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2019版高考化学总复习第17章弱电解质的电离平衡课件

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考点48   弱电解质的电
 离平衡

考点49   电离平衡常数
 及其应用
考点48   弱电解质的电离平衡

考法1    外界因素对电离平衡的影响
考法2    强酸与弱酸的判断
考法3    电解质溶液导电能力大小比较
1.强弱电解质

(1)概念与分类
1.强弱电解质

(2)常见酸、碱举例

 ①常见的强酸、弱酸:
          第ⅣA族      第ⅤA族    第ⅥA族     第ⅦA族
                                   HCl、HClO  、
   强酸       —       HNO      H SO           4
                        3     2  4   HBr、HI 
          H CO 、    HNO 、   H SO 、
   弱酸      2  3         2     2 3    HF、HClO
          H2SiO3    H3PO4     H2S 

 ②常见的强碱、弱碱:除四大强碱NaOH、KOH、Ca(OH)2、

 Ba(OH)2外,其他一般都属于中强碱或弱碱。
2.电离
 (1)定义
 电离是电解质溶于水或熔融状态时,离解成自由移动的离
 子的过程。

 (2)电离方程式及其书写
①电离方程式:用化学式和离子符号来表示电解质的电离过
程的式子。
 ②强电解质电离方程式的书写:完全电离,符号用“====”。
 ③弱电解质电离方程式的书写:部分电离,符号用“                      ”。
2.电离
 (3)电离方程式书写的注意事项
 ①多元弱酸分步电离,必须分步书写电离方程式或
 只写第一步;多元弱碱也分步电离,但可按一步电
 离写出。
 ②强酸的酸式盐中酸式酸根离子完全电离,弱酸的
 酸式盐中酸式酸根离子不完全电离。
 ③复盐能完全电离。

 ④两性氢氧化物同时存在酸式电离和碱式电离。
3.弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的建立
   在一定条件(如温度、浓度等)下,当弱电解质分子电
离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时,
电离过程就达到平衡。只有弱电解质才存在电离平衡。平
衡建立过程如图所示。
3.弱电解质的电离平衡
 (2)电离平衡的特征
3.弱电解质的电离平衡
 (3)影响电离平衡的因素
 ①影响电离平衡的内因:弱电解质本身的性质是决定电
 离平衡的主要因素。

 ②外界条件对电离平衡的影响:
 以弱电解质HB的电离为例:HB        H++B-。

 a.温度:弱电解质电离吸热,温度升高,电离平衡向正反应
 方向移动,HB的电离程度增大,           c(H+)、 c(B-)均增大。
3.弱电解质的电离平衡
 (3)影响电离平衡的因素
  ②外界条件对电离平衡的影响:
 b.浓度:稀释溶液,电离平衡向正反应方向移动,电离程度
 增大,n(H+)、n(B-)增大,但c(H+)、c(B-)均减小。
 c.同离子效应:在弱电解质的溶液中,加入与弱电解质具有
 相同离子的强电解质,电离平衡向逆反应方向移动,电离程
 度减小。
 d.加入能与电离出的离子反应的物质:电离平衡向正反应方
 向移动,电离程度增大。
 考法1          外界因素对电离平衡的影响
以                                         为例,外界因素对电离平
衡的影响见下表:

             平衡移动                                           电离程度      导电
    改变条件               n(H+)   c(H+)   c(CH COO-) c(CH COOH)
               方向                          3          3        (α)    能力
    加水稀释       向右      增大       减小        减小         减小       增大      减弱
     加少量
               向右      增大       增大        增大         增大       减小      增强
     冰醋酸

   通入HCl(g)    向左      增大       增大        减小         增大       减小      增强

   加NaOH(s)    向右      减小       减小        增大         减小       增大      增强

      加醋
               向左      减小       减小        增大         增大       减小      增强
     酸钠(s)
    加入镁粉       向右      减小       减小        增大         减小       增大      增强
    升高温度       向右      增大       增大        增大         减小       增大      增强
 例1

                                      -1
[课标Ⅰ理综2015·13,6分]浓度均为0.10 mol·L        、体积均为V0
的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,             pH随lg 的变化如
图所示。下列叙述错误的是(   )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg =2时,若两溶液同时升高温度,则           增大
 例1

【解析】根据MOH与ROH的起始pH,再结合二者浓度可知MOH
为强碱,ROH为弱碱,A正确;加水稀释促进弱电解质的电离,
b点溶液是将a点溶液加水稀释10倍得到的,故ROH的电离程度:
b点大于a点,B正确;当两溶液无限稀释时,两溶液都接近中性,
则二者c(OH-)相等,C正确;当lg=2时,同时升高溶液温度,
MOH在水溶液中完全电离,c(M+)不变,ROHD电离程度增大,
c(R+)增大,因此溶液中减小,D错误。
考法2     强酸与弱酸的判断
(1)浓度与pH的关系:测0.01 mol/L HA的pH,若pH=2,则
HA为强酸;若pH>2,则HA为弱酸。
(2)在相同浓度和温度的条件下,与强电解质溶液做导电
性对比实验。
(3)测定对应盐溶液的酸碱性。
(4)稀释前后的pH与稀释倍数的变化关系。
(5)利用实验证明存在电离平衡。
(6)测定等体积等pH 的HA和盐酸与锌反应产生氢气的快慢,
若反应过程中HA产生氢气较快,则HA为弱酸。
 例2

[课标Ⅰ理综2017·28(1)]下列事实中,不能比较氢硫酸与亚
硫酸的酸性强弱的是____(填序号)。
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以
B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸
 例2

【解析】酸与盐发生复分解反应符合“强酸制弱酸”的反应规

律,氢硫酸不能与NaHCO3溶液反应,而亚硫酸可以,说明酸
性:H2S<H2CO3,H2SO3>H2CO3,故酸性:H2S<H2SO3,A
不符合题意;H2S和H2SO3都是二元酸,氢硫酸的导电能力低于
相同浓度的亚硫酸,说明H2S的电离程度小于H2SO3 ,故酸性:
                                 -1
H2S < H2SO3 ,B不符合题意;0.10 mol·L    的氢硫酸和亚硫酸
的pH分别为4.5和2.1,则亚硫酸中c()大于氢硫酸中c(H+),说明

H2S的电离程度小于H2SO3 ,故酸性:         H2S < H2SO3 ,
C不符合题意;     H2S 、 H2SO3的酸性强弱与其还原性强弱无关,
D符合题意。                               D
考法3  电解质溶液导电能力大小比较

电解质溶液导电能力取决于自由移动离子浓度和离子所带电
荷数,自由移动离子浓度越大、离子所带电荷数越多,则导
电能力越强。
将冰醋酸、浓醋酸和稀醋酸加水稀释,其导电能力随加水量
的变化曲线如下图:
 例3
    [北京理综2016·11,6分]     在两份相同的Ba(OH)2溶液中,

分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电
能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。下列分析不正确的
是  (   )


A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d 两点对应的溶液均显中性0
 例3

【解析】向Ba(OH)2溶液中加入物质的量相等的H2SO4溶液和
                                                2+
NaHSO4,Ba(OH)2溶液与H2SO4发生反应的离子方程式为Ba
     -     +     2-
+2OH  +2H   +SO4   == BaSO4↓+2H2O,整个过程导电能
力变化分为两个阶段:生成BaSO4沉淀和H2O,导电能力降低,
恰好完全反应时,导电能力最低;再向溶液中加入H2SO4溶液导
电能力上升。Ba(OH)2和NaHSO4反应时导电能力分为三个阶段:
                          2+    -   +      2-
首先发生反应的离子方程式为CBa           +OH   +H   +SO4   == 
BaSO4↓+H2O,因同时生成BaSO4沉淀和H2O,导电能力降低
          -
较快,但OH     未完全中和;继续加入NaHSO4溶液,只发生离
        -   +
子反应OH    +H   ==  H2O,导电能力继续下降,但下降速度减
慢,完全反应后,导电能力最低;再加入NaHSO4溶液导电能力
上升。c点时,加入H2SO4溶液时已经完全中和Ba(OH)2,而加
                                           -
入NaHSO4溶液中Ba(OH)2还未完全中和,故两溶液OH               的量不
同,C项错误。
 考点49    电离平衡常数及其应用
考法4   电离平衡常数的影响因素及其应用
考法5   有关电离平衡常数的计算
考法6  运用电离平衡常数判断溶液中离子浓
度的变化
1.电离平衡常数的概念

 在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中
 电离所生成的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的
 分子浓度的比值是一个常数,这个常数叫作电离平衡

 常数,用K表示(一般酸的电离平衡常数用Ka表示,碱

 的电离平衡常数用Kb表示) 。
2.电离平衡常数表达式
 (1)对于一元弱酸HA:

 (2)对于一元弱碱BOH:


 (3)对于多元弱酸,以H2CO3为例:
3.电离平衡常数的特点
 (1)电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K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,对应酸(或碱)的酸性(或碱性)越强。

 (3)多元弱酸的各级电离平衡常数的大小关系是K1>>      K2         >>    K3……,
 故其酸性主要取决于第一步电离。

 (4)电离平衡常数表达式中各微粒的浓度是指此时
 溶液中的微粒的浓度,不一定全部是弱电解质电
 离出来的。
4.电离平衡常数的意义

  在一定条件下,根据电离平衡常数数值的大小,可以
  估算弱电解质电离的程度,K值越大,电离程度越大,
  弱酸的酸性越强。

  如相同条件下常见弱酸的酸碱性强弱:

  H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO。
5.电离度与电离常数
考法4   电离平衡常数的影响因素及其应用

1.电离平衡常数的影响因素

  对于同一弱电解质的稀溶液来说,电离平衡常数不随浓
  度的变化而变化,只随温度的升高而增大。
2.利用电离平衡常数判断电解质的相对强弱
  (1)比较酸或碱的强弱时,必须在物质的量浓度、温度相
  同时比较。
  (2)温度相同时,电离平衡常数越大,电离的程度
  越大,酸性或碱性就越强。
 例4
[课标Ⅲ理综2016·13,6分]下列有关电解质溶液的说法正确的
是 (    )
            -1
A.向0.1mol·L   CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中
减小

B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中
增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中                >1

D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中
不变
 例4

               -1
【解析】向0.1mol·L    CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中
       -
c(CH3COO )减小,由                  知,溶液中
增大,A错误;在醋酸钠溶液中,                        ,  因升温
促进       -的水解,     增大,则                  减小,
   CH3COO         Kh D                         B
错误;利用电荷守恒知,向盐酸中加入氨水至中性,溶液中

=1,C错误;向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶

液中             ,Ksp(AgCl)、Ksp(AgBr)均不变,故溶液中不
变,D正确。
 考法5    有关电离平衡常数的计算
考法例     求算弱酸HX的电离平衡常数Ka。
 例5
[课标Ⅰ理综2017·13,6分]常温下将NaOH溶液滴加到己二酸

(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
下列叙述错误的是(         )


                     -6
A.Ka2(H2X)的数量级为10
B.曲线N表示pH与lg 的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
  例5


【解析】己二酸(H2X)分步发生电离:                     、
且以第一步电离为主,则                      ,酸性条件下,pH相
同时            ,故曲线M表示pH与             的变化关系,曲线
N表示pH与        的变化关系。
由曲线M可知,当pH=4.8时,                  ,则有
                                         ,A正确。由
上述分析可知,曲线N表示pH与                  的变化关系,B正确。
 例5
【解析】
常温下,                 ,取曲线N上一点代入可求得
           的水解常数                  ,则
           所以在NaHX溶液中,HX-的电离程度大于其水解
程度,故NaHX溶液显酸性,                 ,C正确。当混合溶液
呈中性时,              ,由图中曲线M可知D,常温下,溶液
pH=7时,        ,则有             ,D错误。
考法6  运用电离平衡常数判断溶液中离子
浓度的变化

     由于电离平衡常数只与温度有关,而与溶

     液的浓度无关,故可利用电离平衡常数的

     表达式来判断溶液中离子浓度的大小变化。
  考法例

常温下,0.1 mol/L的CH3COOH溶液在加水稀释
过程中,下列表达式的数值一定变大的有
_____(填序号)。
   考法例

                                         +
【解】0.1 mol/L CH3COOH溶液加水稀释过程中,c(H         )、
        -                                       -
c(CH3COO )、(CH3COOH) 均减小,由于Kw、Ka均不变,故c(OH       )
增大。运用电离平衡常数表达式                         , ,不难知

                 +     -
        增大; Kw=c(H )·c(OH ),温度不变,  Kw不变,故
c(H+)·c(OH-)不变;c(H+)减小,c(OH-)增大,故       增大;由电

          +     -         -
荷守恒:c(H    )=c(OH ) + c(CH3COO ),故
                                   -            -
                          ,由于c(OH  )增大,c(CH3COO  )
减小,故            增大,本题答案为BDE。
例6

                                             -7
 [上海化学2016·31,6分]碳酸:H2CO3,Ka1=4.3×10           ,
           -11                         -2
Ka2=5.6×10   ;草酸:H2C2O4,Ka1=5.9×10       ,Ka2=
6.4×10-5。

 0.1mol/L Na2CO3溶液的pH________0.1mol/LNa2C2O4溶
液的pH(填“大于”“小于”或“等于”)。
 等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是
____。
例6

     若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,
    溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是________
     (填序号)。

           +         -        -       2-
     a.c(H  )>c(HC2O4 )>c(HCO3 )>c(CO3  )
              -         -        2-      2-
     b.c(HCO3   )>c(HC2O4 )>c(C2O4 )>c(CO3 )
           +         -       2-       2-
     c.c(H  )>c(HC2O4 )>c(C2O4 )>c(CO3 )
                       -         -       2-
     d.c(H2CO3)>c(HCO3  )>c(HC2O4 )>c(CO3 )
例6
 【解析】根据电离平衡常数可知草酸的酸性强于碳酸,则

碳酸钠的水解程度大于草酸钠,所以0.1mol/LNa2CO3溶液的
pH大于0.1mol/LNa2C2O4溶液的pH。草酸的酸性强于碳酸,
则等浓度草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是草酸。
草酸的两级电离平衡常数均大于碳酸的电离常数,所以草酸
             【答案】大于       草酸    ac
的两级的电离程度均大于碳酸的电离程度,因此溶液中
    +         -       2-        -       2-
 c(H )>c(HC2O4 )>c(C2O4 )>c(HCO3 )>c(CO3  ),所以
a、c正确,b、d错误。
后续更加精彩…
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