2023统考版高考化学一轮第八章水溶液中的离子平衡第1讲弱电解质的电离平衡课件

第1讲　弱电解质的电离平衡\n考点一考点二真题演练·素养通关\n考纲要求1.了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。2.了解电解质在水溶液中的电离，以及电解质溶液的导电性。3.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡，能利用电离平衡常数进行计算。\n考点一\n基础梳理·自我排查1.强、弱电解质的概念(1)概念(2)与化合物类型的关系强电解质主要是大部分____化合物及某些____化合物，弱电解质主要是某些____化合物。强酸强碱大多数盐弱酸弱碱水离子共价共价\n[思考]电离方程式的书写(1)弱电解质①多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远________第二步，如H2CO3的电离方程式：_______________，_______________。②多元弱碱电离方程式一步写成，如Fe(OH)3的电离方程式：___________________。(2)酸式盐溶液①强酸的酸式盐完全电离，如NaHSO4的电离方程式：_____________________。②弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离，如NaHCO3的电离方程式：____________________________________。大于H2CO3⇌H++HCHC⇌H＋＋CFe(OH)3⇌Fe3＋＋3OH－NaHSO4===Na++H++SNaHCO3===Na++HC，HCH＋＋C\n2．电离平衡的建立与特征(1)开始时，v(电离)________，而v(结合)为________。(2)平衡的建立过程中，v(电离)________v(结合)。(3)当v(电离)________v(结合)时，电离过程达到平衡状态。＝≠最大0>＝\n3．外界条件对电离平衡的影响(1)温度：温度升高，电离平衡________移动，电离程度________。(2)浓度：稀释溶液，电离平衡________移动，电离程度________。(3)同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡________移动，电离程度________。(4)加入能反应的物质：电离平衡________移动，电离程度________。向右增大向右增大向左减小向右增大\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)弱电解质溶液中存在溶质分子，而强电解质溶液中不存在溶质分子()(2)AgCl的水溶液不导电，而CH3COOH的水溶液能导电，故AgCl是弱电解质，CH3COOH是强电解质()(3)弱电解质在溶液里达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度一定相等()(4)强电解质的导电能力一定比弱电解质的导电能力强()(5)醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度()(6)稀释一弱电解质溶液时，溶液中所有粒子浓度都会减小()(7)氨气溶于水，当c(OH－)＝)时，表明NH3·H2O电离处于平衡状态()√××××××\n微点拨电离平衡移动与离子浓度变化(1)稀醋酸加水稀释时，溶液中的各离子浓度并不是都减小，如c(OH－)是增大的。(2)电离平衡右移，电解质分子的浓度不一定减小，如稀醋酸中加入冰醋酸。(3)冰醋酸和0.1mol·L－1的醋酸加水稀释时导电能力的变化曲线示意图，反映了离子浓度变化趋势。\n考点专练·层级突破练点一电离平衡的移动1．已知0.1mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH⇌CH3COO－＋H＋，要使溶液中的值增大，可以采取的措施是()①加少量烧碱溶液②升高温度③加少量冰醋酸④加水A．①②B．①③C．②④D．③④答案：C解析：本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动，但①③会使c(H＋)/c(CH3COOH)的值减小。\n2．将浓度为0.1mol·L－1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是()A．c(H＋)B．Ka(HF)C．D．答案：D解析：HF为弱酸，存在电离平衡：HF⇌H＋＋F－。根据勒夏特列原理：当改变影响平衡的一个条件，平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动，但平衡的移动不能完全消除这种改变，故加水稀释，平衡正向移动，但c(H＋)减小，A错误；电离平衡常数只受温度的影响，温度不变，电离平衡常数Ka不变，B错误；当溶液无限稀释时，c(F－)不断减小，但c(H＋)接近10－7mol·L－1，所以减小，C错误；Ka(HF)＝，由于加水稀释，平衡正向移动，所以溶液中c(F－)不断减小，Ka(HF)不变，则增大，D正确。\n练后整理以0.1mol·L－1CH3COOH溶液为例，填写外界条件对CH3COOH⇌CH3COO－＋H＋ΔH>0的影响。改变条件平衡移动方向n(H＋)c(H＋)导电能力Ka加水稀释向右增大减小减弱不变加入少量冰醋酸向右增大增大增强不变通入HCl(g)向左增大增大增强不变加NaOH(s)向右减小减小增强不变加CH3COONa(s)向左减小减小增强不变加入镁粉向右减小减小增强不变升高温度向右增大增大增强增大\n练点二导电性曲线的应用3．25℃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的电离程度答案：B解析：25℃时，0.2mol·L－1的醋酸稀释过程中，随着水的加入溶液中OH－的浓度增大(但不会超过10－7mol·L－1)，CH3COOH的电离程度增大，CH3COO－数目增多，CH3COOH数目减少，但溶液中CH3COO－的浓度减小，溶液的导电能力减弱。\n4．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答案：C\n解析：试题所涉及的化学方程式为向Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4溶液：Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O(反应ⅰ)；向溶液中滴入NaHSO4溶液：＋NaHSO4===BaSO4↓＋NaOH＋H2O(反应ⅱ)，NaOH+NaHSO4===Na2SO4＋H2O(反应ⅲ)。A项，由题图可知曲线①在a点溶液导电能力最低，说明此时溶液中离子浓度最小，当Ba(OH)2和H2SO4完全反应时生成BaSO4沉淀，此时溶液导电能力最低，故反应ⅰ符合，正确；B项，曲线②中b点进行的反应是反应ⅱ，溶液中含有Ba(OH)2与NaHSO4反应生成的NaOH，正确；C项，c点曲线①表示Ba(OH)2已经完全反应，并剩余H2SO4，溶液显酸性，c点曲线②表示NaOH与NaHSO4反应，且NaOH还有剩余，故溶液中含有反应ⅲ生成的Na2SO4和剩余的NaOH，溶液显碱性，所以c点两溶液中含有OH－的量不相同，错误；D项，a点为Ba(OH)2和H2SO4完全反应时生成BaSO4沉淀，溶液呈中性，d点溶液中溶质只有Na2SO4，溶液也呈中性，正确。\n方法总结溶液中离子浓度变化的宏观判断方法(1)有颜色的离子：通过溶液颜色的变化来判断，可用比色计测量离子浓度。(2)H＋或OH－浓度：可用酸碱指示剂或pH计测量H＋或OH－浓度的变化。(3)溶液的导电性：常用溶液的电导率，定量描述溶液的导电性。电解质溶液的电导率与离子浓度和离子所带电荷数成正比。\n考点二\n基础梳理·自我排查1.电离平衡常数(1)表达式：①一元弱酸HA的电离常数：根据HA⇌H＋＋A－，可表示为Ka＝__________。②一元弱碱BOH的电离常数：根据BOH⇌B＋＋OH－，可表示为Kb＝____________。(2)意义：相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越________电离，所对应的酸性或碱性相对越________。易强\n(3)特点：多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是Ka1≫Ka2≫Ka3，所以其酸性主要决定于第________步电离。(4)一增大\n2．电离度(1)概念在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时，已经电离的电解质分子数占原电解分子总数的百分比。(2)表示方法α＝×100%也可表示为α＝×100%(3)影响因素①相同温度下，同一弱电解质，浓度越大，其电离度(α)越____。②相同浓度下，同一弱电解质，温度越高，其电离度(α)越____。小大\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电离平衡右移，电离常数一定增大()(2)H2CO3的电离常数表达式：Ka＝()(3)电离常数可以表示弱电解质的相对强弱()(4)电离常数只与温度有关，与浓度无关()(5)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()××√√×\n微点拨常见弱酸的电离常数(25℃)弱酸电离方程式电离常数KCH3COOHCH3COOH⇌CH3COO－＋H＋1.26×10－5H2CO3H2CO3⇌H＋＋HCHC⇌H＋＋CK1＝4.31×10－7K2＝5.61×10－11H2SH2S⇌H＋＋HS－HS－⇌H＋＋S2－K1＝9.1×10－8K2＝1.1×10－15H3PO4H3PO4⇌H＋＋H2PH2P⇌H＋＋HPHP⇌H＋＋PK1＝7.52×10－3K2＝6.23×10－8K3＝4.2×10－13\n考点专练·层级突破练点一电离平衡常数的判断1．液态化合物AB会发生微弱的自身电离，电离方程式为AB⇌A＋＋B－，在不同温度下其平衡常数为K(25℃)＝1.0×10－14，K(35℃)＝2.1×10－14。则下列叙述正确的是()A．c(A＋)随温度升高而降低B．35℃时，c(A＋)>c(B－)C．AB的电离程度：α(25℃)>α(35℃)D．AB的电离是吸热过程答案：D\n解析：由于K(25℃)<K(35℃)，故c(A＋)随温度的升高而增大，A错；由电离方程式可知，在任何温度下，都存在c(A＋)＝c(B－)，B错；由25℃和35℃时的平衡常数可知，温度越高，电离程度越大，C错；由于K(25℃)<K(35℃)，因此AB的电离是吸热过程，D正确。\n2．已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表：下列推断正确的是()A．HX、HY两种弱酸的酸性：HX＞HYB．相同条件下溶液的碱性：C．向Na2CO3溶液中加入足量HY，反应的离子方程式：HY+C===HC＋Y－D．HX和HY酸性相同，都比H2CO3弱弱酸化学式HXHYH2CO3电离平衡常数7.8×10－93.7×10－15K1＝4.4×10－7K2＝4.7×10－11答案：A\n解析：根据电离平衡常数可知酸性：＞HY，故A正确，C、D错误；酸越弱，其对应的盐的水解能力越强，故相同条件下溶液的碱性：NaY＞Na2CO3＞NaX＞NaHCO3，故B错误。\n归纳总结电离平衡常数的四大应用(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，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。\n练点二电离平衡常数的计算3．常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10－5。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3⇌HC＋H＋的平衡常数K1≈__________(结果保留一位小数)。(已知：10－5.60＝2.5×10－6)4.2×10－7解析：K1＝＝≈4.2×10－7。\n4．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“<”)。因为Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH)，溶液中c(H＋)：HSCN>CH3COOH，c(H＋)大反应速率快>\n解析：电离平衡常数大的电离出的离子浓度大，故反应开始时，两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是因为Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH)，溶液中c(H＋)：HSCN>CH3COOH，c(H＋)大反应速率快。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－)<c(SCN－)。\n(2)2.0×10－3mol·L－1的氢氟酸水溶液中，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)＝____________________________________________(列式求值)。解析：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)＝＝＝。Ka(HF)＝＝＝4×10－4\n5．已知草酸为二元弱酸：H2C2O4⇌HC2＋H＋Ka1，HC2⇌C2＋H＋Ka2，常温下，向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液，所得溶液中H2C2O4、HC2、三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。则常温下：(1)Ka1＝________。(2)Ka2＝________。(3)pH＝2.7时，溶液中＝________。10－1.210－4.21000\n解析：(1)由图像可以知道pH＝1.2时)＝c(H2C2O4)，则Ka1＝c(H＋)＝10－1.2。(2)pH＝4.2时，)＝c)，则Ka2＝c(H＋)＝10－4.2。(3)由电离常数表达式可以知道＝＝＝103＝1000。\n方法总结电离常数计算的两种方法(以弱酸HX为例)1．已知c(HX)始和c(H＋)，求电离常数HX⇌H＋＋X－起始/(mol·L－1)：c(HX)始00平衡/(mol·L－1)：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，可做近似处理：c(HX)始－c(H＋)≈c(HX)始，则Ka＝，代入数值求解即可。2．已知c(HX)始和电离常数，求c(H＋)同理可得Ka＝≈，则：c(H＋)＝，代入数值求解即可。\n练点三电离平衡与酸碱性的强弱判断方法6．下列事实中一定不能证明CH3COOH是弱酸的是()①常温下某CH3COONa溶液的pH＝8②用CH3COOH溶液做导电实验，灯泡很暗③等pH等体积的盐酸、CH3COOH溶液和足量锌反应，CH3COOH放出的氢气较多④pH＝1的CH3COOH溶液和pH＝13的KOH溶液等体积混合，溶液呈酸性⑤CH3COONa和稀H3PO4反应，生成CH3COOH⑥pH＝1的CH3COOH溶液稀释至100倍，pH<3⑦10mL0.1mol·L－1CH3COOH恰好与NaOH溶液完全反应A．②⑦B．②⑤C．①③⑤D．②④⑤⑥答案：A\n解析：①说明溶液水解呈碱性，应为强碱弱酸盐，可证明CH3COOH是弱酸，正确；②只能说明溶液离子浓度较小，错误；③说明醋酸还可电离出氢离子，可证明CH3COOH是弱酸，正确；④说明醋酸有剩余，即醋酸没有完全电离，可以证明CH3COOH是弱酸，正确；⑤说明醋酸的酸性比磷酸弱，而磷酸为中强酸，则醋酸为弱酸，正确；⑥说明存在电离平衡，证明CH3COOH是弱酸，正确；⑦只能说明一元酸碱恰好反应，不能说明醋酸是弱酸，错误。\n7．25℃时，相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释，溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()A．同浓度的NaA与NaB溶液中，c(A－)小于c(B－)B.a点溶液的导电性大于b点溶液C．a点的c(HA)大于b点的c(HB)D．HA的酸性强于HB答案：D解析：由于稀释过程中HA的pH变化较大，故HA的酸性强于HB，D项正确；酸的酸性越强，对应的盐的水解程度越小，故NaB的水解程度大，同浓度的NaA与NaB溶液中c(B－)小于c(A－)，A项错误；b点溶液的pH小于a点溶液的pH，说明b点溶液中c(H＋)较大、c(B－)较大，故溶液导电性较强，B项错误；稀释相同倍数时，HA的电离程度较大，故a点的c(HA)小于b点的c(HB)，C项错误。\n方法总结比较强酸弱酸的常见角度以一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较为例。类别角度等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸溶液(b)等pH的盐酸(a)与醋酸溶液(b)pH或物质的量浓度pH：a<b物质的量浓度：a<b溶液的导电性a>ba＝b水的电离程度a<ba＝b加水稀释等倍数pH的变化量a>ba>b等体积溶液中和NaOH的量a＝ba<b分别加该酸的钠盐固体后pHa：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<b\n真题演练·素养通关\n1.[2021·浙江卷，19]取50mL过氧化氢水溶液，在少量I－存在下分解：2H2O2===2H2O＋O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表：下列说法不正确的是()A．反应20min时，测得O2体积为224mL(标准状况)B．20～40min，消耗H2O2的平均速率为0.010mol·L－1·min－1C．第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I－也可以催化H2O2分解t/min020406080c/(mol·L－1)0.800.400.200.100.050答案：C\n解析：由题给表格数据可知，反应20min时，过氧化氢的物质的量为(0.8－0.4)mol·L－1×0.05L＝0.02mol，根据反应方程式可得生成氧气的物质的量为0.01mol，即体积为224mL(标准状况)，A说法正确；20～40min，消耗过氧化氢的浓度为(0.40－0.20)mol·L－1＝0.20mol·L－1，则这段时间内的平均速率v＝＝＝0.010mol·L－1·min－1，B说法正确；其他条件相同时，反应物浓度越大，反应速率越快，随着反应的进行，过氧化氢的浓度逐渐减小，所以第30min时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率，C说法错误；I－在反应中的作用是做催化剂，分解酶或Fe2O3也可以催化过氧化氢的分解，D说法正确。\n2．[2020·全国卷Ⅱ，9]二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如下图所示。下列叙述错误的是()A．海水酸化能引起HC浓度增大、B．海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少C．CO2能引起海水酸化，其原理为⇌H＋＋D．使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境答案：C\n解析：海水酸化会引起H＋浓度增大，H＋与结合生成，故浓度增大、浓度减小；海水酸化会使浓度减小，平衡朝着CaCO3溶解的方向移动，导致珊瑚礁减少；CO2引起海水酸化的原理是；使用太阳能、氢能等新能源可减少二氧化碳的排放，可改善珊瑚的生存环境。故选C。\n3．[2019·天津卷，5]某温度下，HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10－4和1.7×10－5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()A．曲线Ⅰ代表HNO2溶液B．溶液中水的电离程度：b点＞c点C．从c点到d点，溶液中保持不变(其中HA、A－分别代表相应的酸和酸根离子)D．相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后，溶液中n(Na＋)相同答案：C\n解析：本题涉及弱酸的稀释与pH变化的相关知识，通过加水的体积与酸的pH变化图像，考查学生分析和解决问题的能力，以两种弱酸的性质作比较，体现宏观辨识与微观探析的学科核心素养。由电离常数的值可知酸性：HNO2>CH3COOH，则曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液，曲线Ⅱ代表HNO2溶液，A项错误；当稀释相同倍数时，b点溶液中c(H＋)大于c点，对水的电离的抑制作用：b点>c点，所以水的电离程度：b点<c点，B项错误；＝，c点到d点温度不变，Kw和Ka都不变，C项正确；a点表示HNO2和CH3COOH两种酸溶液的pH相同，则c(CH3COOH)>c(HNO2)，同体积的两种酸溶液分别与NaOH恰好中和后，溶液中n(Na＋)不同，D项错误。\n4．[浙江卷]室温下，下列事实不能说明NH3·H2O为弱电解质的是()A．0.1mol·L－1NH3·H2O的pH小于13B．0.1mol·L－1NH4Cl溶液的pH小于7C．相同条件下，浓度均为0.1mol·L－1NaOH溶液和氨水，氨水的导电能力弱D．0.1mol·L－1NH3·H2O能使无色酚酞试液变红色答案：D解析：0.1mol·L－1的NH3·H2O中c(OH－)小于0.1mol·L－1，说明部分电离，A项正确；0.1mol·L－1的NH4Cl溶液呈酸性，说明水解，B项正确；同浓度时，氨水的导电能力弱于一元强碱，说明部分电离，C项正确；D项，只能说明NH3·H2O显碱性，不能说明其是弱碱，错误。\n5．[上海卷]能证明乙酸是弱酸的实验事实是()A．CH3COOH溶液与Zn反应放出H2B．0.1mol·L－1CH3COONa溶液的pH大于7C．CH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2D．0.1mol·L－1CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红答案：B解析：A.只能证明乙酸具有酸性，不能证明其酸性强弱，错误；B.该盐水溶液显碱性，由于NaOH是强碱，故可以证明乙酸是弱酸，正确；C.可以证明乙酸的酸性比碳酸强，但是不能证明其酸性强弱，错误；D.可以证明乙酸具有酸性，但是不能证明其酸性强弱，错误。\n6．[海南卷]下列曲线中，可以描述乙酸(甲，Ka＝1.8×10－5)和一氯乙酸(乙，Kb＝1.4×10－3)在水中的电离度与浓度关系的是()答案：B解析：根据甲、乙的电离平衡常数可得，这两种物质都是弱电解质，在温度不变、浓度相等时，电离程度CH3COOH<CH2ClCOOH，可以排除A、C；当浓度增大时，物质的电离程度减小，排除D选项，故B项正确。