数K＝

。

对于一元弱碱BOH：

BOH⇋B＋＋OH－，电离平衡常数K＝

。

对于二元弱酸H2CO3：

H2CO3⇋H＋＋HCO

，Ka1＝

HCO

⇋H＋＋CO

。

Ka2＝

注意：

对于多元弱酸，其电离是分步进行的，每步都各有电离常数，通常用Ka1、Ka2、Ka3表示，且Ka1>>Ka2>>Ka3

3．影响因素

①内因：

物质自身结构。

②外因：

温度

【练一练】25°C时，醋酸的电离常数Ka=1.75×10-5。

（1）向该溶液中加入一定量得盐酸，Ka是否会变化？

为什么？

（2）若醋酸的初始浓度为0.01mol/L，平衡时c（H+）是多少？

醋酸的电离度是多少？

【答案】

（1）不变，Ka仅随温度改变而改变；

（2）4.18×10-4mol/L，4.18%

【关于电离平衡常数的几个拓展和应用】

①判断弱酸（或弱碱）的相对强弱。

电离平衡常数越大，酸性（或碱性）越强。

②弱酸的电离平衡常数和对应盐的水解平衡常数的乘积是一个定值，等于kw。

（思考一下，怎么证明？

）

③判断盐溶液的碱性（或酸性）强弱。

酸（或碱）的电离平衡常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性（或酸性）越弱。

（思考一下，为什么有这样的规律，怎么解释？

得到这条规律后，有什么样的用途？

）

④判断复分解反应能否发生。

一般符合“强酸制弱酸”规律，也就是说可以由电离平衡常数较大的酸制电离平衡常数较小的酸。

（思考一下，为什么有这样的规律？

提示：

用电离平衡常数解释。

）

⑤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，但电离平衡常数不变，考题中经常利用电离平衡常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。

例如，0.1mol/LCH3COOH溶液加水稀释：

＝

＝

，酸溶液加水稀释，c（H＋）减小，K值不变，则

增大。

⑥怎么用电离平衡常数对弱电解质加水稀释后电离平衡的移动方向进行解释？

我们知道原平衡中存在一个化学平衡常数：

K＝

，稀释一倍后，Qc＝

＝

K，即Qc

例题解析

知识点1：

相关概念的考查

【例1】下列物质属于电解质的是（）

A．SO2B．CuC．氨水D．NaCl

E．NaOHF．HClG．酒精H．AgCl

【难度】★【答案】D、E、F、H

变式1：

下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是（）

A．CH3COOHB．Cl2C．NH4HCO3D．SO2

【难度】★【答案】D

【例2】下列关于电解质电离的叙述中，正确的是（）

A．碳酸钙在水中溶解度很小，其溶液的电阻率很大，所以碳酸钙是弱电解质

B．碳酸钙在水中的溶解度很小，但被溶解的碳酸钙全部电离，所以碳酸钙是强电解质

C．氯气和氨气的水溶液导电性都很好，所以它们是强电解质

D．水难电离，纯水几乎不导电，所以水是非电解质

【难度】★【答案】B

变式1：

关于强、弱电解质的叙述正确的是（）

A．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物

B．强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物

C．强电解质的水溶液中无溶质分子，弱电解质的水溶液中有溶质分子

D．强电解质的水溶液导电能力强，弱电解质的水溶液导电能力弱

【难度】★【答案】C

【方法提炼】关于概念的考查，题目一般不会太难，做题时紧扣定义即可。

知识点2：

电离方程式的考查

【例1】某二元酸H2A的电离方程式是：

H2A→H++HA＿，HA＿⇋A2＿+H+。

回答下列问题：

（1）NaHA溶液显____________（填“酸性”、“碱性”或“中性”），理由是（用离子方程式表示）_______________________________________________________；

（2）若0.1mol·L-1　NaHA溶液的pH=2，则0.1mol·L-1　H2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能

_______0.11mol·L-1（填“＜”、“＞”或“=”），理由是____________________________________；

【难度】★★

【答案】

（1）酸性HA＿⇋A2＿+H+

（2）﹤H2A电离出的H+抑制HA﹣的电离

变式1：

硫酸是强酸，中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离。

但事实是，硫酸在水中的第一步电离是完全的，第二步电离并不完全，其电离情况为：

H2SO4→H++HSO4-，HSO4-⇋H++SO42-。

请据此回答下列有关问题：

（1）Na2SO4溶液呈___________（填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”），原因是：

_________________

________________________（用离子方程式表示）。

（2）写出H2SO4溶液与BaCl2溶液反应的离子方程式：

______________________________________；

（3）已知0.1mol·L-1的NaHSO4溶液的pH=2，则0.1mol·L-1的H2SO4溶液中SO42-的浓度________0.01mol·L-1（填“＞”“=”或“＜”），原因是_________________________________________。

【难度】★★

【答案】

（1）弱碱性，SO42-+H2O⇋HSO4—+OH—

（2）HSO4-+Ba2+→BaSO4↓+H+（3））＜（1分），硫酸第一步电离的H+对第二步的电离产生抑制作用

【方法提炼】

在书写电离方程式时，首先判断是强电解质还是弱电解质，强电解质用箭头表示，弱电解质用可逆符号表示。

反之，如果给出电离方程式，通过箭头或者可逆符号，也可以判断出对应物质是完全电离还是部分电离。

知识点3：

电离平衡的考查

【例1】溶液为例：

CH3COOH⇋CH3COO－＋H＋，填写下列表格：

实例

（稀溶液）

CH3COOH⇋H＋＋CH3COO－

改变条件

平衡移动方向

n（H＋）

c（H＋）

导电能力

加水稀释

平衡移动方向

n（H＋）

c（H＋）

导电能力

加入少量

冰醋酸

→

增大

减小

减弱

通入HCl（g）

→

增大

增大

增强

加NaOH（s）

←

增大

增大

增强

加入镁粉

→

减小

减小

增强

升高温度

→

减小

减小

增强

加

CH3COONa（s）

→

增大

增大

增强

【难度】★★

变式1：

0.1mol·L－1氨水10mL，加蒸馏水稀释到1L后，下列变化中正确的是（）

①电离程度增大②c（NH3·H2O）增大③NH

数目增多④c（OH－）增大

⑤导电性增强⑥

增大

A．①②③B．①③⑤C．①③⑥D．②④⑥

【难度】★★【答案】C

变式2：

稀氨水中存在着下列平衡：

NH3·H2O⇋NH

＋OH－，若要使平衡向逆方向移动，同时使

c（OH－）增大，应加入适量的物质或采取的措施是（）

①NH4Cl固体②硫酸③NaOH固体

④水⑤加热⑥加入少量MgSO4固体

A．①②③⑤B．③⑥C．③D．③⑤

【难度】★★【答案】C

【例2】25℃时，把0.2mol·L－1的醋酸加水稀释，则图中的纵轴y表示的是（）

A．溶液中OH－的物质的量浓度

B．溶液的导电能力

C．溶液中的

D．CH3COOH的电离程度

【难度】★★【答案】B

变式1：

将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中，下列各图混合溶液有关量或性质的变化趋势，错误的是（）

【难度】★★【答案】D

变式2：

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＋的物质的量最大的点、电离度最大的点分别是_______、________（填“a”“b”或“c”）点。

（4）若使c点溶液中的c（CH3COO－）增大，可以采取下列措施中的_________（填序号）。

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

【难度】★★★

【答案】

（1）无自由移动的离子

（2）b

【方法提炼】稀释醋酸时出现的离子浓度先变大后变小的特殊情况，注意理解其原因。

知识点4：

电离度的考查

【例1】20℃时，在0.5L0.2mol·L－1的HA溶液中，有0.01mol·L－1的HA电离成离子，求该温度下的电离度。

【难度】★【答案】5%

变式1：

已知25℃时几种物质的电离度（溶液浓度均为0.1mol·L－1）如下表（已知硫酸的第一步电离是完全的）：

①H2SO4溶液

HSO

⇋H＋＋SO

②NaHSO4溶液

HSO

⇋H＋＋SO

③醋酸溶液

CH3COOH⇋H＋＋CH3COO－

④盐酸

HCl→H＋＋Cl－

10%

29%

1.33%

100%

（1）25℃时，0.1mol·L－1上述几种溶液中c（H＋）由大到小的顺序是____________（填序号，下同）。

（2）25℃时，c（H＋）相同的上述溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是________________。

【难度】★★

【答案】

（1）①>④>②>③,

（2）③>②>④>①

【方法提炼】

越稀越电离，越稀释电离程度越大。

知识点5：

强酸和弱酸的比较的考查

【例1】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________________（用字母表示，下同）。

（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＋）相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是________________。

（4）当三者c（H＋）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________________________________________________________________________。

（7）将c（H＋）相同、体积相同的三种酸，分别与等浓度的NaOH稀溶液反应至pH＝7，则消耗NaOH溶液的体积大小关系为__________。

【难度】★★★

【答案】

（1）b>a>c

（2）b>a＝c（3）c>a>b

（4）c>a＝b（5）a＝b＝ca＝b>c（6）c>a＝b（7）c>a＝b

变式1：

现有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是（）

序号

①

②

③

④

pH

11

11

3

3

溶液

氨水

氢氧化钠溶液

醋酸

盐酸

A．③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大

B．②③两溶液等体积混合，所得溶液中c（H＋）＞c（OH－）

C．分别加水稀释10倍，四种溶液的pH①＞②＞④＞③

D．V1L④与V2L①混合，若混合后溶液pH＝7，则V1＜V2