(新高考)高考化学一轮复习讲义第8章第46讲弱电解质的电离平衡(含解析)

这是一份(新高考)高考化学一轮复习讲义第8章第46讲弱电解质的电离平衡(含解析)，共14页。试卷主要包含了特点，02×1022，6×10－3，Ka2＝6，4×10－10、Ka＝1，1×10－8等内容，欢迎下载使用。
复习目标 1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡。2.理解电离平衡常数，掌握电离平衡常数的相关计算。3.理解电离平衡常数的相关应用。
考点一 弱电解质的电离平衡及影响因素
1．弱电解质的电离平衡概念
(1)电离平衡的建立
在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质分子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
①开始时，v(电离)最大，而v(结合)为0。
②平衡的建立过程中，v(电离)＞v(结合)。
③当v(电离)＝v(结合)时，电离过程达到平衡状态。
2．影响电离平衡的因素
以0.1 ml·L－1 CH3COOH溶液为例，填写外界条件对CH3COOH(aq)CH3COO－(aq)＋H＋(aq) ΔH＞0的影响。
1．弱电解质溶液中至少存在两种共价化合物分子( )
2．氨气溶于水，当NH3·H2O电离出的c(OH－)＝c(NHeq \\al(＋,4))时，表明NH3·H2O电离处于平衡状态( )
3．电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小，离子浓度一定增大( )
4．25 ℃时，0.1 ml·L－1 CH3COOH加水稀释，各离子浓度均减小( )
5．电离平衡向右移动，弱电解质的电离度一定增大( )
6．电离平衡向右移动，电解质分子的浓度一定减小( )
答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×
电离平衡移动结果的分析
1．分别画出冰醋酸加水稀释过程中溶液的电导率和pH随加水体积变化的曲线。
答案
2．常温下，①100 mL 0.01 ml·L－1的CH3COOH溶液，②10 mL 0.1 ml·L－1的CH3COOH溶液。用“＞”“＝”或“＜”填写下列问题。
(1)c(CH3COO－)：①________②。
(2)电离程度：①________②。
(3)在上述两种溶液中加入足量锌片。开始时的反应速率：①________②，反应结束生成相同状况下H2的体积：①________②。
(4)与同浓度的NaOH溶液完全反应消耗NaOH溶液的体积：①________②。
答案 (1)＜ (2)＞ (3)＜ ＝ (4)＝
3．H2S水溶液中存在电离平衡：H2SH＋＋HS－和HS－H＋＋S2－。若向H2S溶液中 ( )
A．加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大
B．通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液pH增大
C．滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH减小
D．加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化)，溶液中所有离子浓度都减小
答案 C
解析 加水促进电离，但氢离子浓度减小，A项错误；通入过量SO2气体发生反应：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，当SO2过量时溶液显酸性，而且酸性比H2S强，pH减小，B项错误；滴加新制氯水，发生反应：Cl2＋H2S===2HCl＋S↓，平衡向左移动，溶液pH减小，C项正确；加入少量硫酸铜固体，发生反应：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋，H＋浓度增大，D项错误。
考点二 电离平衡常数及应用
1．概念
在一定条件下，弱电解质达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度(幂次方)的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K(弱酸用Ka，弱碱用Kb)表示。
2．表达式
3.特点
(1)电离平衡常数与温度有关，与浓度无关，升高温度，K增大。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱，K越大，表示弱电解质越易电离，酸性或碱性越强。
(3)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……，故其酸性取决于第一步的电离。
4．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质分子总数的百分比。
(2)表示方法
α＝eq \f(已电离的弱电解质分子数,溶液中原有弱电解质的分子总数)×100%，也可表示为α＝eq \f(弱电解质的某离子浓度,弱电解质的初始浓度)×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(α)越小。
②相同浓度下，同一弱电解质，温度越高，其电离度(α)越大。
1．弱电解质的电离平衡右移，电离常数一定增大( )
2．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( )
3．某一弱电解质，电离度越大，电离常数就越大( )
4．相同温度下，向1 ml·L－1的醋酸溶液中加入少量冰醋酸，其电离度变小( )
5．稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
一、利用电离常数判断弱电解质的相对强弱
1．部分弱酸的电离平衡常数如下表：
按要求回答下列问题：
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为___________________________。
(2)相同浓度的HCOO－、HS－、S2－、HCOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为______________________________________________________________________________。
(3)运用上述电离常数及物质的特性判断下列化学方程式不正确的是________(填序号)。
①次氯酸与NaHCO3溶液的反应：HClO＋HCOeq \\al(－,3)===ClO－＋H2O＋CO2↑
②少量CO2通入NaClO溶液中：CO2＋H2O＋2ClO－===COeq \\al(2－,3)＋2HClO
③少量CO2通入NaClO溶液中：CO2＋H2O＋ClO－===HCOeq \\al(－,3)＋HClO
④硫化氢通入NaClO溶液中：H2S＋ClO－===HS－＋HClO
⑤碳酸钠滴入足量甲酸溶液中：2HCOOH＋COeq \\al(2－,3)===2HCOO－＋CO2↑＋H2O
答案 (1)HCOOH＞H2CO3＞H2S＞HClO
(2)S2－＞COeq \\al(2－,3)＞ClO－＞HS－＞HCOeq \\al(－,3)＞HCOO－
(3)①②④
二、判断微粒浓度比值的大小
2．下列关于电解质的说法正确的是______________(填字母)。
A．向0.1 ml·L－1 CH3COOH溶液中加入少量水，溶液中eq \f(cH＋,cCH3COOH)减小
B．室温下向10 mL 0.1 ml·L－1的氨水中加水稀释后，溶液中eq \f(cOH－·cNH\\al(＋,4),cNH3·H2O)不变
C．等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合：eq \f(cHCO\\al(－,3),cH2CO3)＜eq \f(cCO\\al(2－,3),cHCO\\al(－,3))
D．将浓度为0.1 ml·L－1 HF溶液加水不断稀释过程中，电离平衡常数Ka(HF)保持不变，eq \f(cF－,cH＋)始终增大
答案 B
解析 B项，NH3·H2O的电离常数Kb＝eq \f(cOH－·cNH\\al(＋,4),cNH3·H2O)，温度不变，Kb不变，正确；C项，等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合，根据电离常数有Ka1＝eq \f(cH＋·cHCO\\al(－,3),cH2CO3)、Ka2＝eq \f(cH＋·cCO\\al(2－,3),cHCO\\al(－,3))，同一溶液中c(H＋)相等，则c(H＋)＝Ka1·eq \f(cH2CO3,cHCO\\al(－,3))＝Ka2·eq \f(cHCO\\al(－,3),cCO\\al(2－,3))，而Ka1＞Ka2，则eq \f(cHCO\\al(－,3),cH2CO3)＞eq \f(cCO\\al(2－,3),cHCO\\al(－,3))，错误；D项，0.1 ml·L－1的HF加水稀释，c(F－)趋近于0，而c(H＋)趋于不变(10－7 ml·L－1)，故eq \f(cF－,cH＋)变小，错误。
3．常温下，将0.1 ml·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)eq \f(cCH3COOH,cH＋)________；
(2)eq \f(cCH3COO－,cCH3COOH)________；
(3)eq \f(cCH3COO－,cH＋)________；
(4)eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)________；
(5)eq \f(cCH3COO－,cCH3COOH·cOH－)________。
答案 (1)变小 (2)变大 (3)变小 (4)不变
(5)不变
解析 (1)将该式变为eq \f(cCH3COOH·cCH3COO－,cH＋·cCH3COO－)＝eq \f(cCH3COO－,Ka)或稀释时醋酸的电离平衡正向移动，n(CH3COOH)减小，n(H＋)增大因而其比值变小。
(2)将该式变为eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH·cH＋)＝eq \f(Ka,cH＋)或稀释时醋酸的电离平衡正向移动，n(CH3COOH)减小，n(CH3COO－)增大因而其比值变大。
(5)将该式变为eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH·cOH－·cH＋)＝eq \f(Ka,Kw)，故比值不变。
判断溶液中微粒浓度比值的三种方法
(1)将浓度之比转化为物质的量之比进行比较，这样分析起来可以忽略溶液体积的变化，只需分析微粒数目的变化即可。
(2)“假设法”，如上述问题(3)，假设无限稀释，c(CH3COO－)趋近于0，c(H＋)趋于10－7ml·L－1，故比值变小。
(3)“凑常数”，解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的浓度，转化为一个常数与某种粒子浓度的乘积或相除的关系。
三、根据电离度求电离常数
4．已知25 ℃时，某浓度为c的一元弱酸HA的电离度为α，求该温度下的HA的电离常数(Ka)。
答案 HA  H＋ ＋ A－
起始 c 0 0
转化 c·α c·α c·α
平衡 c·(1－α) c·α c·α
Ka＝eq \f(c·α2,c·1－α)＝eq \f(c·α2,1－α)，α很小，可认为1－α≈1，则Ka＝c·α2。
1．(2020·北京，11)室温下，对于1 L 0.1 ml·L－1醋酸溶液。下列判断正确的是( )
A．该溶液中CH3COO－的粒子数为6.02×1022
B．加入少量CH3COONa固体后，溶液的pH降低
C．滴加NaOH溶液过程中，n(CH3COO－)与n(CH3COOH)之和始终为0.1 ml
D．与Na2CO3溶液反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑
答案 C
解析 醋酸属于弱电解质，则CH3COO－的粒子数小于6.02×1022，A错误；加入少量CH3COONa固体，抑制醋酸的电离，溶液的pH升高，故B错误；根据元素质量守恒，
n(CH3COO－)＋n(CH3COOH)＝0.1 ml，故C正确；醋酸的酸性强于碳酸，则根据强酸制取弱酸，醋酸与Na2CO3溶液反应生成醋酸钠、二氧化碳和水，醋酸是弱电解质，离子反应中不能拆写，故D错误。
2．(2021·河北1月选考模拟，14)H3PO4的电离是分步进行的，常温下Ka1＝7.6×10－3，Ka2＝6.3×10－8，Ka3＝4.4×10－13。下列说法正确的是( )
A．浓度均为0.1 ml·L－1的NaOH溶液和H3PO4溶液按照体积比2∶1混合，混合液的pHc(HPOeq \\al(2－,4))
答案 C
解析 NaOH和H3PO4按物质的量之比2∶1混合，恰好反应产生Na2HPO4，在HPOeq \\al(2－,4)溶液中，存在HPOeq \\al(2－,4)的电离平衡和水解平衡，电离平衡常数Ka3＝4.4×10－13，水解平衡常数Kh2＝eq \f(Kw,Ka2)＝eq \f(10－14,6.3×10－8)≈1.59×10－7，Kh2＞Ka3，水解程度大于电离程度，因此溶液显碱性，pH＞7，A错误；在Na2HPO4溶液中，根据质子守恒可得c(H＋)＋c(H2POeq \\al(－,4))＋2c(H3PO4)＝c(POeq \\al(3－,4))＋c(OH－)，B错误；设电离出的c(H2POeq \\al(－,4))＝x，Ka1＝eq \f(cH＋·cH2PO\\al(－,4),cH3PO4)＝eq \f(0.1×x,0.1－x)＝7.6×10－3，x≈
0.007 1 ml·L－1，溶液中大约电离的H3PO4有eq \f(0.007 1 ml·L－1,0.1 ml·L－1)×100%＝7.1%，C正确；当溶液的pH＝11时，c(H＋)＝10－11 ml·L－1，Ka3＝eq \f(cH＋·cPO\\al(3－,4),cHPO\\al(2－,4))＝eq \f(10－11×cPO\\al(3－,4),cHPO\\al(2－,4))＝4.4×10－13，则 eq \f(cPO\\al(3－,4),cHPO\\al(2－,4))＝4.4×10－2，则c(POeq \\al(3－,4))＜c(HPOeq \\al(2－,4))，D错误。
3．(2020·海南，12)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－lg Ka ≈4.7
B．NaA的水解平衡常数Kh＝eq \f(1,Ka)
C．当该溶液的pH＝7.0时，c(HA)c(K＋)>c(OH－)
答案 C
解析 滴定至终点时发生反应：2NaOH＋2KHA===K2A＋Na2A＋2H2O。溶液导电能力与溶液中离子浓度和种类有关，离子浓度越大、所带电荷越多，其导电能力越强，A项正确；图像中纵轴表示“相对导电能力”，随着NaOH溶液的滴加，溶液中c(K＋)、c(HA－)逐渐减小，而Na＋、A2－的物质的量逐渐增大，由题图可知，溶液的相对导电能力逐渐增强，说明Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的，B项正确；本实验默认在常温下进行，滴定终点时，溶液中的溶质为邻苯二甲酸钠和邻苯二甲酸钾，由于邻苯二甲酸是弱酸，所以溶液呈碱性，pH>7，C项错误；滴定终点时，c(K＋)＝c(Na＋)，a点到b点加入NaOH溶液的体积大于b点到c点的，故c点时c(K＋)>c(OH－)，所以c(Na＋)>c(K＋)>c(OH－)，D项正确。
课时精练
1．一定温度下，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