全国通用版高考化学一轮复习第26讲弱电解质的电离平衡学案.docx
- 文档编号:2576699
- 上传时间:2023-05-04
- 格式:DOCX
- 页数:31
- 大小:1.03MB
全国通用版高考化学一轮复习第26讲弱电解质的电离平衡学案.docx
《全国通用版高考化学一轮复习第26讲弱电解质的电离平衡学案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《全国通用版高考化学一轮复习第26讲弱电解质的电离平衡学案.docx(31页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
全国通用版高考化学一轮复习第26讲弱电解质的电离平衡学案
第26讲 弱电解质的电离平衡
1.强、弱电解质
(1)定义与物质类别
(2)与化合物类别的关系
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。
(3)电离方程式的书写——“强等号,弱可逆,多元弱酸分步离”
①强电解质:
如H2SO4:
H2SO4===2H++SO
。
②弱电解质:
a.一元弱酸,如CH3COOH:
CH3COOHCH3COO-+H+。
b.多元弱酸,分步分离,电离方程式只写第一步,如H2CO3:
H2CO3H++HCO
。
c.多元弱碱,分步电离,一步书写。
如Fe(OH)3:
Fe(OH)3Fe3++3OH-。
③酸式盐:
a.强酸的酸式盐
如NaHSO4在水溶液中:
NaHSO4===Na++H++SO
;熔融
时:
NaHSO4===Na++HSO
。
b.弱酸的酸式盐:
如NaHCO3:
NaHCO3===Na++HCO
。
2.弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的建立
(2)电离平衡的特征
3.电离平衡常数
(1)表达式
①一元弱酸HA的电离常数:
根据HAH++A-,可表示为Ka=
。
②一元弱碱BOH的电离常数:
根据BOHB++OH-,可表示为Kb=
。
(2)特点
电离常数只与温度有关,与电解质的浓度、酸碱性无关,由于电离过程是吸热的,故温度升高,K增大。
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。
(3)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。
(4)影响因素
1.正误判断,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)稀释氨水时,电离平衡正向移动,c(NH3·H2O)减小,c(NH
)增大。
( )
(2)氨气溶于水,当c(OH-)=c(NH
)时,表明NH3·H2O电离处于
平衡状态。
( )
(3)由0.1mol·L-1一元碱BOH的pH=10,可知溶液存在
BOH===B++OH-。
( )
(4)0.1mol·L-1的CH3COOH与0.01mol·L-1的CH3COOH中,c(H+)之比为10∶1。
( )
(5)向氨水中加入少量NaOH固体,电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,溶液的pH减小。
( )
(6)向氨水中加入少量NH4Cl固体,会使溶液的pH减小。
( )
答案
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
2.下列说法正确的是( )
A.电离常数受溶液浓度的影响
B.电离常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.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
D.H2CO3的电离常数表达式:
Ka=
答案 B
解析 电离常数是温度的函数,与溶液浓度无关,A错误;电离常数可以表示弱电解质的相对强弱,B正确;酸中c(H+)既与酸的电离常数有关,又与酸的浓度有关,C错误;H2CO3是分步电离的,第一步电离常数表达式为Ka1=
,第二步电离常数表达式为Ka2=
,D错误。
考点1 强、弱电解质的概念
典例1 下列事实一定能证明HNO2是弱电解质的是( )
①常温下NaNO2溶液pH大于7 ②用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗 ③HNO2与NaCl不能发生反应
④常温下0.1mol·L-1HNO2溶液的pH=2.1 ⑤NaNO2和H3PO4反应,生成HNO2 ⑥常温下将pH=1的HNO2溶液稀释至原体积的100倍,溶液pH约为2.8
A.①④⑥B.①②③④
C.①④⑤⑥D.①②③④⑤⑥
解析 ①常温下NaNO2溶液pH大于7,说明亚硝酸钠是强碱弱酸盐,则HNO2是弱电解质,故①正确;②溶液的导电性与离子浓度及离子所带电荷数有关,用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗,不能证明HNO2为弱电解质,故②错误;③HNO2与NaCl不能发生反应,只能说明不符合复分解反应发生的条件,但不能说明HNO2是弱电解质,故③错误;④常温下0.1mol·L-1HNO2溶液的pH=2.1,说明HNO2不完全电离,即说明HNO2为弱电解质,故④正确;⑤较强酸可以制取较弱酸,NaNO2和H3PO4反应,生成HNO2,说明HNO2的酸性弱于H3PO4,则HNO2为弱电解质,故⑤正确;⑥常温下将pH=1的HNO2溶液稀释至原体积的100倍,溶液pH约为2.8,说明HNO2是弱电解质,故⑥正确。
答案 C
名师精讲
判断强、弱电解质的方法
(1)电解质是否完全电离
在溶液中强电解质完全电离,弱电解质部分电离。
据此可以判断HA是强酸还是弱酸,如:
若测得0.1mol/L的HA溶液的pH=1,则HA为强酸;若pH>1,则HA为弱酸。
(2)是否存在电离平衡
强电解质不存在电离平衡,弱电解质存在电离平衡,在一定条件下电离平衡会发生移动。
①一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化:
将pH=3的HA溶液稀释100倍后,再测其pH,若pH=5,则为强酸,若pH<5,则为弱酸。
②升高温度后pH的变化:
若升高温度,溶液的pH明显减小,则是弱酸。
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。
1.为证明某可溶性一元酸(HX)是弱酸,某同学设计了如下实验方案。
其中不合理的是( )
A.室温下,测0.1mol·L-1HX溶液的pH,若pH>1,证明HX是弱酸
B.室温下,将等浓度等体积的盐酸和NaX溶液混合,若混合溶液pH<7,证明HX是弱酸
C.相同浓度的HX溶液与盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应时,HX产生H2的起始速率小,证明HX为弱酸
D.在相同条件下,对0.1mol·L-1的盐酸和0.1mol·L-1的HX溶液进行导电性实验,若HX溶液灯泡较暗,证明HX为弱酸
答案 B
解析 若HX是强酸,c(H+)=0.1mol·L-1,pH=1,若是弱
酸,因为部分电离,c(H+)<0.1mol·L-1,pH>1,A项正确;等物质的量的HCl与NaX混合后,无论HX是强酸还是弱酸,上述混合液都是呈酸性,B项错误;浓度相同的HX与盐酸,若HX是弱酸,c(H+)小于盐酸中的c(H+),开始生成H2的起始速率小,C项正确;相同浓度的HX和盐酸,若HX是弱酸,由于电离出的离子浓度比盐酸小,则导电能力弱,灯泡较暗,D项正确。
2.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)等体积、等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________。
答案
(1)b>a>c
(2)b>a=c (3)c>a>b(或c>a=2b)
(4)c>a=b
解析 HCl===H++Cl-;H2SO4===2H++SO
;
CH3COOHH++CH3COO-。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,因随着NaOH溶液的加入,CH3COOH电离平衡右移,提供的H+和盐酸相同,中和NaOH的能力盐酸和醋酸相同,而H2SO4提供的H+是它们的2倍,故b>a=c。
(3)c(H+)相同时,醋酸溶液浓度最大,因醋酸为弱酸,电离程度小,H2SO4浓度为盐酸的一半,故c>a>b(或c>a=2b)。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,因HCl、H2SO4为强电解质,在溶液中完全电离,所以H+总的物质的量相同,故产生H2的体积相同。
CH3COOH为弱电解质,最终能提供的H+最多,生成的H2最多,故c>a=b。
考点2 弱电解质的电离平衡及影响因素
典例2 (2017·江苏无锡模拟)已知0.1mol·L-1醋酸溶液中存在电离平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+。
要使CH3COOH的电离程度增大,可以采取的措施是( )
①加少量CH3COONa固体 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水
A.①②B.①③C.③④D.②④
解析 ①加少量CH3COONa固体,醋酸根离子浓度增大,电离平衡逆向移动,则醋酸的电离程度减小,错误;②弱电解质的电离过程为吸热反应,升高温度,电离平衡正向移动,则醋酸的电离程度增大,正确;③加少量冰醋酸,醋酸的浓度增大,则醋酸的电离程度减小,错误;④加水,电离平衡正向移动,则醋酸的电离程度增大,正确。
答案 D
名师精讲
1.影响弱电解质电离平衡的因素
(1)内因:
弱电解质本身的性质,是决定因素。
2.外界条件对弱电解质电离平衡的影响
以0.1mol·L-1的CH3COOH溶液为例:
CH3COOHCH3COO-+H+ΔH>0
3.下列关于电解质溶液的说法正确的是( )
A.0.1L0.5mol·L-1CH3COOH溶液中含有的H+数为0.05NA
B.室温下,稀释0.1mol·L-1CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强
C.向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中
减小
D.CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中
的值减小
答案 D
解析 A项,CH3COOH为弱电解质,在水溶液中部分电离,0.1L0.5mol·L-1CH3COOH溶液中含有的H+数小于0.05NA,错误;B项,CH3COOH溶液中存在平衡,CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释,平衡右移,产生的离子数增加,但溶液的体积增大,c(CH3COO-)、c(H+)减小,导电能力减弱,错误;C项,加水稀释时,平衡CH3COOHCH3COO-+H+右移,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,
=
=
,故比值变大,错误;D项,稀释时,n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,故
的值减小,正确。
4.一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.在O点时,醋酸不导电
B.a、b、c三点,a点时醋酸溶液中H+浓度最小
C.b点时,醋酸电离程度最大
D.可通过微热的方法使c点溶液中c(CH3COO-)增大
答案 C
解析 A项,在O点时没有水,醋酸没有电离,不导电,正确;B项,导电能力为b>c>a,a、b、c三点,a点时醋酸溶液中H+浓度最小,正确;C项,加水促进醋酸电离,b点时醋酸电离程度不是最大,错误;D项,加热向电离方向移动,正确。
考点3 电离平衡常数
典例3 25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
(1)上述五种酸的酸性由强到弱的顺序是__________________。
(2)该温度下,0.10mol·L-1HNO2溶液中的c(H+)=________
mol·L-1。
(3)25℃时,向NaClO溶液中通入少量的CO2,发生反应的离子方程式为____________________________。
(4)下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是________(填序号)。
A.升高温度B.加水稀释
C.加少量CH3COONa固体D.加入少量冰醋酸
E.加入少量NaOH固体(温度不变)
(5)10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX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____________________。
解析
(1)电离平衡常数的大小反应了酸的强弱,数值越大,酸性越强。
(2)由HNO2H++NO
,K=
≈
=
=4.9×10-4,c(H+)=
=7×10-3mol·L-1。
(3)碳酸酸性强于次氯酸,向NaClO溶液中通入少量的二氧化碳,可以制取次氯酸,但是次氯酸的电离平衡常数大于碳酸二级电离的电离平衡常数,故酸性HClO>HCO
,离子方程式为CO2+ClO-+H2O===HClO+HCO
。
(4)电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数就不变。
醋酸的电离是吸热的,升高温度,电离平衡常数增大,A项不符合题意;加水稀释,电离程度增大,电离常数不变,B项符合题意;加少量CH3COONa固体,其电离出的CH3COO-抑制CH3COOH的电离,C项不符合题意;加入少量冰醋酸,醋酸浓度增大,电离程度减小,D项不符合题意;加入NaOH固体,c(H+)减小,醋酸电离平衡正向移动,电离程度增大,E项符合题意。
答案
(1)HNO2>CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN
(2)7×10-3
(3)CO2+H2O+ClO-===HClO+HCO
(4)BE
(5)大于 稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大,电离平衡常数大
名师精讲
1.电离平衡常数的应用
(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)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,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。
(3)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。
(4)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,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。
如:
0.1mol/LCH3COOH溶液中加水稀释,
=
=
,酸溶液加水稀释,c(H+)减小,K值不变,则
增大。
2.电离常数计算的两种类型(以弱酸HX为例)
(1)已知c(HX)始和c(H+),求电离常数
HX H+ + X-
:
c(HX)始00
:
c(HX)始-c(H+) c(H+) c(H+)
则:
Ka=
=
。
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可作近似处理:
c(HX)始-c(H+)≈c(HX)始,则Ka=
。
(2)已知c(HX)始和电离常数,求c(H+)
根据上面的推导有Ka=
=
则:
c(H+)=
。
5.将0.1mol·L-1的NH3·H2O溶液加水稀释,下列说法正确的是( )
A.
的值减小
B.OH-的物质的量减小
C.
的值减小
D.NH
的浓度减小
答案 D
解析 在溶液中,NH3·H2O存在电离平衡:
NH3·H2ONH
+OH-,Kb=
,当加水稀释时,c(OH-)减小,c(NH
)减小,n(OH-)增大,电离平衡正向移动,此时
=
的值增大,A、B错误,D正确;
=Kb是NH3·H2O的电离平衡常数,温度不变,比值不变,C错误。
6.已知25℃时弱电解质电离平衡常数:
Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13。
(1)将20mL0.10mol·L-1CH3COOH溶液和20mL、0.10mol·L-1的HSCN溶液分别与0.10mol·L-1的NaHCO3溶液反应,实验测得产生CO2气体体积V与时间t的关系如图。
反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是________________________________________________________;
反应结束后所得溶液中c(SCN-)______c(CH3COO-)(填“>”“=”或“<”)。
(2)2.0×10-3mol·L-1的氢氟酸中,调节溶液pH(忽略调节时体积变化),测得平衡体系中c(F-)、c(HF)与溶液pH的关系如下图。
则25℃时,HF电离平衡常数为:
Ka(HF)=________。
答案
(1)因为Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH),溶液中c(H+):
HSCN>CH3COOH,c(H+)大反应速率快 >
(2)4×10-4
解析
(1)反应结束后,溶质为CH3COONa和NaSCN,因CH3COOH酸性弱于HSCN,故CH3COONa水解程度大,c(CH3COO-) (2)电离平衡常数等于电离出的离子浓度的幂之积除以电解质的浓度,故 Ka(HF)= = =4×10-4。 微专题 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较 1.一元强酸与一元弱酸的比较 说明 一元强碱与一元弱碱的比较规律与以上类似 2.一元强酸(碱)和一元弱酸(碱)稀释时的pH变化图像 (建议用时: 40分钟) 一、选择题(每题6分,共66分) 1.下列说法不正确的是( ) A.强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡 B.导电能力强的溶液其溶质是强电解质 C.溶质为同一弱电解质的溶液,当温度不同时,其导电能力也不相同 D.强电解质在液态时,有的导电,有的不导电 答案 B 解析 在溶液中,比较电解质导电能力的强弱应在相同浓度的条件下进行,故B项错误。 2.H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。 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,溶液pH增大 C.滴加新制氯水,溶液pH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 加水稀释,平衡向右移动,但c(H+)减小,A项错误;SO2过量会产生较多的H2SO3,而H2SO3的酸性比H2S强,溶液pH减小,B项错误;滴加新制氯水,Cl2+H2S===S↓+2HCl,HCl的生成,使溶液pH减小,C项正确;加入少量CuSO4固体,Cu2++H2S===CuS↓+2H+,溶液中c(H+)增大,D项错误。 3.25℃时,向0.2mol·L-1的氨水中加水稀释,则图中的y轴可以表示( ) ①电离程度 ②c(NH3·H2O) ③c(NH ) ④c(H+) ⑤溶液的导电能力 ⑥pH ⑦ ⑧c(H+)·c(OH-) A.①②③⑤B.②③⑤⑥ C.②③⑥⑦D.①②⑤⑥ 答案 B 解析 加水稀释,NH3·H2O的电离程度增大,①错误;加水稀释虽然促进了NH3·H2O的电离,但由于溶液体积增大得更多,故c(NH3·H2O)、c(NH )、c(OH-)均减小,c(H+)增大,②、③正确,④错误;溶液中离子浓度减小,导电性减弱,⑤正确;c(OH-)减小,pH减小,⑥正确;NH3·H2O的电离常数Kb= 只与温度有关,温度不变,Kb不变,⑦错误;c(H+)·c(OH-)=Kw,只受温度影响,温度不变,c(H+)·c(OH-)保持不变,⑧错误;综上分析,B项正确。 4.高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。 以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数,从表格中数据判断以下说法中不正确的是( ) 酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3 Ka 3.0×10-8 6.3×10-9 1.6×10-9 4.2×10-10 A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离 B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸 C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4===2H++SO D.水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱 答案 C 解析 根据电离常数知,在冰醋酸中这几种酸都不完全电离,A正确;在冰醋酸中,高氯酸的电离常数最大,所以高氯酸的酸性最强,B正确;在冰醋酸中硫酸存在电离平衡,所以其电离方程式为H2SO4H++HSO ,C不正确;这四种酸在水中都完全电离,在冰醋酸中电离程度不同,所以水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱,D正确。 5.pH=12的X、Y两种碱溶液各10mL,分别稀释至1000mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是( ) A.若10 B.X、Y两种碱的物质的量浓度一定相等 C.完全中和pH相同的X、Y两溶液时,消耗同浓度盐酸的体积V(X)>V(Y) D.稀释后,X溶液的碱性比Y溶液的碱性强 答案 A
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 全国 通用版 高考 化学 一轮 复习 26 电解质 电离 平衡