人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第一节 电离平衡学案

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选择性必修1《化学反应原理》专题3第一单元弱电解质的电离平衡 --学案考点一、电解质及其分类1．电解质与非电解质：在水溶液里或熔融状态自身能否电离的化合物。【例题1】下列属于非电解质的是(   )A．CS2 B．CH3COOH C．HCl D．Cl2【例题2】 下列物质中在一定条件下能够导电，但不属于电解质的是(   )A．石墨 B．KNO3 C．H2SO4 D．蔗糖2、强电解质和弱电解质：在水溶液里能否完全电离的化合物。（1）常见的强电解质和弱电解质 （2）电离方程式①强电解质电离是不可逆的，所以是完全的。用“===”表示，写出下列物质在水溶液中的电离方程式。(NH4)2SO4：                                                          BaSO4：                                                             KAl(SO4)2：                                                      ②弱电解质电离是可逆的，用“”表示，所以是不完全的。多元弱酸的电离分步书写，多元弱碱分步电离一步书写。写出下列物质在水溶液中的电离方程式：NH3·H2O：                                              ；H2CO3：                               、                               。③酸式盐的电离。多元强酸酸式盐与多元弱酸酸式盐的阴离子电离方式不同。写出下列物质在水溶液中的电离方程式：NaHSO4：                                                 ；NaHCO3：                                    、                      。【例题3】请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)Cl2的水溶液能导电，所以Cl2是电解质(   )(2)NaCl溶液在电流的作用下电离成钠离子和氯离子(   )(3)强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物(   )(4)HClO是弱电解质，但NaClO是强电解质(   )(5)BaSO4的水溶液不易导电，但BaSO4是强电解质(   )(6)CO2、NH3溶于水能导电，所以二者均为电解质(   )(7)烧碱、冰醋酸、四氯化碳均为电解质(   )(8)NaHSO4在水溶液及熔融状态下均可电离出Na＋、H＋、SO(　　)(9)弱电解质溶液中至少存在两种共价化合物分子(　　)(10)CaO是强电解质，是因为其水溶液能导电(　　)(11)Na2CO3溶于水：Na2CO3===2Na＋＋CO(   )(12)Al(OH)3碱式电离：Al(OH)3===Al3＋＋3OH－(   )(13)H2SO3在水溶液中电离：H2SO32H＋＋SO(   )(14)HBr在水溶液中电离：HBrH＋＋Br－(   )【例题4】 (2022•浙江6月选考)下列物质属于强电解质的是(    )A．HCOOH  B．Fe C．Na2CO3 D．C2H2【例题5】下列物质属于弱电解质的是(   )A．CO2 B．H2O C．HNO3 D．NaOH考点二  弱电解质的电离平衡1．弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。(2)电离平衡的建立与特征2．外因对电离平衡的影响以0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液为例，填写外界条件对CH3COOHCH3COO－＋H＋　ΔH＞0的影响。改变条件平衡移动方向n(H＋)c(H＋)电离度加水稀释向右   通入HCl(g)向左   加NaOH(s)向右   加CH3COONa(s)向左   升高温度向右   (1)浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，越易电离。即稀释使电离度增大，但所有微粒（分子、离子）浓度都减小。（见课本P84:1.00mol/L的醋酸与0.100mol/L的醋酸对比）(2)温度：温度越高，电离程度越大。离子浓度越大。(3)同离子效应[通入HCl，或加CH3COONa(s)]：加入与弱电解质具有相同离子的电解质时，可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。(4)化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时，可使电离平衡向电离方向移动。【例题6】一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示，下列说法正确的是(　　)A．a、b、c三点溶液的pH：c＜a＜bB．a、b、c三点CH3COOH的电离程度：c＜a＜bC．用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，测量结果偏小D．a、b、c三点溶液用1 mol·L－1NaOH溶液中和，消耗NaOH溶液体积：c＜a＜b考点三 弱强电解质的比较1.强电解质完全电离，弱电解质部分电离盐酸和醋酸溶液，当它们的物质的量浓度相同时，       的c(H+)较大。常温下测0.1mol/L的盐酸，其pH为________；而0.1mol/L的醋酸其pH约为________（课本P84）。2.弱电解质参加反应，电离平衡向正方向移动体积和物质的量浓度均相同的盐酸和醋酸溶液，分别与相同浓度的烧碱溶液恰好完全反应，所需烧碱溶液的体积比为________。【例题7】相同体积和浓度的盐酸和醋酸溶液分别跟足量的镁完全反应，下列说法正确的是(　　)A．醋酸溶液产生更多的H2 B．盐酸溶液反应的时间长C．醋酸溶液中的H＋浓度大  D．盐酸反应的平均速率快3.弱电解质稀释，电离平衡向正方向移动强酸每稀释10倍，c(H+)变为原来的1/10，PH增大1个单位，弱酸每稀释10倍，c(H+)比原来的1/10大，PH增大不到1个单位。一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释相同的倍数，醋酸的pH大加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多(2)相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多 【例题8】请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)等浓度的醋酸和盐酸与Zn反应时生成H2的速率：醋酸＞盐酸(   )(2)中和等体积、等pH的盐酸和醋酸所用NaOH的物质的量：醋酸＞盐酸(   )(3)中和等浓度等体积的盐酸和醋酸所用NaOH的物质的量：盐酸＞醋酸(   )(4)加水稀释两种相同pH的酸，pH变化大的一定是强酸(   )(5)体积相等、pH值相等的CH3COOH和盐酸与Zn反应，开始时盐酸放出H2快(   )(6)pH＝12的氨水和pH＝2的盐酸等体积混合，混合液的pH＜7(   )(7)测得0.1 mol·L－1的一元酸HA溶液pH＝3.0，则HA一定为弱电解质(   )(8)25℃时，将0.1 mol·L-1的NaOH溶液加水稀释100倍，所得溶液的pH＝11.0(   )(9)将pH均为a的氢氧化钠溶液和氨水分别加水稀释100倍，pH变为b和c，则a、b、c的大小关系是：a＞b＞c(   )(10)pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合后，因生成的CH3COONa水解，所以由水电离出的c(H＋)>10－7mol·L－1(   )【例题9】在相同温度下，100mL 0.1mol·L-1的醋酸与10mL 1mol·L-1的醋酸相比较，下列说法正确的是(　　)A．溶液中H＋的物质的量前者大于后者B．前者的电离程度小于后者C．发生中和反应时所需NaOH的量前者大于后者D．溶液中CH3COOH的物质的量前者大于后者考点四  电离度、电离平衡常数1．电离度α＝×100%或α＝×100%或α＝×100%即α＝×100%(c：电解质初始浓度，Δc：已电离电解质浓度)2.电离平衡常数(1)一元弱酸HA的电离常数：根据HAH＋＋A－，可表示为Ka＝。(2)一元弱碱BOH的电离常数：根据BOHB＋＋OH－，可表示为Kb＝。填写下表(25 ℃)弱电解质电离常数表达式电离常数NH3·H2O Kb＝1．8×10－5CH3COOH Ka＝1．8×10－5HClO Ka＝3．0×10－83.电离平衡常数的意义：弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。电离平衡常数越大，电离程度越大。多元弱酸的电离以第一步电离为主，各级电离平衡常数的大小差距较大。4.外因对电离平衡常数的影响：电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与温度有关，与电解质的浓度无关，升高温度，K值增大，原因是电离是吸热过程。5．电离平衡常数的应用(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。进一步判断酸和盐的反应能否进行（强酸制弱酸）【例题10】　相同温度下，根据三种酸的电离常数，酸HXHYHZ电离平衡常数9×10－79×10－61×10－2 则三种酸的强弱关系：                             。【例题11】在25 ℃时，0.1 mol·L－1 HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液中，溶质的电离常数分别为4.6×10－4、1.77×10－4、4.9×10－10、Ka1＝4.3×10－7和Ka2＝5.6×10－11，其中氢离子浓度最小的是(　　)A．HNO2溶液  B．HCOOH溶液C．HCN溶液  D．H2CO3溶液【例题12】已知7.1×10－4、6.8×10－4、6.2×10－10分别是三种酸的电离平衡常数。若这三种酸可发生如下反应：①NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2②NaCN＋HF===HCN＋NaF③NaNO2＋HF===HNO2＋NaF则下列叙述不正确的是(　　)A．HF的电离平衡常数为7.1×10－4B．HNO2的电离平衡常数为6.2×10－10C．根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱D．HNO2的电离平衡常数比HCN的大，比HF的小(2)判断平衡移动后微粒的相对大小【例题13】常温下，将0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液加水稀释，请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。(1)________。(2)________。(3)________。(4)________。(3)计算常温下一定浓度的弱酸或弱碱溶液中的c(H＋)或c(OH－)。【例题14】已知25 ℃时某弱酸HX的电离常数Ka＝1.75×10－5，则25 ℃时0.1 mol·L－1的HX溶液中H＋浓度是多少？【例题15】某弱酸HA溶液中主要成分的分布分数随pH的变化如图所示。下列说法错误的是(　　)A．该酸－lgKa ≈4.7B．NaA的水解平衡常数Kh＝C．当该溶液的pH＝7.0时，c(HA)<c(A－)D．某c(HA)∶c(A－)＝4∶1的缓冲溶液，pH≈46.电离度与平衡常数的关系电离平衡常数与电离度(α)的关系(以一元弱酸为例)HA　 　H＋　　＋　　A－则Ka＝c酸·α2或α＝。【例题16】0.10 mol·L－1 HA溶液PH等于3，则HA的电离平衡常数Ka为                  。【例题17】0.10 mol·L－1 HA溶液中有1%的HA电离，则HA的电离平衡常数Ka为(　　)A．1.0×10－5   B．1.0×10－7      C．1.0×10－8          D .1.0×10－9考点五 水的电离平衡1.水的电离(1)水是极弱的电解质，其电离方程式为H2OH＋＋OH－。(2)特点：可逆、吸热、极弱。(3)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1；任何水溶液中，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)都相等。2．水的离子积  3．外界条件对水的电离平衡的影响影响因素水的电离平衡移动影响结果方向原因Kwc(H＋)变化c(OH－)变化c(H＋)与c(OH－)的关系温度升温右移水的电离过程吸热增大增大增大c(H＋)＝c(OH－) 降温左移减小减小减小c(H＋)＝c(OH－)外加酸、碱加酸左移增大c(H＋)不变增大减小c(H＋)>c(OH－)加碱左移增大c(OH－)不变减小增大c(H＋)<c(OH－)外加活泼金属右移金属消耗水电离出的H＋不变减小增大c(H＋)<c(OH－)4.水的电离平衡规律(1)不同的溶液中，溶液中c(H＋)与c(OH－)不一定相等，但由水电离产生的c水(H＋)与c水(OH－)一定相等，判断溶液中水的电离程度时，看H＋或OH－哪一个完全来源于水的电离：酸溶液中的c(OH－)或碱溶液中的c(H＋)完全来源于水的电离。(2)若水电离产生c水(H＋)＝10－a mol·L－1(常温下，a>7)，说明水的电离受到了抑制，溶液可显酸性，也可显碱性。【例题18】一定温度下，向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法错误的是(　　)A．c(H＋)·c(OH－)不变  B．pH减小C．c(OH－)减小  D．水电离出的c(H＋)增大【例题19】常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为(　　)①1 mol·L－1 的盐酸　②0.1 mol·L－1的盐酸 ③0.01 mol·L－1的NaOH溶液A．1∶10∶100  B．0∶1∶12C．14∶13∶12  D．14∶13∶2【例题20】室温下由水电离出的H＋的浓度是1×10－12mol·L－1，则该溶液(　　)A．一定是酸性溶液   B．一定是碱性溶液C．可能是中性溶液   D．可能是酸性溶液也可能是碱性溶液【例题21】(1)t ℃时，水的Kw＝1×10－13，则该温度________(填“>”“<”或“＝”)25 ℃，其理由是_________________________________________________________________。(2)在(1)中所述温度下，c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1的溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)；若该溶液中只存在NaOH溶质，则由水电离出的c(OH－)＝________mol·L－1。(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”，下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体，水的电离平衡________移动。(4)25 ℃时，pH＝4的盐酸中水的电离程度________(填“大于”“小于”或“等于”)pH＝10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。
A A【3】：(1)×　(2)×　(3)×　　(4)√　(5)√  (6)×　(7)× (8)×　(9)√　(10)×　 (11)√　(12)×   (13)×　14)×【4】C【5】B【6】　C【7】D【8】(1)×　(2)√　(3)×  (4)×　　(5)×　(6)×　　(7)√　(8)√  　(9)×　(10)×　　【9】A【11】C　【12】B　【13】(1)变小　(2)变大　(3)变小　(4)不变 【14】　c(H＋)≈＝ mol·L－1≈1.32×10－3mol·L－1 【15】B【17】A【18】D【19】A【20】D【21】(1)>　升温促进水的电离，Kw增大　(2)碱性　1×10－7　(3)向右　向右　(4)等于