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人教A版高二化学上册选择性必修一试卷讲义第07讲 电离平衡 -【暑假衔接】新高二化学暑假精品课(人教版)(学生版)
展开1.证据推理与模型认知:通过分析、推理等方法认识强弱电解质的本质特征及电离平衡常数的意义,建立判断强弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型。
2.变化观念与平衡思想:知道弱电解质在水溶液中存在电离平衡,能正确书写弱电解质的电离方程式,会分析电离平衡的移动。
一、强电解质和弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质:在水溶液中和熔融状态下均以分子形式存在,因而不能导电的化合物。
2.强电解质和弱电解质的比较
二、弱电解质的电离平衡
1.电离平衡状态
(1)概念:在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离过程就达到了电离平衡状态。
(2)建立过程
(3)电离平衡的特征
2.电离方程式的书写
(1)强电解质
完全电离,在写电离方程式时,用“===”。
(2)弱电解质
部分电离,在写电离方程式时,用“”。
①一元弱酸、弱碱一步电离。
如CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+,
NH3·H2O:NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-。
②多元弱酸分步电离,必须分步写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如H2CO3:H2CO3H++HCOeq \\al(-,3)(主),HCOeq \\al(-,3)H++COeq \\al(2-,3)(次)。
③多元弱碱分步电离 (较复杂),在中学阶段要求一步写出。
如Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
3.电离平衡的影响因素
(1)温度:弱电解质的电离一般是吸热过程,升高温度使电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大。
(2)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,离子相互碰撞结合为分子的几率越小,电离程度越大。
(3)同离子效应: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,电离程度减小。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时,电离平衡向电离方向移动。
4.电解质溶液的导电性
(1)电解质导电的条件
电解质的导电条件是在水溶液中或高温熔融状态,共价化合物只能在水溶液中导电,离子化合物在熔融状态和溶液中均可导电。
(2)导电性强弱eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(离子浓度\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(溶液浓度,电离程度)),离子所带电荷))
三、电离平衡常数
1.概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K表示。
2.电离平衡常数的表示方法
ABA++B- K=eq \f(c(A+)·c(B-),c(AB))
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数。
例如:CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))
NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-
Kb=eq \f(c(NH\\al(+,4))·c(OH-),c(NH3·H2O))
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数。
多元弱酸的电离是分步进行的,每步各有电离平衡常数,通常用K1、K2等来分别表示。例如,
H2CO3H++HCOeq \\al(-,3) Ka1=eq \f(c(HCO\\al(-,3))·c(H+),c(H2CO3));
HCOeq \\al(-,3)H++COeq \\al(2-,3) Ka2=eq \f(c(H+)·c(CO\\al(2-,3)),c(HCO\\al(-,3)))。
多元弱酸各步电离常数的大小比较为Ka1≫Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。由于多元弱碱为难溶碱,所以一般不用电离平衡常数,而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度越大,酸(或碱)性越强。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由物质的本性所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与温度有关,由于电离为吸热过程,所以电离平衡常数随温度升高而增大。
5.电离常数的计算——三段式法
例:25 ℃ a ml·L-1的CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
起始浓度/ml·L-1 a 0 0
变化浓度/ml·L-1 x x x
平衡浓度/ml·L-1 a-x x x
则Ka=eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))=eq \f(x2,a-x)≈eq \f(x2,a)
注意 由于弱电解质的电离程度比较小,平衡时弱电解质的浓度(a-x) ml·L-1一般近似为
a ml·L-1。
6.电离常数的四大应用
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,酸性(或碱性)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计算弱酸、弱碱溶液中的c(H+)、c(OH-)。稀溶液中、弱酸溶液中,c(H+)=eq \r(c·Ka),弱碱溶液中c(OH-)=eq \r(c·Kb)。
(5)电离度和电离常数的关系α≈eq \r(\f(K,c))或K≈cα2。
四、强酸与弱酸的比较
1.一元强酸和一元弱酸的比较
(1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
(2)相同体积、相同c(H+)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
2.判断HA为一元弱酸的两种常用方法
(1)常温下,测量NaA溶液的pH,若pH>7,则证明HA为一元弱酸。
(2)配制0.01 ml·L-1的HA的溶液,测量溶液的pH,若pH>2,则证明HA为一元弱酸。
考点一 强电解质与弱电解质判断
例1.下列有关电解质、强电解质、弱电解质的分类正确的是
考点二 电离方程式书写正误判断
例2.下列电离方程式中正确的是
A.Fe(OH)3Fe3++3OH﹣B.H2CO3H++CO
C.NaHCO3Na++H++COD.Na2SO3SO+2Na+
考点三 电解质溶液的导电性及变化
例3.在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示。下列说法错误的是
A.加水前导电能力约为零的原因是冰醋酸中几乎没有自由移动的离子
B.a、b、c三点对应的溶液中,CH3COOH电离程度最大的是c
C.a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由小到大的顺序是c<a<b
D.在b点加入浓硫酸,可使溶液中c(CH3COO-)增大、c(H+)增大
考点四 弱电解质的电离平衡及其影响因素
例4.某浓度的HF溶液中存在平衡:HF ⇌ H++F-,若要增大F-的浓度,同时减小H+的浓度,可以采取的方法是
A.加入少量NaOH固体B.增大HF浓度
C.加入少量的浓盐酸D.加水稀释
考点五 电离常数的应用
例5.室温下,部分酸的电离平衡常数如下表:
下列离子方程式正确的是
A.草酸滴入足量溶液中:
B.少量通入溶液中:
C.少量甲酸滴入溶液中:
D.草酸与甲酸钠溶液混合:
考点六 强酸、弱酸的比较
例6.常温下,下列事实不能说明某一元酸HX是弱酸的是
A.0.1ml•L-1HX溶液的pH=3
B.NaX溶液的pH>7
C.0.1ml•L-1HX溶液比0.1ml•L-1盐酸导电能力弱
D.0.1ml•L-1HX溶液与0.1ml•L-1NaOH溶液恰好中和
1.下列各组物质中,都是强电解质的是
A.、、B.、、
C.、、D.、、
2.设为阿伏加德罗常数值。关于常温下的溶液,下列说法正确的是
A.溶液中的数目为
B.加水稀释使电离度增大,溶液减小
C.
D.加入固体,溶液酸性减弱
3.下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A.B.
C.D.
4.常温下,下列实验一定能证明HA为弱电解质的是
A.0.1ml/LNaA溶液的pH>7
B.0.1ml/LHA溶液中滴入石蕊试液呈红色
C.蛋壳浸泡在0.1ml/LHA溶液中有气体放出
D.HA溶液的导电性很弱
5.下列关于电离常数的说法正确的是
A.Ka大的酸溶液中c(H+)一定比Ka小的酸溶液中的c(H+)大
B.CH3COOH的电离常数表达式为Ka=
C.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
6.下列对氨水中存在的电离平衡NH3·H2O⇌+OH-叙述正确的是
A.加水稀释后,溶液中c(OH-)减小
B.加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大
C.加入少量浓氢氧化钠溶液,电离平衡正向移动
D.加入少量氯化铵固体,溶液中c()减小
7.根据相应的图像,下列相关说法正确的是
A.图甲:醋酸溶液加水稀释,醋酸的电离程度:p点大于q点
B.图乙:等体积、等pH的盐酸和氢氟酸溶液加水稀释,由水电离出的浓度:a点C.图丙:,、、对应的平衡常数K的大小:
D.图丁:的,
8.在0.1ml/L的氨水溶液中存在如下电离平衡:,下列措施能使NH3∙H2O的电离平衡正向移动的是
A.加NaOH固体B.加NH4Cl固体C.通入HCl气体D.降温
9.在氨水溶液中存在电离平衡,要使电离平衡左移且增大,应采取的措施是
A.通入HCl气体B.加入NaOH(s)
C.加蒸馏水D.降低温度
10.一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液导电能力的实验结果如图所示,下列说法错误的是
A.冰醋酸导电能力约为零
B.a、b、c三点溶液中,溶液的pH:c>a>b
C.a、b、c三点溶液中,电离程度最大的是b点
D.a、b、c三点溶液用1 ml·LNaOH溶液中和,恰好完全中和时消耗NaOH溶液体积相等
11.下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是
A.常温下,测得0.1ml⋅L醋酸溶液的pH约为3
B.常温下,测得0.1ml⋅L醋酸钠溶液的pH约为8
C.常温下,的醋酸溶液和的溶液等体积混合,溶液呈酸性
D.相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应,产生的起始速率相等
12.下列电离方程式正确的是
A.醋酸钠的电离:CH3COONaCH3COO-+ Na+
B.碳酸氢钠的电离:NaHCO3=Na++H++
C.Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3Fe3++3OH-
D.H2S的电离:H2S2H++S2-
13.稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2O⇌+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,应加入的适量物质或操作是
A.NH4Cl固体B.硫酸C.NaOH固体D.加热
14.下列有关物质分类正确的是
15.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II代表CH3COOH溶液
B.溶液中水的电离程度:d点>c点
C.从c点到d点,溶液中逐渐增大(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
16.常温下,、(甲酸)的电离常数分别为、,关于溶液、溶液的说法正确的是
A.:
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,开始时产生氢气的速率:
C.与发生反应的离子方程式:
D.将溶液稀释100倍过程中,保持不变
17.某温度下,将pH和体积均相同的HCl和溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.稀释前溶液的浓度:
B.溶液中水的电离程度:b点
D.在d点和e点均存在:(酸根阴离子)
18.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表所示,则下列有关说法正确的是
A.等物质的量浓度的各溶液pH关系为:
B.醋酸溶液加水稀释,其电离程度先增大后减小
C.NaCN中通入少量发生的化学反应为:
D.的电离常数表达式:
19.弱酸HA的电离常数。25℃时,几种弱酸的电离常数如下:
(1)根据上表数据填空:
①物质的量浓度相同的四种酸,其pH由大到小的顺序是___________。
②分别向等体积、相同pH的HCl溶液和CH3COOH溶液中加入足量的Zn粉,反应刚开始时产生H2的速率:v(HCl)___________v(CH3COOH)(填“=”、“>”或“<”下同),反应完全后,所得氢气的质量:___________。
③将0.2ml/LHCN溶液与0.1ml/L Na2CO3溶液等体积混合,发生反应的离子方程式为_______。
(2)体积均为10mL、pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程中溶液pH变化如图所示。稀释后,HX溶液中水电离的c(H+)比醋酸溶液中水电离的c(H+)___________;电离常数___________(填“>”、“=”或“<”),理由是_________。
20.在一定温度下,将冰醋酸加水稀释,溶液的导电能力随加水量变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1)“0”点冰醋酸几乎不能导电的原因是___________。
(2)a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由小到大的顺序为___________。
(3)a、b、c三点对应的溶液中,c(CH3COOH)的电离程度最大的是___________。
(4)若使c点对应的溶液中c(CH3COO-)增大,下列措施,不可行的是___________(填字母,下同)。
A.加热B.加KOH固体C.加水D.加CH3COONa固体
(5)在稀释过程中,随着醋酸浓度的降低,下列各量增大的是___________。
A.c(H+)B.n(H+)C.c(CH3COOH)D.
(6)为证明醋酸为弱酸,请设计一个合理的实验:___________。
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能全部电离的电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
电解质在溶液中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有电解质分子
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①多数盐(包括难溶性盐);
②强酸,如HCl、H2SO4等;
③强碱,如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸,如CH3COOH、HClO等;
②弱碱,如NH3·H2O等;
③水
比较项
目酸
c(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
比较项目
酸
c(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
相同
相同
小
少
相同
一元弱酸
大
多
选项
A
B
C
D
电解质
Cu
CO2
NaCl
NaOH
强电解质
HCl
Ba(OH)2
HClO4
BaSO4
弱电解质
CH3COOH
H2O
Cu(OH)2
氨水
酸
(甲酸)
(草酸)
电离平衡常数
A
B
C
D
电解质
Cu
HClO
NaCl
NaOH
强电解质
HCl
Na2O
BaSO4
弱电解质
SO2
氨水
非电解质
CO
蔗糖
NH3
酒精
弱酸化学式
HCN
电离平衡常数
弱酸化学式
HCN
电离常数
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