2012高中化学 第3章第2节 第1课时 弱电解质的电离平衡课件同步导学 鲁科版选修4

•第2节弱电解质的电离盐类的水解•第1课时弱电解质的电离平衡•1．了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。•2．知道电离平衡常数的含义，能说明温度、浓度、外加物质对电离平衡的影响。•3．通过介绍与电离平衡相关的应用知识，体会化学知识在人类生产、生活中的应用。•一、弱电解质的电离平衡•1．概念•在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质和相等时，电离过程就达到了平衡状态，称为电离平衡。•2．电离平衡常数•(1)定义：在一定条件下达电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度乘积与未电离分子浓度之比，称为电离平衡常数。电离成离子离子结合成分子的速率(2)表达式对于ABA＋＋B－，K＝[A＋][B－][AB]。①弱酸：CH3COOHCH3COO－＋H＋Ka＝[H＋][CH3COO－][CH3COOH]。②弱碱：NH3·H3ONH4＋＋OH－Kb＝[NH4＋][OH－][NH3·H2O]。•(3)意义•①分析K的数据知，弱电解质的电离程度。•②K越大，表示弱电解质的电离程度，弱酸的酸性或弱碱的碱性相对。•③多元弱酸的电离是进行的，溶液的酸性主要由决定。较小越大越强分步第一步•二、影响弱电解质电离平衡的因素•1．内因：。•2．外因•(1)温度：升温，电离平衡向的方向移动，电离程度。•(2)浓度：弱电解质溶液的浓度越，电离程度越，向弱电解质溶液加水时，平衡向的方向移动，电离程度。电解质本身的性质电离增大大小电离增大•(3)外加物质：能反应的离子，如醋酸溶液中加入NaOH，平衡移，电离程度；加入具有相同离子的物质，如醋酸溶液中加CH3COONa晶体或通HCl，平衡移，电离程度。正增大左减小•[开放探究]稀释0.1mol·L－1的CH3COOH溶液时，电离程度有何变化？溶液中离子浓度如何变化？并做适当解释。•提示：电离程度增大；溶液中离子浓度均减小。因为稀释时，溶液总浓度减小，电离平衡将向着削弱溶液总浓度减小的正方向移动；由于平衡移动的结果只是减弱外界条件的改变，故溶液中H＋、CH3COO－的浓度仍然是减小的。•1．改变下列条件，能使CH3COOH的电离平衡常数增大的是()•A．加入冰醋酸B．加入少量NaOH溶液•C．加水稀释D．升高温度•解析：电离平衡常数主要由弱电解质本身的性质决定，当弱电解质一定时只受温度影响，与溶液的浓度无关。电离是一个吸热过程，升温，K值增大。•答案：D•2．欲使醋酸溶液中的CH3COO－浓度增大，且不放出气体，可向醋酸中加入少量固体()•A．NaClB．NaHCO3•C．CH3COOKD．Mg•答案：C解析：A项加入NaCl，对CH3COOHH＋＋CH3COO－的电离平衡无影响；B项加入NaHCO3，会降低H＋的浓度，使平衡右移，[CH3COO－]增大，但会产生气体CO2；C项加入CH3COOK会增大[CH3COO－]；D项加入Mg，会降低H＋的浓度，使平衡右移，[CH3COO－]增大，但会产生气体H2。•3．CH3COOH在水溶液中的电离方程式为________________________，电离常数表达式为________________。当达到平衡后，向溶液中加入Zn粒，则溶液中[CH3COO－]________，CH3COOH的电离程度________。解析：CH3COOH电离应用“”连接，电离常数与其他平衡常数表达式类似，为生成物浓度的幂之积与反应物浓度幂之积的比值，达到平衡后加入Zn粒，消耗H＋，使平衡右移，CH3COOH的电离程度增大，[CH3COO－]增大。答案：CH3COOHCH3COO－＋H＋Ka＝[CH3COO－]·[H＋][CH3COOH]增大增大一、影响电离平衡的外界因素及影响结果当外界条件(如浓度、温度等)发生变化时，电离平衡就会发生移动。弱电解质的电离平衡移动遵循化学平衡移动原理。现以0.1mol·L－1的CH3COOH溶液为例，分析影响电离平衡的因素及平衡移动结果。电离方程式为CH3COOHCH3COO－＋H＋。影响因素平衡移动方向n(H＋)[H＋][CH3COO－]KapH导电能力升温(不考虑挥发)右增大增大增大增大减小增强加冰醋酸右增大增大增大不变减小增强加入其他物质CH3COONa固体左减小减小增大不变增大增强通HCl气体左增大增大减小不变减小增强NaOH右减小减小增大不变增大增强加水稀释右增大减小减小不变增大减弱(1)对弱电解质加水稀释后电离平衡的移动方向可利用浓度商进行判断。Ka＝[CH3COO－][H＋][CH3COOH]稀释一倍后，Q＝12[CH3COO－]×12[H＋]12[CH3COOH]＝12K，即QK，平衡向电离方向移动。•思路点拨：解答本题应抓住以下两点：•(1)弱电解质的电离过程ΔH0。•(2)加入新物质后改变了平衡体系中何种组分的浓度。某浓度的氨水中存在下列平衡：NH3·H2ONH4＋＋OH－，如想增大NH4＋的浓度，而不增加OH－的浓度，应采取的措施是()A．适当升高温度B．加入NH4Cl固体C．通入NH3D．加入少量NaOH•升温平衡向右移动，[NH4＋]、[OH－]都增大；加入NH4Cl固体，相当于增大[NH4＋]，平衡向左移动，[OH－]减小，但[NH4＋]仍较原来增大，因平衡移动只能减小其增大的程度，而不能完全抵消它增大的部分；通入NH3，平衡向右移动，[NH4＋]、[OH－]都增大；加入少量NaOH，[NH4＋]减小且[OH－]增大。•答案：B1.化合物HIn在水溶液中因存在下列平衡，故可用作酸碱指示剂。HIn(aq)H＋＋In－(aq)红色黄色有浓度为0.02mol·L－1的下列溶液：①HCl，②石灰水，③NaCl溶液，④NaHSO4溶液，⑤氨水。其中能使指示剂显红色的是()•A．①②⑤B．②⑤•C．①④D．②③⑤•解析：若使指示剂显红色，则HIn浓度增大，故应使该弱电解质的电离平衡左移，主要通过[H＋]增大而实现，能使[H＋]增大的只有HCl和NaHSO4。•答案：C•二、酸的强弱•碱的强弱比较与酸的强弱比较规律类似。酸对比点结论同浓度同元数[H＋]或pH[H＋]越大，pH越小，酸性越强导电能力导电能力越强，酸性越强与活泼金属反应的速率反应速率越大，酸性越弱同pH与足量活泼金属反应生成氢气量生成氢气的量越多，酸性越弱相同体积酸中和碱的能力完全中和需要的碱越多，酸性越弱稀释[H＋]或pH[H＋]或pH变化越大，酸性越强•下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是()•A．相同浓度的两溶液中[H＋]相同•B．100mL0.1mol·L－1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠•C．pH＝3的两溶液稀释100倍，pH都为5•D．相同浓度时导电能力醋酸强•A项：由于盐酸为强酸，醋酸为弱酸，当两者浓度相同时，溶液中[H＋]不同，应为[H＋]盐酸＞[H＋]醋酸，故A错；B项：由于两溶液中溶质的物质的量相等，且均为一元酸，所以两溶液能中和等物质的量的NaOH，故B对；C项：pH＝3的盐酸稀释100倍后，pH＝5，而pH＝3的醋酸稀释100倍后，由于在稀释过程中，溶液中未电离的醋酸分子继续电离出H＋，导致稀释后溶液的pH＜5，故C错；D项：由于相同浓度时，两溶液中自由移动的离子浓度不同，则导电能力不同，由A项知，[H＋]盐酸＞[H＋]醋酸，所以，导电能力盐酸强，故D错。•答案：B•规律方法：(1)相同体积、相同[H＋]的一元强酸与一元弱酸比较比较项目一元酸[酸]酸性中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的总量与同一金属反应时的起始反应速率一元强酸小相同小少相同一元弱酸大大多•(2)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸和一元弱酸比较比较项目一元酸[H＋]酸性中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的总量与同一金属反应时的起始反应速率一元强酸大强相同相同大一元弱酸小弱小•2.(2011·龙岩高二质检)下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是()•A．pH相同的醋酸溶液和盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应时，产生H2的起始速率相等•B．常温下，测得0.1mol·L－1醋酸溶液的pH≈4•C．常温下，将pH＝1的醋酸溶液稀释1000倍，测得pH4•D．在相同条件下，醋酸溶液的导电能力比盐酸弱•解析：A项pH相同，说明两溶液中的[H＋]相同，与同样的锌反应时产生的H2的开始速率相同，无法证明醋酸是否已完全电离。B项，若为强酸，常温下0.1mol·L－1的一元酸，pH＝1，而醋酸的pH＝4，证明醋酸未完全电离，是弱电解质。C项，若为强酸，常温下pH＝1的一元酸稀释1000倍后，溶液的pH＝4，而pH＝1的醋酸稀释1000倍后pH4，证明醋酸在稀释过程中可以继续电离，溶液中存在着醋酸分子，醋酸未完全电离。D项，相同条件下，CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱，证明其溶液中离子浓度小，即醋酸未完全电离。•答案：A•1．将1mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1L溶液。下列各项中，表示已达到电离平衡状态的是()•A．醋酸的浓度达到1mol·L－1•B．H＋的浓度达到0.5mol·L－1•C．醋酸的浓度、醋酸根离子的浓度、H＋的浓度均为0.5mol·L－1•D．醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等•答案：D•2．根据表中数据(均在同温、同压下测定)•可得出弱电解质强弱顺序正确的是()•A．HXHYHZB．HZHYHX•C．HYHZHXD．HZHXHY酸HXHYHZ物质的量浓度(mol·L－1)0.10.20.3电离平衡常数7.2×10－41.8×10－41.8×10－5•解析：电离平衡常数与浓度无关，在同一温度下，电离平衡常数越大，表示弱电解质的电离能力越强。•答案：A3．在0.1mol·L－1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，对于该平衡，下列叙述正确的是()A．加入水时，平衡向逆反应方向移动B．加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动C．加入少量0.1mol·L－1HCl溶液，溶液中[H＋]减小D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动•答案：B解析：根据CH3COOH溶液中的电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，加入水时，溶液被稀释，有利于电离平衡向正反应方向移动；加入少量NaOH固体时，NaOH与CH3COOH电离产生的H＋反应，使其电离平衡向正反应方向移动；加入少量0.1mol/LHCl溶液，溶液中的[H＋]增加，使平衡向逆反应方向移动；加入少量CH3COONa固体，增加了溶液中CH3COO－的浓度，使平衡向逆反应方向移动。•4．(2011·延安高二质检)pH＝1的两种一元酸HX和HY的溶液，分别取50mL，加入足量的镁粉，充分反应收集的氢气的体积分别为V(HX)和V(HY)，若V(HX)V(HY)，下列说法正确的是()•A．HX一定是弱酸•B．HY一定是强酸•C．HX的酸性强于HY的酸性•D．反应开始时二者生成H2的速率不相同•解析：由放出H2的体积V(HX)V(HY)知，[HX][HY]；又由于pH相同，即溶液中[H＋]相同，因此电离程度HXHY，即酸性HXHY，HX一定为弱酸，HY的酸性较HX的酸性强。由于开始时[H＋]相同，故D项错误。•答案：A•5．(2011·顺德高二质检)将6gCH3COOH溶于水制成1L溶液。•(1)此溶液的物质的量浓度为________；•(2)经测定溶液中含CH3COO－为1.4×10－3mol/L，此温度下醋酸的电离常数Ka＝________；•(3)温度升高Ka将________(填“变大”“不变”或“变小”)。•答案：(1)0.1mol·L－1(2)1.99×10－5(3)变大解析：(1)[CH3COOH]＝6g60g/mol×1L＝0.1mol/L(2)因为CH3COOHCH3COO－＋H＋起始(mol/L)0.101平衡(mol/L)0.1－1.4×10－31.4×10－31.4×10－3所以Ka＝[CH3COO－]·[H＋][CH3COOH]＝1.4×10－3×1.4×10－30.1－1.4×10－3