2021版新高考化学（人教版）一轮复习教师用书：第1部分第8章第1节弱电解质的电离平衡


第一节　弱电解质的电离平衡
考纲定位
要点网络
1．理解弱电解质在水中的电离平衡。
2．能利用电离平衡常数(Ka、Kb、Kh)进行相关计算。



弱电解质的电离平衡

1．弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的概念
一定条件(如温度、浓度)下，弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程达到平衡状态。
(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
(1)内因：弱电解质本身的性质——决定因素。
(2)外因
①温度：温度升高，电离平衡正向移动，电离程度增大。
②浓度：稀释溶液，电离平衡正向移动，电离程度增大。
③同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡逆向移动，电离程度减小。
④加入能反应的物质：电离平衡正向移动，电离程度增大。
(3)实例分析
实例
(稀溶液)
CH3COOHH＋＋CH3COO－　ΔH>0
改变条件
平衡移
动方向
c(H＋)
c(OH－)
导电
能力
电离
程度
①加水稀释
向右




②加
CH3COONa(s)
向左




③加入少量
冰醋酸
向右




④加NaOH(s)
向右




[答案]　①减小　增大　减弱　增大
②减小　增大　增强　减小
③增大　减小　增强　减小
④减小　增大　增强　增大

(1)强电解质稀溶液中不存在溶质分子，弱电解质稀溶液中存在溶质分子。
(　　)
(2)氨气溶于水，当NH3·H2O电离出的c(OH－)＝c(NH)时，表明NH3·H2O电离处于平衡状态。(　　)
(3)向0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中加入冰醋酸或水，CH3COOH电离平衡均右移，均使CH3COOH的电离程度增大。(　　)
(4)室温下，由0.1 mol·L－1一元碱BOH的pH＝10，可知溶液中存在BOH===
B＋＋OH－。(　　)
(5)0.1 mol·L－1的氨水加水稀释n(OH－)、c(OH－)均减小。(　　)
(6)25 ℃时，0.1 mol·L－1 CH3COOH加水稀释，各离子浓度均减小。(　　)
[答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×

命题点1　外界条件对电离平衡影响的分析
1．(2019·武汉调研)稀氨水中存在着下列平衡：
NH3·H2ONH＋OH－，若要使平衡向左移动，同时使
c(OH－)增大，应加入的物质或采取的措施是 (　　)
①NH4Cl固体　②硫酸　③NaOH固体 　④水　⑤加热　⑥加入少量MgSO4固体
A．①②③⑤　　　　　　 B．③⑥
C．③ D．③⑤
[答案]　C
2．已知人体体液中存在如下平衡：CO2＋H2OH2CO3 H＋＋HCO，以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是 (　　)
A．当强酸性物质进入体液后，上述平衡向左移动，以维持体液pH的相对稳定
B．当强碱性物质进入体液后，上述平衡向右移动，以维持体液pH的相对稳定
C．若静脉滴注大量生理盐水，则体液的pH减小
D．进行呼吸活动时，如果CO2进入血液，会使体液的pH减小
C　[若静脉滴注大量生理盐水，则血液被稀释，平衡虽然正向移动，但根据勒夏特列原理，c(H＋)减小，体液的pH增大。]

外界条件对电离平衡影响的四个不一定
(1)稀醋酸加水稀释时，溶液中不一定所有的离子浓度都减小。因为温度不变，Kw＝c(H＋)·c(OH－)是定值，稀醋酸加水稀释时，溶液中的c(H＋)减小，故c(OH－)增大。
(2)电离平衡右移，电解质分子的浓度不一定减小，如对于CH3COOHCH3COO－＋H＋，平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能消除这种改变，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大。
(3)电离平衡右移，离子的浓度不一定增大，如在CH3COOH溶液中加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c(CH3COOH)、c(H＋)都比原平衡时要小。
(4)电离平衡右移，电离程度也不一定增大，如增大弱电解质的浓度，电离平衡向右移动，弱电解质的电离程度减小。
命题点2　溶液加水稀释粒子浓度或导电性的分析
3．一定温度下，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：cb；B项，加水体积越大，越利于CH3COOH电离，故电离程度：c>b>a；C项，用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，相当于稀释a点溶液，
c(H＋)增大，pH偏小。]
4．将0.1 mol·L－1的NH3·H2O溶液加水稀释，下列说法正确的是 (　　)
A．的值减小
B．OH－的物质的量减小
C．的值减小
D．NH的浓度减小
[答案]　D
5．常温下将浓度为0.1 mol·L－1 HF溶液加水稀释，下列各量如何变化？(填“变大”“变小”或“不变”)
(1)c(H＋)________、c(OH－)________、c(F－)________、c(HF)________。
(2)_________、__________、__________。
(3)______、______。
[答案]　(1)变小　变大　变小　变小　(2)变大　变大　变大　(3)不变　不变

加水稀释粒子浓度比值变化分析模型
(1)同一溶液、浓度比等于物质的量比。如HF溶液：＝。(由浓度比较变成物质的量比较)
(2)将浓度比换算成含有某一常数的式子，然后分析。如HF溶液：＝＝。(由两变量转变为一变量)
强、弱电解质的判断与比较

命题点1　强、弱电解质的判断
1．下列事实一定能说明HNO2为弱电解质的是(　　)
①常温下，NaNO2溶液的pH>7
②用HNO2溶液做导电实验灯泡很暗
③HNO2不能与NaCl反应
④常温下0.1 mol·L－1的HNO2溶液pH＝2
⑤1 L pH＝1的HNO2溶液加水稀释至100 L后溶液的pH＝2.2
⑥1 L pH＝1的HNO2和1 L pH＝1的盐酸与足量的NaOH溶液完全反应，最终HNO2消耗的NaOH溶液多
⑦HNO2溶液中加入一定量NaNO2晶体，溶液中c(OH－)增大
⑧HNO2溶液中加水稀释，溶液中c(OH－)增大
A．①②③⑦　　　　　　　 B．①③④⑤
C．①④⑤⑥⑦ D．②④⑥⑧
C　[②如果盐酸(强酸)的浓度很小灯泡也很暗；④如果是强酸，pH＝1；⑤如果是强酸，加水稀释至100 L后溶液的pH＝3，实际pH＝2.2，这说明HNO2溶液中存在HNO2H＋＋NO，是弱酸；⑥依据HNO2＋NaOH===NaNO2＋H2O、HCl＋NaOH ===NaCl＋H2O可知，c(HNO2)大于c(HCl)，而溶液中c(H＋)相同，所以HNO2没有全部电离；⑦加入NaNO2，溶液中c(OH－)增大，说明电离平衡移动；⑧不论是强酸还是弱酸，加水稀释，溶液中c(H＋)均减小，而c(OH－)增大。]
2．(2017·浙江高考)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－1 NH3·H2O的pH小于13
B．0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液的pH小于7
C．相同条件下，浓度均为0.1 mol·L－1 NaOH溶液和氨水，氨水的导电能力弱
D．0.1 mol·L－1 NH3·H2O能使无色酚酞试液变红色
D　[溶液使酚酞试液变红，只说明溶液呈碱性，不能说明NH3·H2O为弱碱，D错误。]

弱电解质判断的四角度
角度一：根据弱酸的定义判断，弱酸在水溶液中不能完全电离，如测0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液的pH>1。
角度二：根据弱酸在水溶液中存在电离平衡判断，条件改变，平衡发生移动，如pH＝1的CH3COOH加水稀释100倍后，1v3
D　[HCl、H2SO4是强电解质，完全电离，CH3COOH是弱电解质，部分电离，由三种酸溶液中的浓度知，它们的大小关系为a2＝2a1，a1大于a3，A项错误；等浓度等体积的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液分别与过量NaOH溶液反应生成盐的物质的量的大小关系为b1＝b2＝b3，B项错误；分别用三种酸溶液中和一定量的NaOH溶液生成正盐，若需要酸溶液的体积分别为V1、V2、V3，则其大小关系为V1＝V3＝2V2，C项错误；硫酸中c(H＋)为0.2 mol·L－1，盐酸中c(H＋)为0.1 mol·L－1，醋酸中c(H＋)小于0.1 mol·L－1，分别与Zn反应，开始时生成H2的速率的大小关系为v2>v1>v3，D项正确。]
4．现有pH＝2的醋酸甲和pH＝2的盐酸乙：
(1)相同条件下，取等体积的甲、乙两溶液，各稀释100倍。稀释后的溶液，其pH大小关系为pH(甲)________pH(乙)(填“大于” “小于”或“等于”)。若将甲、乙两溶液等体积混合，溶液的pH＝________。
(2)各取25 mL的甲、乙两溶液，分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH＝7，则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)________V(乙)(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)各取25 mL的甲、乙溶液，分别与足量Fe反应，生成H2的质量m(甲)________m(乙)(填“>”“＝”或“c(乙)，与足量Fe反应生成的H2，m(甲)>m(乙)。生成等量的H2，所用时间t(甲)　
0.01 mol·L－1,1 L溶液中n(HCl)＝0.01 mol，n(CH3COOH)>0.01 mol。A项，相同时间内pH变化较大的应为HCl，错误；B项，产生H2的速率大的应为CH3COOH，错误；D项，相同时间内c(H＋)变化较大的为HCl，错误。]
6．(2019·中山模拟)常温下，浓度均为1.0 mol·L－1的HX溶液、HY溶液、HY和 NaY的混合溶液，分别加水稀释，稀释后溶液的pH随浓度的变化如图所示，下列叙述正确的是 (　　)

A．HX是强酸，溶液每稀释10倍，pH始终增大1
B．常温下HY的电离常数为1.0×10－4
C．溶液中水的电离程度：a点大于b点
D．c点溶液中：c(Na＋)>c(Y－)>c(HY)>c(H＋)>c(OH－)
B　[根据图像可知1 mol·L－1 HX溶液的pH＝0，说明HX全部电离为强电解质，当无限稀释时pH接近7，A错误；根据图像可知1 mol·L－1 HY溶液的pH＝2，溶液中氢离子浓度是0.01 mol·L－1，所以该温度下HY的电离常数为＝＝1.0×10－4，B正确；酸或碱抑制水电离，酸中氢离子浓度越小其抑制水电离程度越小，根据图知，b溶液中氢离子浓度小于a，则水电离程度a＜b，C错误；c点溶液中显酸性，说明HY的电离程度大于NaY的水解程度，则溶液中：c(Y－)>c(Na＋)>c(HY)>c(H＋)>c(OH－)，D错误。]
7．常温下，pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液，分别加水稀释至体积为V，溶液pH随lg 的变化关系如图所示，下列叙述错误的是 (　　)

A．常温下：Ka(HB)>Ka(HC)
B．HC的电离度：a点Ka(HC)，A正确；由a点→b点为加水稀释HC溶液的过程，HC H＋＋C－电离平衡向右移动，故电离度a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
n(Na＋)相同
[答案]　C
3．下表是几种常见弱酸的电离常数(25 ℃)
弱酸
电离方程式
电离常数K
CH3COOH
CH3COOH
CH3COO－＋H＋
1.75×10－5
H2CO3
H2CO3H＋＋HCO
HCO H＋＋CO
K1＝4.4×10－7
K2＝4.7×10－11
H2S
H2SH＋＋HS－
HS－H＋＋S2－
K1＝9.1×10－8
K2＝1.1×10－15
(1)25 ℃时，CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS－的电离程度(即酸性)由强到弱的顺序为____________________________。
(2)将CH3COOH溶液加入少量Na2CO3溶液中，反应的离子方程式为__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)将少量CO2通入足量的Na2S溶液中，反应的离子方程式为____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)将H2S通入Na2CO3溶液中，反应的离子方程式为___________________
__________________________________________________________________。
[解析]　根据电离常数越大，电离程度越大，相应的粒子酸性越强，可知酸性为CH3COOH>H2CO3>H2S>HCO>HS－。根据“强酸制弱酸”原理，可以写出有关离子方程式。
[答案]　(1)CH3COOH>H2CO3>H2S>HCO>HS－
(2)2CH3COOH＋CO===2CH3COO－＋CO2↑＋H2O
(3)CO2＋2S2－＋H2O===2HS－＋CO
(4)H2S＋CO===HS－＋HCO

电离常数(K)的三大应用
(1)判断弱电解质的强弱，K越大，性质越强。
(2)判断盐溶液中酸碱性强弱，K越大，对应的盐水解程度越小，呈现的酸、碱性越弱。
(3)书写复分解反应方程式，K较大的酸或碱能制K较小的酸或碱。
命题点2　电离度、电离常数的有关计算
4．25 ℃，0.01 mol·L－1的HA酸液的电离常数为1×10－8，则溶液的c(H＋)约为________，电离度为________。
[解析]　≈＝1×10－8，c(H＋)＝1×10－5
mol·L－1，α＝×100%＝0.1%。
[答案]　1×10－5 mol·L－1　0.1%
5．(1)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。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 mol·L－1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO＋H＋的电离常数K1＝________(已知：10－5.60＝2.5×10－6)。
(2)(2019·衡水中学期中)25 ℃时，用0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液，当滴加V mL CH3COOH溶液时，混合溶液的pH＝7。已知CH3COOH的电离常数为Ka，忽略混合时溶液体积的变化，则Ka为________(用含V的式子表示)。
(3)25 ℃时，向含a mol NH4NO3的溶液中滴加b L氨水呈中性，则所滴加氨水的浓度为________mol·L－1[已知Kb(NH3·H2O)＝2×10－5]。
(4)25 ℃时，将a mol·L－1 CH3COOH溶液与0.01 mol·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合，溶液中2c(Ba2＋)===c(CH3COO－)，则CH3COOH的Ka为________。
[解析]　(1)由H2CO3H＋＋HCO得
K1＝＝≈4.2×10－7。
(2)根据电荷守恒式：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)及c(H＋)＝
c(OH－)可得，c(Na＋)＝c(CH3COO－)＝ mol·L－1，混合溶液的pH＝7，说明醋酸过量，c(CH3COOH)≈ mol·L－1，则Ka＝＝。
(3)根据溶液呈中性可知c(OH－)＝c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1，
n(NH)＝n(NO)＝a mol
设加入氨水的浓度为c mol·L－1，混合溶液的体积为V L
由Kb＝
＝＝2×10－5 mol·L－1，
得c＝ mol·L－1。
(4)根据电荷守恒知：c(H＋)＋2c(Ba2＋)＝c(OH－)＋
c(CH3COO－)，因为2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)故c(H＋)＝c(OH－)＝
10－7 mol·L－1，c(CH3COO－)＝2× mol·L－1。根据物料守恒知c(CH3COOH)＝ mol·L－1＝mol·L－1。
所以，Ka＝＝。
[答案]　(1)4.2×10－7　(2)　(3)　(4)

电离常数的计算模板
(1)已知c(HX)和c(H＋)，求电离平衡常数：
　　 　HX　　H＋　＋　X－
起始：　　c(HX)　　　0　　　　0
平衡：c(HX)－c(H＋)　c(H＋)　 c(X－)
则：K＝＝
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)－c(H＋)≈c(HX)。
则K＝，代入数值求解即可。
(2)特定条件下的Ka或Kb的有关计算
25 ℃时，a mol·L－1弱酸盐NaA溶液与b mol·L－1的强酸HB溶液等体积混合，溶液呈中性，则HA的电离常数Ka求算三步骤：
①电荷守恒　c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)＋c(B－)⇒c(A－)＝c(Na＋)－
c(B－)＝。
②物料守恒　c(HA)＋c(A－)＝⇒c(HA)＝－。
③Ka＝＝。
命题点3　利用图像计算电离常数
6．(2019·衡阳模拟改编)常温下，将NaOH溶液分别加到HA、HB两种弱酸溶液中，两溶液中pH与粒子浓度比值的对数关系如图所示，已知pK＝－lgKa。则HA、HB的电离常数分别为________、________。

[解析]　a点时，lg ＝0，pH＝4，故K(HA)＝＝1×10－4
b点时，lg ＝0，pH＝5，故K(HB)＝＝1×
10－5。
[答案]　1×10－4　1×10－5
7．(2019·梧州模拟，改编)常温下，0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液中H2C2O4、HC2O、C2O三者所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图所示。则H2C2O4的Ka1＝_______，Ka2＝_______。
H2C2O4各种粒子分布曲线

[解析]　pH＝1.3时，c(H2C2O4)＝c(HC2O)，故Ka1＝＝1×10－1.3，同理求Ka2＝1×10－4.3。
[答案]　1×10－1.3　1×10－4.3

1．(2019·全国卷Ⅲ)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH＝2的H3PO4溶液，下列说法正确的是(　　)
A．每升溶液中的H＋数目为0.02NA
B．c(H＋)＝c(H2PO)＋2c(HPO)＋3c(PO)＋c(OH－)
C．加水稀释使电离度增大，溶液pH减小
D．加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强
B　[磷酸是中强酸，存在电离平衡。A项，常温下pH＝2的H3PO4溶液中，c(H＋)＝0.01 mol·L－1，每升溶液中的H＋数目为0.01NA，错误；B项，由电荷守恒知，c(H＋)＝c(H2PO)＋2c(HPO)＋3c(PO)＋c(OH－)，正确；C项，加水稀释使电离平衡右移，电离度增大，但是溶液中的离子浓度减小，溶液中的H＋浓度减小，故溶液pH增大，错误；D项，加入NaH2PO4固体，抑制了磷酸的第一步电离，溶液酸性减弱，错误。]
2．(2017·全国卷Ⅰ，改编)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
D　[A能：氢硫酸不能与NaHCO3溶液反应，说明酸性：H2SH2CO3。
B能：相同浓度时导电能力越强，说明溶液中离子浓度越大，酸的电离程度越大，故可判断酸性：H2SH2SO3，则c(H＋)：H2S