高中化學(xué) 專題3 溶液中的離子反應(yīng) 第一單元 弱電解質(zhì)的電離平衡 2 弱電解質(zhì)的電離平衡學(xué)案 蘇教版選修4

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1、高中化學(xué) 專題3 溶液中的離子反應(yīng) 第一單元 弱電解質(zhì)的電離平衡 2 弱電解質(zhì)的電離平衡學(xué)案 蘇教版選修4【考點(diǎn)精講】1. 電離平衡的建立在一定條件下(如溫度、壓強(qiáng)等),當(dāng)弱電解質(zhì)電離的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等時(shí),電離過(guò)程達(dá)到了平衡。2. 電離平衡的特征3. 外界條件對(duì)電離平衡的影響內(nèi)因:弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)。外因:以0.1 molL1 CH3COOH溶液為例:CH3COOHCH3COOH(正向吸熱)。實(shí)例(稀溶液)CH3COOHHCH3COO H0改變條件平衡移動(dòng)方向n(H)c(H)導(dǎo)電能力Ka加水稀釋增大減小減弱不變加入少量冰醋酸增大增大增強(qiáng)不變加HCl(g)增大增大增強(qiáng)不變加NaOH

2、(s)減小減小增強(qiáng)不變加入鎂粉減小減小增強(qiáng)不變升高溫度增大增大增強(qiáng)增大a. 溫度:升高溫度,電離平衡向電離方向移動(dòng),電離程度增大,原因是電離過(guò)程吸熱。b. 濃度:加水稀釋,使弱電解質(zhì)的濃度減小,電離平衡向電離的方向移動(dòng),電離程度增大。c. 同離子效應(yīng):例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固體,溶液中c(CH3COO)增大,CH3COOH的電離平衡向左(填“左”或“右”)移動(dòng),電離程度減小,c(H)減小,pH值增大。d. 電離過(guò)程是可逆過(guò)程,可直接用化學(xué)平衡移動(dòng)原理去分析電離平衡。深度思考1. 電離平衡右移,電解質(zhì)分子的濃度一定減小嗎?離子的濃度一定增大嗎?答案:都不一定。如對(duì)于CH3

3、COOHCH3COOH平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根據(jù)勒夏特列原理,只能“減弱”而不能“消除”,再次平衡時(shí),c(CH3COOH)比原平衡時(shí)大;加水稀釋或加少量NaOH固體,都會(huì)引起平衡右移,但c(CH3COOH)、c(H)都比原平衡時(shí)要小。深度思考2. 稀釋一弱電解質(zhì)溶液時(shí),所有粒子濃度都會(huì)減小嗎?答案:對(duì)于弱酸或弱堿溶液,只要對(duì)其稀釋,電離平衡均會(huì)發(fā)生右移,例如HA溶液稀釋時(shí),c(HA)、c(H)、c(A)均減?。▍⑴c平衡建立的微粒),但c(OH)會(huì)增大?!镜淅觥坷}1稀氨水中存在著下列平衡:NH3H2ONHOH,若要使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),同時(shí)使c(OH)增

4、大,應(yīng)加入適量的物質(zhì)是()NH4Cl固體硫酸NaOH固體水加熱加入少量MgSO4固體A. B. C. D. 思路導(dǎo)航:若在氨水中加入NH4Cl固體,c(NH)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),c(OH)減小,選項(xiàng)不合題意;硫酸中的H與OH反應(yīng),使c(OH)減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),選項(xiàng)不合題意;當(dāng)在氨水中加入NaOH固體后,c(OH)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),符合題意,項(xiàng)正確;若在氨水中加入水,稀釋溶液,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但c(OH)減小,選項(xiàng)也不合題意;電離屬吸熱過(guò)程,加熱平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),c(OH)增大,錯(cuò);加入MgSO4固體發(fā)生反應(yīng)Mg22OH=Mg(OH)2,溶液中c(OH)減小

5、,錯(cuò)。答案:C例題2 (上海高考)將100 mL 1 molL1的NaHCO3溶液等分為兩份,其中一份加入少許冰醋酸,另外一份加入少許Ba(OH)2固體,忽略溶液體積變化。兩份溶液中c(CO)的變化分別是()A. 減小、減小B. 減小、增大C. 增大、增大D. 增大、減小思路導(dǎo)航:在NaHCO3溶液中存在如下電離平衡,HCOHCO,當(dāng)加入少許冰醋酸時(shí),HCO與冰醋酸電離出的H反應(yīng)生成CO2和H2O,上述平衡向左移動(dòng),c(CO)減小。當(dāng)加入少量Ba(OH)2固體時(shí)發(fā)生如下反應(yīng),Ba22OH2HCO=BaCO3CO2H2O,因而c(CO)增大,選項(xiàng)B正確。答案:B例題3 (新課標(biāo)全國(guó)卷)將濃度為0

6、.1 molL1 HF溶液加水不斷稀釋,下列各量始終保持增大的是()A. c(H)B. Ka(HF) C. D. 思路導(dǎo)航:HF為弱酸,存在電離平衡:HFHF。根據(jù)勒夏特列原理:當(dāng)改變影響平衡的一個(gè)條件,平衡會(huì)向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng),但平衡的移動(dòng)不能完全消除這種改變,故加水稀釋,平衡正向移動(dòng),但c(H)減小,A錯(cuò)誤;電離平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度不變,電離平衡常數(shù)Ka不變,B錯(cuò)誤;當(dāng)溶液無(wú)限稀釋時(shí),c(F)不斷減小,但c(H)接近107 molL1,所以減小,C錯(cuò)誤;,由于加水稀釋,平衡正向移動(dòng),所以溶液中n(H)增大,n(HF)減小,所以增大,D正確。答案:D例題4 (山東理綜)某

7、溫度下,相同pH值的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,平衡pH值隨溶液體積變化的曲線如下圖所示。據(jù)圖判斷正確的是()A. 為鹽酸稀釋時(shí)的pH值變化曲線B. b點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性比c點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)C. 鹽酸和醋酸的起始濃度一樣大D. b點(diǎn)酸的總濃度大于a點(diǎn)酸的總濃度思路導(dǎo)航:醋酸在稀釋時(shí)會(huì)繼續(xù)電離,則在稀釋相同體積的鹽酸與醋酸的過(guò)程中醋酸中的H濃度減小得慢、pH小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;隨著稀釋體積的增大,溶液中離子濃度在減小,B項(xiàng)正確;由于醋酸是弱酸,要使鹽酸和醋酸溶液pH值相同,醋酸的濃度比鹽酸大得多,C項(xiàng)錯(cuò)誤;醋酸的濃度比鹽酸大,稀釋相同的倍數(shù)后,醋酸的濃度依然比鹽酸大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B【總結(jié)提升】電離平衡

8、常數(shù)(1)表達(dá)式對(duì)于一元弱酸HA:HAHA,平衡常數(shù)。對(duì)于一元弱堿BOH:BOHBOH,平衡常數(shù)。(2)特點(diǎn)電離平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),升溫,K值增大。相同條件下,K值越大,表示該弱電解質(zhì)越易電離,所對(duì)應(yīng)的酸性或堿性相對(duì)越強(qiáng)。多元弱酸的各級(jí)電離常數(shù)的大小關(guān)系是,故多元弱酸的酸性決定于其第一步電離。例題1(山東理綜)在25 下,將a molL1的氨水與0.01 molL1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)平衡時(shí)溶液中c(NH)c(Cl),則溶液顯_(填“酸”、“堿”或“中”)性;用含a的代數(shù)式表示NH3H2O的電離常數(shù)Kb_。思路導(dǎo)航:氨水與HCl等體積混合后的溶液中的電荷守恒關(guān)系式為c(NH)c(H)c(C

9、l)c(OH),因c(NH)c(Cl),故有c(H)c(OH),所以溶液顯中性。答案:中,例題2 25 時(shí),部分物質(zhì)的電離平衡常數(shù)如表所示:化學(xué)式CH3COOHH2CO3HClO電離平衡常數(shù)1.7105K14.3107K25.610113.0108請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開。(2)同濃度的CH3COO、HCO、CO、ClO結(jié)合H的能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開。(3)常溫下0.1 molL1的CH3COOH溶液在加水稀釋過(guò)程中,下列表達(dá)式的數(shù)據(jù)一定變小的是_(填序號(hào))。A. c(H)B. c(H)/c(CH3COOH)C. c(H)c(OH)D.

10、 c(OH)/c(H)E. 若該溶液升高溫度,上述5種表達(dá)式的數(shù)據(jù)增大的是_。(4)體積為10 mL pH2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1000 mL,稀釋過(guò)程中pH變化如圖所示,則HX的電離平衡常數(shù)_(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的電離平衡常數(shù);理由是_。稀釋后,HX溶液中由水電離出來(lái)的c(H)_(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中由水電離出來(lái)的c(H),理由是_。思路導(dǎo)航:(1)(2)電離平衡常數(shù)越大,酸性越強(qiáng),電離平衡常數(shù)越小,酸性越弱。(3)醋酸是弱電解質(zhì),稀釋后電離程度增大,但CH3COOH、CH3COO、H的濃度卻都減小,c(OH)卻是增大的,且CH3COO

11、H的濃度減小最多。升溫時(shí),促進(jìn)電離,Kw、Ka均增大,c(H)增大,c(H)/c(CH3COOH)增大,c(OH)/c(H)減小。(4)由圖象分析知道,起始是兩種溶液中c(H)相同,c(較弱酸)c(較強(qiáng)酸),稀釋過(guò)程中較弱酸的電離程度增大,故在整個(gè)稀釋過(guò)程中較弱酸的c(H)一直大于較強(qiáng)酸的c(H),稀釋相同倍數(shù),HX的pH變化比CH3COOH的大,故HX酸性強(qiáng),電離平衡常數(shù)大;HX酸性強(qiáng)于CH3COOH的,稀釋后HX溶液中c(H)小于CH3COOH溶液中的c(H),所以對(duì)水的抑制能力減弱。答案:(1)CH3COOHH2CO3HClO(2)COClOHCOCH3COO(3)A ABCE(4)大于稀釋相同倍數(shù),HX的pH變化比CH3COOH的大,酸性強(qiáng),電離平衡常數(shù)大大于 HX酸性強(qiáng)于CH3COOH的,稀釋后HX溶液中的c(H)小于CH3COOH溶液中的c(H),所以其對(duì)水電離的抑制能力也較弱

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