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.doc

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弱電解質(zhì)的電離平衡 【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 ①內(nèi)因：弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)。 ②外因： 以0.1 molL－1 CH3COOH溶液為例：CH3COOHCH3COO－＋H＋（正向吸熱）。 實(shí)例（稀溶液） CH3COOHH＋＋CH3COO－ ΔH>0 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（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CH3COOHCH3COO－＋H＋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－）均減小（參與平衡建立的微粒），但c（OH－）會(huì)增大。 【典例精析】 例題1稀氨水中存在著下列平衡：NH3H2ONH＋OH－，若要使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，同時(shí)使c（OH－）增大，應(yīng)加入適量的物質(zhì)是（） ①NH4Cl固體②硫酸③NaOH固體④水⑤加熱⑥加入少量MgSO4固體 A. ①②③⑤ B. ③⑥ C. ③ D. ③⑤ 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，①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)，②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，③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，④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，⑤錯(cuò)；加入MgSO4固體發(fā)生反應(yīng)Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓，溶液中c（OH）－減小，⑥錯(cuò)。 答案：C 例題2 （上海高考）將100 mL 1 molL－1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，HCOH＋＋CO，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)，Ba2＋＋2OH－＋2HCO===BaCO3↓＋CO＋2H2O，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0.1 molL－1 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：HFH＋＋F－。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10－7 molL－1，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. Ⅱ?yàn)辂}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】 電離平衡常數(shù) （1）表達(dá)式 ①對(duì)于一元弱酸HA：HAH＋＋A－，平衡常數(shù)。 ②對(duì)于一元弱堿BOH：BOHB＋＋OH－，平衡常數(shù)。 （2）特點(diǎn) ①電離平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，升溫，K值增大。 ②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)。 ③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 molL－1的氨水與0.01 molL－1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（Cl－）＋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 CH3COOH H2CO3 HClO 電離平衡常數(shù) 1.710－5 K1＝4.310－7 K2＝5.610－11 3.010－8 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)? _____________________________________________________________________。 （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(kāi)_____________________________________________________________________。 （3）常溫下0.1 molL－1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. 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 pH＝2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CH3COOH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）CH3COOH>H2CO3>HClO （2）CO>ClO－>HCO>CH3COO－ （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