鲁教选修四讲义+素养练：第3章 第2节 第1课时　弱电解质的电离平衡 .doc

1、 - 1 - 第第 2 节节 弱电解质的电离弱电解质的电离 盐类的水解盐类的水解 第第 1 课时课时 弱电解质的电离平衡弱电解质的电离平衡 学业要求 素养对接 1.认识弱电解质在水溶液中存在电离平 衡，了解电离平衡常数的含义。 2.体会电离平衡相关的应用知识，体会 化学知识在人类生产、生活中的应用。 1.平衡思想：弱电解质在溶液中存在平 衡。 2.社会责任：平衡知识在生活、生产中 的应用。 知 识 梳 理 知识点一、弱电解质的电离平衡 1.电离平衡的定义 在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合 成弱电解质分子的速率相等时，电离过程就达到了电离平衡状态。 2.

2、电离平衡的建立 (1)va表示醋酸分子电离成离子的速率； vb表示离子结合成醋酸分子的速率。 (2)在时间由 t0到 t1过程中，va的变化是不断减小，vb的变化是不断增大。 (3)当时间达 t1后，va与 vb的关系是 vavb0，此时醋酸达到电离平衡状态。 3.电离平衡的特征 - 2 - 4.影响因素 (1)内因：主要由弱电解质本身的性质决定的。 (2)外因： (以 0.1 mol L 1 的 CH3COOH 溶液为例， CH3COOHH CH 3COO ) 改变条件 平衡移 动方向 n(H ) H CH3COOH CH3COO 电离 程度 升温 向右 增大 增大 减小 增大 增大 加水稀

3、释 向右 增大 减小 减小 减小 增大 加冰醋酸 向右 增大 增大 增大 增大 减小 通入 HCl(g) 向左 增大 增大 增大 减小 减小 加 NaOH(s) 向右 减小 减小 减小 增大 增大 加 CH3COONa(s) 向左 减小 减小 增大 增大 减小 知识点二、电离平衡常数 1.概念：在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘 积与溶液中未电离的分子的浓度之比。 2.表达式 (1)弱酸 CH3COOH 的电离平衡常数表达式为 KaCH 3COO H CH3COOH 。 (2)弱碱 NH3 H2O 电离平衡常数表达式为 KbOH NH 4 NH3 H2O 。 3.

4、意义：在相同的温度下，弱酸(碱)的电离平衡常数越大，弱酸(碱)的酸性(碱性) 越强。 如： 氢氟酸、 醋酸、 氢氰酸(HCN)在室温下的电离常数分别为 Ka(HF)6.810 4 mol L1， K a(CH3COOH)1.710 5 mol L1， K a(HCN)6.210 10 mol L1， Ka的数值表明，这三种酸的酸性由强到弱的顺序是：HFCH3COOHHCN。 - 3 - 4.影响因素：电离平衡常数只与温度有关，与浓度无关，升高温度，电离平衡常数 增大。 5.多元弱酸的电离是分步进行的， 多元弱酸的各级电离常数逐级减小且一般相差很 大。 自 我 检 测 1.判断正误，正确的打“”

5、，错误的打“” (1)0.1 mol L 1CH 3COOH 溶液的 pH1，原因是 CH3COOH H CH 3COO () (2)常温下，由 0.1 mol L 1 一元碱 BOH 溶液的 pH10，可推知 BOH 溶液存在 BOH=B OH() 解析 0.1 mol L 1 的一元碱的 pH10 表明该一元碱是弱碱，在溶液中不能完全 电离。 (3)醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度() (4)醋酸浓度越大，其电离程度越大() (5)稀醋酸溶液稀释时，醋酸电离平衡向右移动，溶液中所有离子浓度都减小() (6)常温下，将 pH3 的醋酸溶液稀释到原体积的 10 倍后，溶液的

6、pH4() 2.下列说法正确的是( ) A.弱酸电离平衡向右移动，其电离平衡常数一定增大 B.相同温度下，不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数不同 C.相同温度下，电离平衡常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱 D.在相同温度下，弱电解质的电离平衡常数越大，则其溶液中的离子浓度越大 解析 A 不正确，若温度不变，弱酸电离平衡向右移动，其电离平衡常数不变， 若升高温度，弱酸电离平衡向右移动，则其电离平衡常数增大；B 不正确，电离平 衡常数只与温度有关， 相同温度下， 电离平衡常数与弱电解质的浓度无关； C 正确， 相同温度下，电离平衡常数越小，未电离的弱电解质越多，表示弱电解质的电离 能力越弱；

7、D 不正确，溶液中的离子浓度不仅与电离平衡常数有关，也与弱电解 质的浓度有关。 答案 C 3.对 0.1 mol L 1 氨水改变条件如下：升温 - 4 - 加水稀释 加少量 NaOH(s) 通少量 HCl(g) 加少量 NH4Cl(s) (1)使电离平衡向右移动的是 _ 。 (2)使 pH 增大的是_。 (3)使电离平衡常数增大的是_。 (4)使NH 4增大的是_。 答案 (1) (2) (3) (4) 学习任务一、外界条件对电离平衡的影响 【合作交流】 1.弱电解质电离是吸热还是放热过程？ 提示 吸热过程。 2.增大弱电解质的浓度，电离平衡如何移动？其电离程度如何改变？ 提示 正向移动。电

8、离程度减小。 【名师点拨】 当外界条件发生改变时，弱电解质的电离平衡会被破坏，平衡的移动会导致其电 离程度、平衡体系中各微粒的浓度发生变化，但变化的情况需运用勒 夏特列原理 来具体分析。 1.以 0.1 mol L 1 的 CH3COOH 溶液为例(CH3COOHH CH 3COO )，当改 变条件时，其平衡移动方向、Ka、n(H )、导电性等的变化如下表所示。 平衡移 动方向 Ka n(H ) H 导电性 电离度 加水稀释 右移 不变 增大 减小 减弱 增大 加冰醋酸 右移 不变 增大 增大 增强 减小 升温 右移 增大 增大 增大 增强 增大 加 CH3COONa 左移 不变 减小 减小

9、增强 减小 加 NaOH 右移 不变 减小 减小 增强 增大 (1)电离过程需吸收能量，所以升高温度，电离平衡正向移动；加水稀释，电离平 衡向电离方向移动，由于溶液体积增大，故溶液中离子总浓度减小，导电能力减 - 5 - 弱，但对较浓溶液加水稀释或对纯电解质加水稀释，溶液的导电能力变化情况则 不同。 (2)电离平衡的移动完全符合勒 夏特列原理， 故可将勒 夏特列原理迁移到电离平衡 的移动(电离度相当于转化率，离子浓度相当于生成物的平衡浓度，分子浓度相当 于反应物的平衡浓度等)中来。 2.冰醋酸稀释过程中H 的变化：在向冰醋酸中加水之前，醋酸分子尚未电离，H 0。在加水稀释之后，醋酸的电离开始，

10、随着水的逐渐加入，电离平衡逐渐向 生成 CH3COO 和 H的方向移动，在此过程中，V(溶液)和 n(H)都逐渐增大，那 么H 是增大、减小还是不变呢？对此可以这样分析：n(H)是从 0 开始增加，自 然H 也是从 0 开始增加。再以极限的观点来看，当加水至醋酸浓度非常小时，H 又非常接近于 0。从两端看中间，H变化的全过程是：小(0)大小(近于 0)。 对H 变化的过程，还可用图像近似地表示出来(如图所示)。 【典例 1】 室温下向 10 mL pH3 的醋酸溶液中加水稀释后，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 CH3COO CH3COOHOH 不变 C.醋酸

11、的电离程度增大，H 亦增大 D.再加入 10 mL pH11 的 NaOH 溶液，混合液 pH7 解析 醋酸溶液稀释过程中，醋酸的电离平衡向电离方向移动，自由移动的离子 数目增多，同时溶液的体积也增大，所以H 、CH 3COO 均减小， A、C 项错 误； CH3COO CH3COOHOH CH3COO H CH3COOHOH HK a Kw， Ka 和 Kw在一定温度下均为 常数， 所以， Ka Kw为一常数， B 项正确； pH3 的醋酸溶液中的H 1.0103 mol L 1，pH11 的 NaOH 溶液中的OH1.0103 mol L1，醋酸是弱电解质，在 - 6 - 水溶液中部分电离

12、， pH3 的醋酸溶液的物质的量浓度大于 pH11 的 NaOH 溶液 的物质的量浓度，两溶液等体积混合，醋酸过量，混合后溶液 pH7。 (3)弱酸与强碱混合后，由于H 酸OH 碱，则弱酸剩余：混合后的溶液 pHm B.nHCN D.K(HCN)HCN。由 此可判断 K(HF)K(HNO2)K(HCN)，其对应数据依次为 K(HF)7.210 4 mol L 1，K(HNO2)4.6104 mol L1，K(HCN)4.91010 mol L1。 答案 B 10.(1)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为 1 mol L 1 和 0.1 mol L 1，则甲、乙两瓶氨水 中OH 之比_(填“大于”、“等

13、于”或“小于”)10。请说明理由 _ _。 (2)常温下，将 pH10 的 NH3 H2O 溶液稀释至原体积的 10 倍。 - 15 - NH 3 H2O原 NH3 H2O后_10(填“”、“c，说明溶液中 H 浓 度大小顺序为 bac。 (3)因为在一定温度下，溶液越稀电离程度越大，因此 c 点的电离程度最大。 (4)在醋酸溶液中存在下列平衡：CH3COOHCH3COO H H0。由此 可知加热以及加固体 KOH、加 Zn 粒均可使平衡正向移动，且CH3COO 增大； 加入很稀的 NaOH 溶液，加水虽也可使平衡正向移动，但因溶液变稀，所以 CH3COOH、CH3COO 减小；加入固体 CH

14、 3COONa，平衡逆向移动，但因加入 了较多的 CH3COO ，故使其浓度增大，因此答案为 A、C、E、F。 (5)在稀释过程中，CH3COOH 的电离程度增大，因而 H 个数肯定增多，CH 3COOH 分子数不断减少， H CH3COOH n（H ） n（CH3COOH），所以 H CH3COOH不断增大，因 - 17 - 而选 B、D。 答案 (1)因为冰醋酸未电离， 无自由移动离子 (2)ca”、“ B (3)配制 pH1 的 HA 溶液难以实现 不妥之 - 18 - 处在于加入的锌粒难以做到表面积相同 14.下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 )。 酸 电离方程式 电离平衡常数

15、K/(mol L 1) CH3COOH CH3COOH CH3COO H 1.710 5 H2CO3 H2CO3H HCO 3 HCO 3 H CO2 3 K14.410 7 K24.710 11 H2S H2SH HS HS H S2 K11.310 7 K27.110 15 H3PO4 H3PO4H H 2PO 4 H2PO 4 H HPO2 4 HPO2 4 H PO3 4 K17.110 3 K26.310 8 K34.2010 13 回答下列问题： (1)当温度升高时，K 值_(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)在温度相同时，各弱酸的 K 值不同，那么 K 值的大小与酸性的相

16、对强弱有何关 系？_。 (3)若把 CH3COOH、H2CO3、HCO 3、H2S、HS 、H 3PO4、H2PO 4、HPO2 4都看作 是酸，其中酸性最强的是_，最弱的是_。 (4)多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数，对于同一种多元弱 酸的 K1、K2、K3之间存在着一定的规律，此规律是_，产生此规律的 原因是_。 解析 (1)弱电解质的电离过程为吸热过程，所以升高温度，电离平衡向右移动， H 、A增大，HA减小，所以 K 值增大。(2)K 值越大，电离出的氢离子浓度 越大，酸性越强。(3)比较这几种粒子的电离常数可知，H3PO4酸性最强，HS 酸性 最弱。(4)由于上一级电离产生的 H 对下一级电离有抑制作用，使得上一级电离常 数远大于下一级的电离常数。 答案 (1)增大 (2)K 值越大， 电离出的氢离子浓度越大， 所以酸性越强 (3)H3PO4 - 19 - HS (4)K 1K2K3 上一级电离产生的 H 对下一级电离起抑制作用