高三化学一轮(梳理 通解 集训)第八章 水溶液中的离子平衡 第一讲 弱电解质的电离课件

1．了解电解质的概念；了解强、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．了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。4．了解电离平衡常数。第一讲弱电解质的电离1．电解质溶液导电性强弱的比较。2．弱电解质电离方程式的书写。3．弱电解质的电离平衡及其移动。4．有关电离平衡常数的简单计算。一、电解质的强弱1．强电解质和弱电解质(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。离子共价共价2．电离方程式的书写(1)强电解质：如H2SO4的电离方程式为_______________________。(2)弱电解质①多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远大于第二步，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电离方程式：。H2SO4===2H＋＋SO2－4H2CO3H＋＋HCO－3HCO－3H＋＋CO2－3Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－(3)酸式盐①强酸的酸式盐，如：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4。②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3===Na＋＋HCO－3，HCO－3H＋＋CO2－3。(1)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强吗？(2)能导电的物质一定是电解质吗？提示(1)不一定。溶液的导电能力强弱取决于溶液中离子浓度的大小和离子所带电荷的多少，离子浓度越大，离子所带的电荷越多，溶液的导电性越强，若强电解质溶液中离子浓度很小，而弱电解质溶液中离子浓度大，则弱电解质溶液的导电能力强。(2)能导电的物质不一定是电解质，如Cu、氯水等。强电解质一定易溶于水吗？易溶于水的电解质一定是强电解质吗？提示强电解质不一定易溶于水，如难溶的CaCO3、BaSO4都是强电解质；易溶于水的也不一定是强电解质，如NH3、H2O、H3PO4、HF等，故电解质的强、弱与溶解性无必然联系。二、弱电解质的电离平衡1．概念弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(温度、浓度)，弱电解质的速率和的速率相等的状态。电离成离子离子结合成分子2．电离平衡的特征3．外界条件对电离平衡的影响以弱电解质AB的电离为例：ABA＋＋B－―――――――――――――――――――――――→温度、加水稀释、c(AB)、c(A＋)或c(B－)平衡右移―――――――――――――――――――――――――→温度、c(A＋)或c(B－)、平衡左移升高增大减小降低增大减小c(AB)稀释一弱电解质溶液时，所有粒子浓度都会减小吗？提示对于弱酸或弱碱溶液，只要对其稀释，电离平衡均会发生右移，例如HA溶液稀释时，c(HA)、c(H＋)、c(A－)均减小，c(OH－)增大。三、电离常数1．表达式对一元弱酸HA：HAH＋＋A－Ka＝。对一元弱碱BOH：BOHB＋＋OH－Kb＝。c(H＋)·c(A－)c(HA)c(B＋)·c(OH－)c(BOH)2．特点(1)电离常数只与有关，升温，K值。(2)多元弱酸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一步电离。3．意义电离常数反映了弱电解质的电离程度大小，K值越大，电离程度越大，酸(或碱)性越强。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO温度增大对于某弱电解质的溶液而言，改变条件使其电离程度增大，此时它的电离常数一定也增大吗？提示电离常数与电离程度的影响因素不是完全一致的，只有当温度改变时，两者的变化一致，其余条件变化时，不影响电离常数K，但影响电离度α。例如向弱电解质HA的溶液中加入少量烧碱溶液，平衡右移，HA的电离程度增大，但K并未改变。一个辨析“电解”“电离”和“通电”的区别“电解”指在通电条件下，电解质发生氧化还原反应，而“电离”是在水溶液中或熔化状态下电解质离解成自由移动离子的过程，没有发生氧化还原反应；“通电”指接通电源，它是电解反应的条件。一种技巧类比法在电离平衡中的应用勒·夏特列原理同样适用于弱电解质的电离平衡，因此电离平衡的移动可以类比于化学平衡的移动；电离平衡常数、水解平衡常数及溶度积均可类比于化学平衡常数，均为温度的函数。两个判断强、弱电解质的判断强电解质：指强酸(如氯化氢、硝酸、硫酸、HClO4、HBr、HI等)、强碱[如NaOH、KOH、Ba(OH)2等]、大多数盐(如AgCl、BaSO4等)。弱电解质：指弱酸(如H2CO3、CH3COOH、HF等)、弱碱(如NH3·H2O等)、水。两个角度证明电解质强弱的两个角度一为电离，二为水解；若存在电离平衡或水解平衡，即可证明对应的电解质为弱电解质。我的警示①对于物质的量浓度均为c的一元强酸和一元弱酸因为其电离程度不同，故有c(H＋)强酸＝c，而c(H＋)弱酸c，因此强酸的氢离子浓度大，与同种金属反应快。但等体积的溶液，弱酸所能提供的氢离子的物质的量却与强酸相同，因此与足量活泼金属反应所产生的氢气是一样多的，中和碱的能力也是一样的。②用化学平衡理论分析处理电解质的电离平衡问题时，应该深刻地理解勒·夏特列原理：平衡向“减弱”这种改变的方向移动，移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变，只是一定程度上的减弱这种改变。如加水稀释CH3COOH溶液时，尽管H＋的物质的量增多，但由于溶液体积增大的程度更大，故c(H＋)仍会减小。问题征解1．NaHSO4在水溶液中和熔融条件下电离方程式一样吗？提示不一样，在水溶液中既破坏了离子键又破坏了共价键，电离方程式为：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4。NaHSO4在熔融条件下电离，只有离子键被破坏，故电离方程式为：NaHSO4=====熔融Na＋＋HSO－4。2．为什么多元弱酸的Ka1≫Ka2≫Ka3?提示(1)一级电离电离出的H＋抑制了二级电离，依次类推。(2)一级电离完成后，酸式酸根离子是一个阴离子，从阴离子中电离出H＋是比较困难的，且酸式酸根离子带的负电荷越多，电离出H＋越困难。必考点59强弱电解质的性质比较及多角度判定1．依据物质的类别进行判断在没有特殊说明的情况下，我们就认为盐是强电解质，强酸(HCl、H2SO4、HNO3)、强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2]为强电解质；而常见的弱酸、弱碱为弱电解质，如H2CO3、H2SO3、HClO、H2SiO3、NH3·H2O等。2．依据弱电解质电离平衡的移动进行判断(见下表)浓度均为0.01mol·L－1的强酸HA与弱酸HBpH均为2的强酸HA与弱酸HBpH或物质的量浓度pHHA＝2＜pHHB浓度c(HA)＝0.01mol·L－1＜c(HB)开始与金属反应的速率HA＞HBHA＝HB体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量HA＝HBHA＜HB体积相同时与过量活泼金属反应产生H2的量HA＝HBHA＜HB浓度均为0.01mol·L－1的强酸HA与弱酸HBpH均为2的强酸HA与弱酸HBc(A－)与c(B－)大小c(A－)＞c(B－)c(A－)＝c(B－)分别加入固体NaA、NaB后pH变化HA：不变HB：变大HA：不变HB：变大加水稀释10倍后pHHA＝3＜pHHBpHHA＝3＞pHHB＞2溶液的导电性HA＞HBHA＝HB水的电离程度HA＜HBHA＝HB3.依据盐类水解进行判断(1)配制某浓度的醋酸钠溶液，向其中加入几滴酚酞试液。现象：溶液变为浅红色。(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在一小块pH试纸上，测其pH，现象：pH＞7。【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溶液的pH大于7②用HNO2溶液做导电实验，灯泡很暗③HNO2和NaCl不能发生反应④0.1mol·L－1HNO2溶液的pH＝2.1⑤NaNO2和H3PO4反应，生成HNO2⑥0.1mol·L－1HNO2溶液稀释至100倍，pH约为3.1A．①④⑥B．①②③④C．①④⑤⑥D．全部解析①中证明NO能水解，证明HNO2为弱酸。②中未能指明浓度，也没有参照物，不能说明问题。③NaCl为强酸强碱盐，HNO2无论是强酸还是弱酸都可能不与NaCl反应。④中说明c(H＋)c(HNO2)，说明HNO2部分电离，存在电离平衡，是弱电解质。⑤中的H3PO4为中强酸，而被中强酸制备的必定是弱酸(没有沉淀物)，弱酸即为弱电解质。⑥中HNO2溶液被稀释，c(H＋)变化与c(HNO2)变化不同步，证明存在电离平衡移动，即为弱电解质。答案C相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较(见下表)一元强酸与一元弱酸的比较比较项目酸c(H＋)pH中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的量与金属反应的起始速率一元强酸大小大一元弱酸小大相同相同小【应用1】在体积均为1L、pH均等于2的盐酸和醋酸溶液中，分别投入0.23gNa，则图中比较符合反应事实的曲线是()。解析A、B都是关于溶液pH的变化问题，1L、pH＝2的盐酸刚好与0.23gNa反应，反应完全后溶液呈中性，故pH＝7，而1L、pH＝2的醋酸溶液则相对于0.23gNa是过量的，反应完全后溶液呈酸性，pH7，因此A错，B对；Na可以与盐酸、醋酸和水反应产生氢气，由题知在两溶液中产生氢气的体积都取决于钠的质量，最后两溶液中产生氢气的体积是相同的，显然C不对；D项看起来盐酸与醋酸最后产生的氢气体积相同，但从细节上看，Na在盐酸中的反应比在醋酸中的快，这点不对，因为条件是“pH均等于2”，反应开始后醋酸中的氢离子浓度比盐酸中的氢离子浓度大，反应当然较快。答案B必考点60外界条件对电离平衡的影响电离平衡属于化学平衡，当外界条件改变时，弱电解质的电离平衡也会发生移动，平衡移动也遵循勒·夏特列原理。以CH3COOHCH3COO－＋H＋ΔH0为例：改变条件平衡移动方向n(H＋)c(H＋)c(CH3－COO)c(CH3－COOH)电离程度(α)导电能力Ka加水稀释向右增大减小减小减小增大减弱不变加入少量冰醋酸向右增大增大增大增大减小增强不变通入HCl(g)向左增大增大减小增大减小增强不变加入NaOH(s)向右减小减小增大减小增大增强不变加入CH3COONa(s)向左减小减小增大增大减小增强不变加入镁粉向右减小减小增大减小增大增强不变升高温度向右增大增大增大减小增大增强增大【典例2】稀氨水中存在着电离平衡：NH3·H2ONH＋4＋OH－，若要使平衡向逆反应方向移动，同时使c(OH－)增大，应加入适量的物质是()。①NH4Cl固体②硫酸③NaOH固体④水⑤加热⑥加入少量MgSO4固体A．①②③⑤B．③⑥C．③D．③④解析若在氨水中加入NH4Cl固体，c(NH)增大，平衡向逆反应方向移动，c(OH－)减小，①选项不合题意；硫酸中的H＋与OH－反应，使c(OH－)减小，平衡向正反应方向移动，②选项不合题意；当在氨水中加入NaOH固体后，c(OH－)增大，平衡向逆反应方向移动，③项符合题意；若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向正反应方向移动，但c(OH－)减小，④选项也不合题意；电离属吸热过程，加热平衡向正反应方向移动，c(OH－)增大，⑤错；加入MgSO4固体发生反应Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，溶液中c(OH)－减小，电离平衡正向移动，⑥不符合题意。答案C电离平衡也是一种动态平衡，当溶液的温度、浓度以及离子浓度改变时，电离平衡都会发生移动，符合勒·夏特列原理，其规律是：①浓度：浓度越大，电离程度越小。在稀释溶液时，电离平衡向右移动，而离子浓度一般会减小。②温度：温度越高，电离程度越大。因电离是吸热过程，升温时平衡向右移动。③同离子效应。如向醋酸溶液中加入醋酸钠晶体，增大了CH3COO－的浓度，平衡左移，电离程度减小；加入稀盐酸，平衡也会左移。④能反应的物质。如向醋酸溶液中加入锌或NaOH溶液，平衡右移，电离程度增大。【应用2】已知0.1mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)值增大，可以采取的措施是()。A．加少量烧碱B．降低温度C．加少量冰醋酸D．加水解析在同一溶