2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点42弱电解质的电离平衡学案

2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点42弱电解质的电离平衡学案

考点42　弱电解质的电离平衡 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.几种典型的弱电解质 a a ‎2.弱电解质水溶液中的电离平衡 a b ‎3.弱电解质的电离方程式 b b ‎4.电离度及其简单计算 c ‎5.水的离子积常数 b ‎6.电离平衡常数与弱酸、弱碱的酸碱性强弱之间的关系 b ‎7.多元弱酸的分布电离 a 一、基本概念 ‎1．电解质和非电解质 电解质 非电解质 概念 在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物 在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物 实例 酸、碱、盐、H2O等 大多数有机物、SO3、CO2等 ‎2.强电解质和弱电解质 强电解质 弱电解质 概念 一定条件下能够全部电离的电解质 一定条件下只能部分电离的电解质 电离程度 完全电离，不存在电离平衡 部分电离，存在电离平衡 电离方程式 HCl===H＋＋Cl－‎ CH3COOHCH3COO－＋H＋‎ 溶液中溶质微粒 只有水合离子 水合离子，弱电解质分子 二、电离平衡的建立 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分子的速率相等，电离过程达到了平衡。此时，溶液中各分子和离子的浓度都保持不变。‎ 三、电离平衡的特征 弱电解质的电离平衡属于化学平衡中的一种，具有以下一些特征：‎ ‎“逆”——弱电解质的电离是可逆的 ‎“动”——电离平衡是动态平衡 ‎“等”——v(离子化)＝v(分子化)≠0‎ ‎“定”——在电离平衡状态时，溶液中分子和离子的浓度保持不变。‎ ‎“变”——电离平衡是相对的、暂时的，当外界条件改变时，平衡就会发生移动 四、影响电离平衡的因素 ‎1．内因：弱电解质本身的性质。‎ ‎2．外因：①浓度，②温度，③同离子效应，④化学反应。‎ 以电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋为例，各种因素对平衡的影响可归纳为下表：‎ 改变条件 平衡移动方向 n(H＋)‎ c(H＋)‎ 导电能力 Ka 加水稀释 ‎→‎ 增大 减小 减弱 不变 加入少量冰醋酸 ‎→‎ 增大 增大 增强 不变 通入HCl(g)‎ ‎←‎ 增大 增大 增强 不变 加NaOH(s)‎ ‎→‎ 减小 减小 增强 不变 加入镁粉 ‎→‎ 减小 减小 增强 不变 升高温度 ‎→‎ 增大 增大 增强 增大 加CH3COONa(s)‎ ‎←‎ 减小 减小 增强 不变 五、强、弱电解质的比较 ‎1．相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸的比较 c(H＋)‎ pH 中和碱的能力 与过量Zn的反应情况 稀释相同倍 数后的pH 产生氢气的量 开始时的反应速率 盐酸 大 小 相等 相同 快 小 醋酸 小 大 慢 大 ‎2.相同pH、相同体积的盐酸与醋酸的比较 c(H＋)‎ c(酸)‎ 中和碱 的能力 与过量Zn的反应情况 稀释相同倍 数后的pH 产生氢气的量 开始时的反应速率 盐酸 相等 小 弱 少 相等 大 醋酸 大 强 多 小 六、电离常数 ‎1．概念：电离平衡的平衡常数 ‎2．表达式：‎ ‎(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＝。‎ ‎3．说明：‎ ‎(1)K越大，该弱电解质越易电离，所以可以用Ka或Kb的大小判断弱酸或弱碱的相对强弱。‎ ‎(2)K只与温度有关，不随浓度改变而改变。‎ ‎(3)多元弱酸分步电离，酸性的强弱主要由第一步电离决定。‎ ‎【例1】　下列关于纯净物、混合物、强电解质、弱电解质和非电解质的正确组合是(　　)‎ 选项 纯净物 混合物 强电解质 弱电解质 非电解质 A 纯盐酸 水煤气 硫酸 醋酸 干冰 B 冰醋酸 空气 硫酸钡 亚硫酸 二氧化硫 C 氯气 盐酸 苛性钠 氢硫酸 碳酸钙 D 漂白粉 氨水 氯化钠 次氯酸 氯气 ‎【解析】　A选项中纯盐酸为氯化氢的水溶液，是混合物，A错误。C选项中碳酸钙属于盐，应为电解质，C错误。D选项中的漂白粉为氯化钙和次氯酸钙的混合物，氯气属于单质，既不是电解质也不是非电解质，故D错误。‎ ‎【答案】　B ‎【提炼】　该题主要考查纯净物、混合物、电解质与非电解质、强弱电解质的基本概念。电解质和非电解质从能否电离出离子的角度加以区分，强电解质和弱电解质从是否完全电离的角度加以区分。为方便记忆可以从物质分类角度进行鉴别，如强电解质包括强酸、强碱、盐，弱电解质包括弱酸、弱碱、水等。‎ ‎【例2】　等体积、H＋浓度相同的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液②，分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是(　　)‎ ‎【解析】　Zn粉与酸反应的实质是与氢离子反应，因此氢离子浓度越大反应速率越快。本题中强酸和弱酸起始的氢离子浓度相同，但由于弱酸存在电离平衡，随着反应的进行，弱酸会继续电离出氢离子从而使得其氢离子浓度大于强酸的氢离子浓度，故弱酸的反应速率比强酸更快，表现在图像上其斜率更大，因此排除B、D。氢气产量由酸中总共的氢离子决定(弱酸包括了已电离和未电离的氢离子)，也即由酸浓度决定，由于氢离子浓度相同，弱酸浓度远大于强酸浓度，因此弱酸产生氢气更多，C符合要求。‎ ‎【答案】　C ‎【提炼】　该题考查强弱电解质的对比，解题时务必要区分清楚是氢离子浓度相同还是酸浓度相同，反应速率大小可以通过斜率大小判断，此题不可通过反应时间长短判断反应速率慢快。(因为弱酸浓度比强酸浓度大得多，所以将其消耗完所花的时间也更长)‎ ‎【例3】　室温下向10 mL pH＝3的醋酸溶液中加入水稀释后，下列说法正确的是(　　)‎ A．溶液中导电粒子的数目减少 B．溶液中不变 C．醋酸的电离程度增大，c(H＋)亦增大 D．再加入10 mL pH＝11的NaOH溶液，混合液pH＝7‎ ‎【解析】　A．加水稀释后醋酸的电离平衡向右移动(越稀越电离)，导电粒子数目增加，A选项错误。B.将选项表达式中的分子和分母同乘以氢离子浓度，则表达式转化为Ka/Kw，电离常数和水的离子积只与温度有关，因此该表达式数值保持不变，B选项正确。C.醋酸虽然电离程度增大，但因为加水后溶液体积增大，c(H＋)总体降低，即酸性减弱，C选项错误。D.虽然醋酸电离出的氢离子浓度等于氢氧化钠电离出的氢氧根浓度，但由于醋酸为弱电解质，其溶液中存在大量未电离的醋酸分子，因此中和后溶液呈酸性，D选项错误。‎ ‎【答案】　B ‎【提炼】　本题主要考查加水稀释对电离平衡的影响，稀释后会促进弱电解质的电离，故其电离出的离子数目或物质的量增加，但因为加水后溶液体积增大的影响大于平衡移动的影响，所以其离子浓度往往降低。但溶液中并不是所有离子浓度都降低，如醋酸溶液在稀释过程中，c(H＋)和c(CH3COO－)降低，但c(OH－)增大。‎ ‎【例4】　‎ 常温下，将pH＝11的X、Y两种碱溶液，分别从1 mL稀释至100 mL，其pH与溶液体积(V)的变化关系如图，下列说法正确的是(　　)‎ A．稀释前，X、Y中溶质碱的物质的量浓度相等 B．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强 C．同浓度盐酸分别与X、Y这两种碱溶液恰好完全反应时，消耗盐酸的体积V(X)＞V(Y)‎ D．若a＞9，则X和Y都为弱碱溶液 ‎【解析】　A．两种pH相同的碱加入相同量的水稀释后pH不相同，说明两种碱的电离程度不相同，为了解题方便可以将一种看成强碱另一种看成弱碱，显然两者的起始物质的量浓度不同，即弱碱的起始浓度更大，A选项错误。B.根据图像分析可得稀释后Y溶液的pH比X溶液的pH更大，即Y溶液的碱性更强，B选项错误。C.若把X看成强碱，Y看成弱碱，则Y的起始浓度比X大得多，完全中和其消耗的盐酸更多，C选项错误。D.若X、Y为强碱，则稀释100倍后，其pH刚好等于9，若pH＜9，则两种都为弱碱，且Y的碱性更弱，D选项正确。‎ ‎【答案】　D ‎【提炼】　该题将电离程度不同的弱碱在稀释过程的pH变化和图像相结合，分析时要看清楚起点及曲线变化幅度的大小。对于碱溶液而言加水稀释后pH降低，但常温下其pH不能低于7，弱碱由于存在电离平衡，在稀释过程中又有氢氧根电离出来，其碱性下降比强碱缓慢，电离常数越小的碱其碱性降低愈加缓慢。‎ ‎【例5】　在25 ℃下，将a mol·L－1的氨水与0.01 mol·L－1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH)＝c(Cl－)，则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝________。‎ ‎【解析】　氨水与HCl等体积混合后的溶液中的电荷守恒关系式为c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，因c(NH)＝c(Cl－)，故有c(H＋)＝c(OH－)，溶液显中性。‎ NH3·H2O　　　　NH　　＋　　OH－‎ － mol·L－1 mol·L－1 10－7 mol·L－1‎ Kb＝＝ ‎【答案】　中　 ‎【提炼】　该题考查电离平衡常数的计算及电荷守恒、物料守恒等相关知识点。解题时应注意要将达到电离平衡时的微粒浓度代入表达式。特别要注意溶液混合后体积的变化导致浓度的变化。‎