电离平衡

电离平衡一、电解质和非电解质电解质非电解质概念在水溶液中_或_熔融状态下能够导电的化合物。在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物。实例酸、碱、盐、H2O大多数有机物、SO3、CO2等化合物按能否电离分为：电解质和非电解质化合物按键的类型分为：离子化合物和共价化合物二、强电解质和弱电解质强电解质弱电解质概念水溶液中全部电离的电解质水溶液中部分电离的电解质电离程度完全电离，不存在电离平衡部分电离，存在电离平衡电离方程式H2SO4=2H++SO42-NaHCO3=Na++HCO3-NaHSO4=Na++H++SO42-（水溶液）Ca(HCO3)2=Ca2++2HCO3－NaHSO4=Na++HSO4-（熔融）CH3COOHCH3COO-+H+NH3·H2ONH4++OHH3PO4H++H2PO4－H2PO4－H++HPO42－HPO42－H++PO43－溶液中溶质微粒只有水合离子水合离子，弱电解质分子实例强酸：HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HI、HClO4等强碱：KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2绝大多数盐：BaSO4、AgCl、CaCO3弱酸：HF、HClO、H2S、H2SO3、HNO2、H3PO4、H2CO3、H2SiO3、HCOOH、CH3COOH、OH等。弱碱：NH3·H2O、Fe(OH)3等不溶性碱特例：Fe(SCN)3和Pb(CH3COO)2是弱电解质三、弱电解质的电离平衡及其移动特例：受热易分解的，并不是温度升高电离度增大；HClOH++ClO-;2HCl==2HCl+O2↑(△)浓度越小，电离度越大仅适用于稀溶液；CH3COOHH++CH3COO-(冰醋酸加水不是)说明：0.1mol/L醋酸溶液做下列改变后各参数的变化移动方向电离程度c(CH3COOH)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)导电性微热正↑↑↑↑↓↑H2O正↑↓↓↓↑↓CH3COONa逆↓↑↑↓↑↑冰醋酸正↓↑↑↑↓↑1mol/LHCl逆↓↓↓↑↓↑1mol/LNaOH正↑↑↑↓↑↑注:比较不同弱电解质的电离程度必须在相同的T、c下比较。例1．用水稀释0.1mol/L的醋酸溶液，其中随水的增加而增大的有(A)①H+的物质的量，②c(H+)，③c(OH-)，④c(H+)/c(HAc)，⑤c(CH3COO-)/c(OH-)c(CH3COOH)A．①③④B．①③⑤C．②④D．③④解析：①加水稀释，促进醋酸电离，H+的物质的量增大；②氢离子的物质的量增大程度远远小于溶液体积增大程度，c（H+）↓；③温度不变，水的离子积常数不变，则c（OH-）↑；④氢离子浓度减小，醋酸浓度也减小，但氢离子浓度减小的程度小于醋酸浓度减小的程度，所以c(H+)/c(HAc)增大；⑤c(CH3COO-)/c(OH-)c(CH3COOH)=c(CH3COO-)c(H+)/c(OH-)c(CH3COOH)c(H+)=K/Kw,所以不变；四、判断电解质强弱的方法思考：你能想到哪些方法证明醋酸是弱电解质？原理是什么？如何操作？1、CH3COONa晶体溶解，加入酚酞，溶液变红。2、稀醋酸中加入甲基橙，溶液呈黄色，加热后，溶液由黄色变为橙色。3、同浓度同体积的盐酸和醋酸溶液，加入相同量的锌粒，观察产生气体的速率。4、在相同pH和相同体积的盐酸的醋酸稀释100倍，pH变化小的为醋酸，pH变化大的为盐酸。5、相同pH和相同体积的盐酸的醋酸与适量锌粒反应，产生气体多，且速率快的为醋酸。方法小结：例2．在体积均为1L，pH均等于2的盐酸和醋酸中，分别投入0.12g镁粉充分反应后，下图中比较符合反应事实的曲线是(B)五、一强一弱比较的图像分析1．相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是(C)2．pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1mol·L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则(C)A．x为弱酸，VxVyB．x为强酸，VxVyC．y为弱酸，VxVyD．y为强酸，VxVy0.1mol/L的CH3COOH，电离程度1.32%；0.1mol/L的NH3·H2O，电离程度1.33%；二者电离程度相同“弱”，CH3COONH4显中性。解析：稀释10倍，pH增大1，则x为强酸，y为弱酸弱酸弱电离，含有的氢离子的物质的量大，则需要的氢氧化钠的体积大【参考练习】1．下列物质属于强电解质且能导电的是(B)①氯化钠溶液②氯化铵固体③铜④石墨⑤熔融NaOH⑥稀硫酸⑦乙酸A．①②⑤⑥B．⑤C．②⑤D．①③④⑤⑥解析：①氯化钠溶液能导电但不是强电解质，因为是混合物；②氯化铵固体是强电解质，但在该状态下不导电；③铜导电，但铜是单质，不是电解质更不是强电解质；④石墨导电，但石墨是单质，不是电解质更不是强电解质；⑤熔融NaOH能导电，而且是强电解质；⑥稀硫酸能导电，但稀硫酸是溶液，混合物，故不是电解质更不是强电解质；⑦乙酸不导电，而且是弱电解质。2．下列事实不能说明HNO2是弱电解质的是(B)A．常温下NaNO2溶液的pH大于7B．用HNO2溶液作导电实验，灯泡很暗C．pH=a的NaNO2溶液加水稀释到100倍，pH大于（a-2）D．常温下0.1mol·L-1的HNO2溶液的pH为2.1解析：A.由盐类水解的规律，强酸强碱盐的水溶液为中性，但弱酸强碱盐水的pH大于7，则说明盐对应的HNO2是弱电解质；B．灯泡很暗只能说明导电微粒的浓度较低，与HNO2是弱电解质无关；C．pH=a的NaNO2溶液加水稀释到100倍，pH大于a-2，说明亚硝酸跟发生了水解，说明HNO2是弱电解质；D．0.1mol/L的亚硝酸溶液的PH约为2.1，说明亚硝酸部分电离，说明HNO2是弱电解质；3．某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是（B）A．II为盐酸稀释时的pH值变化曲线B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强C．a点KW的数值比c点Kw的数值大D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度解析：A、II应为醋酸稀释时的pH值变化曲线；B、溶液导电性取决于离子浓度，b点的H+浓度大，导电性强；C、KW的大小只取决于温度；D、相同pH值的盐酸和醋酸，醋酸浓度远大于盐酸的浓度，稀释到相同体积时，醋酸（II）浓度大于盐酸（I）浓度。4．常温下0.1mol·L－1醋酸溶液的pH=a，下列能使溶液pH=(a＋1)的措施是(B)A．将溶液稀释到原体积的10倍B．加入适量的醋酸钠固体C．加入等体积0.2mol·L－1盐酸D．提高溶液的温度解析：A、醋酸是弱电解质，加水稀释能促进水的电离，将溶液稀释到原体积的10倍，氢离子浓度大于原来1/10，所以pH＜（a+1）；B、加入适量的醋酸钠固体，醋酸钠中含有醋酸根离子能抑制醋酸的电离，使溶液中氢离子浓度减小，所以能使溶液pH=（a+1）；C、加入等体积的0.2mol•L-1盐酸，氢离子浓度增大，溶液的pH值减小；D、提高温度促进醋酸的电离，使溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH值减小；5．现有下列9种物质：①Na2CO3②NaHCO3③C6H5ONa④NH4HCO3⑤C2H5OH⑥Al⑦食盐水⑧CH3COOH⑨SO2（1）上述物质中属于强电解质的是①②③④(填序号),属于弱电解质的是⑧既能跟盐酸反应又能跟NaOH溶液反应的是②④⑥(填序号)。（2）上述②的水溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示)CO32-+H2O==HCO3-+OH-。（3）④跟足量的NaOH浓溶液在加热条件下反应的离子方程式是：NH4++HCO3-+2OH-==2H2O+CO32-+NH3↑。6．一定温度下，有a.盐酸b.硫酸c.醋酸三种酸的稀溶液，根据要求填下列空格（用a、b、c、、=、填写）：（1）当pH相同时，c(H+)的关系是a=b=c。（2）相同体积、相同物质的量浓度的三种酸中和等浓度的NaOH溶液，消耗NaOH溶液的体积关系是ba=c（3）向相同体积、相同pH的三种酸中，分别加入足量的碳酸氢钠粉末，初始反应速率相等，若产生相同体积的CO2，反应所需时间a=bc；最终产生CO2的体积由大到小的顺序是ca=b。7.在25℃下，将amol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH4＋)＝c(Cl－)，则溶液显中(填“酸”、“碱”或“中”)性；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=10-9/(a-0.01)mol·L-1。NH3·H2ONH4++OH-；c(NH4＋)+c(H＋)＝c(Cl－)+c(OH-)；c(OH-)=1×10-7mol·L－1，c(NH4＋)＝c(Cl－)=10-2/2Kb=(10-2/2)×10-7÷(a-0.01)/2=10-9/(a-0.01)8.碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。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)＝1.5×10－5mol·L－1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO3－＋H＋的平衡常数K1=4.2×10-7mol·L－1。(已知：10－5.60＝2.5×10－6)K1=(2.5×10－6×2.5×10－6)/1.5×10－5六、水的电离和溶液的pH1、水的电离与水的离子积在纯水或水溶液中H2OH++OH-△H02H2OH3O++OH-△H025℃c(H+)=c(OH-)=1.0×10－7mol·L－1c(H+）c(OH-)=1.0×10－14mol·L－1=Kw说明：（1）Kw只与温度有关，温度越高Kw越大。水的电离是吸热过程，升高温度Kw将增大。100℃时，c(H+)=c(OH-)=1×10-6mol/L，Kw=c(H+c(OH)-)=1×10-12。（2）Kw不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。酸性溶液：[c(H+)H2O+c(H+)酸].c(OH-)H2O=Kw碱性溶液：[c(OH-)H2O+c(OH-)碱].c(H+)H2O=Kw（3）任何酸或碱水溶液中，水所电离而生成的c(H+)H2O=c(OH-)H2O。（4）影响水的电离平衡的因素：A．温度：升高温度，促进水的电离平衡向右移动，OH－和H+浓度都增大，但仍相等，所以显中性。B．加入酸或碱：在水中加入的酸或碱，即增大c(H+)或(OH－)，抑制水的电离，电离平衡向左移动，水本身电离出的H+和OH－浓度减小，但仍相等。C．加入活泼金属（钠、钾等）：在水中加入钠、钾等活泼金属H2OH++OH－，2Na+2H+=2Na++H2↑，促进水电离平衡向正向移动，电离出的OH－增多。D．加入能水解的盐：促进水的电离。练习1．不同温度下，水溶液中c(H＋)与c(OH－)的关系如图所示。下列有关说法中正确的是(D)A.若从a点到c点，可采用在水中加入酸的方法B．b点对应的醋酸中由水电离的c(H＋)＝10－6mol·L－1C．c点对应溶液的Kw大于d点对应溶液的KwD．T℃时，0.05mol·L－1的Ba(OH)2溶液的pH＝11解析：A、a点对应的c(H＋)和c(OH－)相等，同c点对应的c(H＋)和c(OH－)也相等，溶液呈中性，a到c采用升温的方法；B、b点的Kw是10－14，酸和碱溶液都会抑制水的电离，酸溶液中由水电离的c(H＋)与溶液中的c(OH－)相等，即c水电离(H＋)＝c(OH－)＝10－8mol·L－1；C、Kw只与温度有关，c点和d点的Kw都是10－12；D、T℃时，Kw＝10－12，0.05mol·L－1的Ba(OH)2溶液的c(H＋)＝10－11mol·L－1，pH＝11。2．溶液的酸碱性取决于OH-和H+物质的量浓度的相对大小（1）判断方法判断溶液的酸碱性一般有两种方法，例如：方法一25℃100℃中性溶液c(H+)=c(OH-)pH=7pH=6酸性溶液c(H+)c(OH-)pH7pH6碱性溶液c(