第八章 第1讲 弱电解质的电离平衡 第2课时 讲义（考纲+知识点+检测）-2022届高三化学一轮复习学案

第八章水溶液中的离子平衡

第1讲　弱电解质的电离平衡

第二课时

[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。

考点二　电离平衡常数　电离度

1知识梳理

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____。

(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。

2．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

a＝×100%

也可表示为a＝×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(a)越____。

②相同浓度下，同一弱电解质，温度越高，其电离度(a)越____。

[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)电离常数随着弱电解质的浓度增大而增大(　　)

(5)电离常数只与温度有关，与浓度无关(　　)

(6)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(　　)

[提醒]

　常见弱酸的电离常数(25 ℃)

若把CH3COOH、H2CO3、HC、H2S、HS－、H3PO4、H2P、HP都看作是酸，其中酸性最强的是H3PO4，最弱的是HS－。

2对点速练

练点一　电离平衡常数的判断

1．下列关于电离平衡常数(K)的说法正确的是(　　)

A．电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱

B．电离平衡常数(K)与温度无关

C．相同温度下，不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同

D．多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为：K1＜K2＜K3

2．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

3．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＞HY

B．相同条件下溶液的碱性：NaX＞Na2CO3＞NaY＞NaHCO3

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

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。

练点二　电离平衡常数的计算

4．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)

5．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20 mL 0.10 mol·L－1 CH3COOH溶液和20 mL、0.10 mol·L－1的HSCN溶液分别与0.10 mol·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“<”)。

(2)2.0×10－3 mol·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)。

6．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、C2三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＝________。

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

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。

练点三　电离平衡与酸碱性的强弱判断方法

7．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＝8

②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CH3COOH

⑥pH＝1的CH3COOH溶液稀释至100倍，pH<3

⑦10 mL 0.1 mol·L－1 CH3COOH恰好与10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液完全反应

A．②⑦    B．②⑤

C．①③⑤    D．②④⑤⑥

8．25 ℃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

9．下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是(　　)

A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以

B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸

C．0.10 mol·L－1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1

D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸

方法技能

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。

本讲真题研练

1．[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、C浓度减小

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HC⇌H＋＋C

D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境

2．[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

3．[浙江卷]室温下，下列事实不能说明NH3·H2O为弱电解质的是(　　)

A.0.1 mol·L－1NH3·H2O的pH小于13

B.0.1 mol·L－1NH4Cl溶液的pH小于7

C.相同条件下，浓度均为0.1 mol·L－1NaOH溶液和氨水，氨水的导电能力弱

D.0.1 mol·L－1NH3·H2O能使无色酚酞试液变红色

4．[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H2

B.0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7

C.CH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2

D.0.1 mol/L CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红

5．[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(　　)

第八章水溶液中的离子平衡

第1讲　弱电解质的电离平衡

第二课时答案

考点二

1知识梳理

1．(1)　　 (2)易　强　(3)一　(4)增大

2．(3)小　大

判断　答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×

2对点速练

1．解析：电离平衡常数随温度的变化而变化，多元弱酸分步电离，电离平衡常数逐渐减小，K越小说明弱电解质的电离能力越弱。

答案：A

2．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。

答案：D

3．解析：根据电离平衡常数可知酸性：H2CO3＞HX＞HC＞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。

答案：A

4．解析：H2CO3H＋＋HC

K1＝＝≈4.2×10－7。

答案：4.2×10－7

5．解析：(1)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－)。

(2)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)＝＝＝4×10－4。

答案：(1)因为Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH)，溶液中c(H＋)：HSCN>CH3COOH，c(H＋)大反应速率快　>

(2)Ka(HF)＝＝＝4×10－4

6．解析：(1)由图像可以知道pH＝1.2时，c(HC2)＝c(H2C2O4)，则Ka1＝c(H＋)＝10－1.2。(2)pH＝4.2时，c(HC2)＝c(C2)，则Ka2＝c(H＋)＝10－4.2。

(3)由电离常数表达式可以知道＝＝＝103＝1 000。

答案：(1)10－1.2　(2)10－4.2　(3)1 000

7．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。

答案：A

8．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。

答案：D

9．解析：H2SO3能和NaHCO3反应放出CO2，说明酸性：H2SO3>H2CO3，而H2S不能和NaHCO3反应，说明酸性：H2S<H2CO3，A可以；H2S、H2SO3均为二元酸，同浓度时，H2SO3导电能力强，说明溶液中离子浓度大，即电离程度大，酸性强，B可以；同浓度时，H2SO3的酸性强，C可以；还原性与酸性强弱无关，D不可以。

答案：D

本讲真题研练

1．解析：海水酸化会引起H＋浓度增大，H＋与C结合生成HC，故HC浓度增大、C浓度减小；海水酸化会使C浓度减小，平衡CaCO3Ca2＋＋C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CO2＋H2OH2CO3H＋＋HC；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。

答案：C

2．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。

答案：C

3．解析：0.1 mol·L－1的NH3·H2O中c(OH－)小于0.1 mol ·L－1，说明部分电离，A项正确；0.1 mol·L－1的NH4Cl溶液呈酸性，说明N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。

答案：D

4．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。

答案：B

5．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。

答案：B