2020高中化学 知识讲解学案 新人教版选修4

2020高中化学 知识讲解学案 新人教版选修4

弱电解质的电离平衡 ‎【学习目标】‎ ‎1、能准确熟练区分两组概念：电解质与非电解质、强电解质与弱电解质；‎ ‎2、弱电解质电离平衡的建立及其特点。 ‎ ‎【要点梳理】‎ ‎【高清课堂：弱电解质的电离平衡-电离平衡的建立】‎ 要点一、电解质与非电解质 定义 相同点 不同点 实例 电解质 在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物 都是化合物 一定条件下能电离产生离子 NaCl、H2SO4、NaOH 非电解质 在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物 不能电离，不能导电 蔗糖、酒精 ‎ 要点诠释：（1）电解质、非电解质都是化合物，单质既不是电解质也不是非电解质。‎ ‎ （2）只要具备在水溶液里或熔融状态下能够导电其中一个条件的化合物即称为电解质。‎ ‎ （3）在水溶液里或熔融状态下，化合物本身电离出自由移动的离子而导电时，才是电解质，如NH3、CO2等的水溶液能够导电，但NH3、CO2却是非电解质，因为是NH3、CO2溶于水与水反应生成的NH3·H2O、H2CO3电离出的自由移动的离子而使溶液导电的。‎ ‎ （4）电解质不一定导电（如固态NaCl），导电物质不一定是电解质（如Cu）；非电解质不导电，但不导电的物质不一定是非电解质。‎ ‎ （5）某些离子型氧化物，如Na2O、CaO、Na2O2等，它们虽然溶于水后电离出来的自由离子不是自身的，但在熔融状态时自身却可完全电离，故属于电解质。‎ ‎ （6）电解质溶液里的导电能力由自由移动的离子浓度与离子所带的电荷数决定。‎ ‎【高清课堂：弱电解质的电离平衡-电离平衡的建立】‎ 要点二、强电解质与弱电解质 强电解质 弱电解质 电离程度 完全电离 部分电离 化学键 离子键或强极性共价键 极性共价键 电离特点 无电离平衡，不可逆 存在电离平衡，过程可逆 书写 用“＝”号 用“”号 溶液中微粒 只有离子（水合离子）‎ 离子（水合离子）和分子 示例 HCl、H2SO4、NaOH、Ba(OH)2、K2SO4等 CH3COOH、NH3·H2O、HClO、H2CO3、H2O等 ‎ 要点诠释：（1）强电解质、弱电解质与其溶解性无关。‎ ‎ 某些难溶或微溶于水的盐，由于其溶解度很小，如果测其溶液的导电能力，往往是很弱的。但是其溶于水的部分，却是完全电离的，所以它们仍然属于强电解质，例如：CaCO3、BaSO4等。相反，少数盐尽管能溶于水，但只有部分电离，仍属于弱电解质。‎ ‎ （2）强电解质、弱电解质的电离与有无外电场无关。‎ ‎ 划分电解质和非电解质的标准是在水溶液里或熔融状态下能否导电。划分强电解质和弱电解质的标准是在 水溶液里是否完全电离。‎ ‎ （3）导电能力强不一定是强电解质，强电解质不一定导电能力强。‎ ‎ （4）电解质溶液的导电不同于金属的导电。‎ ‎【高清课堂：弱电解质的电离平衡-电离平衡的建立】‎ 要点三、弱电解质的电离平衡 ‎ 1．电离平衡的建立。‎ 4‎ ‎ 弱电解质溶于水，部分电离出的离子在溶液中相互碰撞又会相互结合成分子，因此弱电解质的电离过程是可逆的。和可逆的化学反应一样，这个可逆的电离过程有两种相反的趋向，可以叫做电离和结合。电离初始，弱电 解质电离成离子的速率随着溶液里弱电解质浓度的逐渐减小而减小，同时因离子浓度逐渐增大使结合成分子的速率不断增大，经过一定时间，两者的速率相等，便建立了电离平衡。如图所示。‎ ‎ 2．电离平衡的含义。‎ ‎ 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。溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态。‎ ‎ 任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡，达到平衡时，弱电解质具有该条件下的最大电离程度。‎ ‎ 3．电离平衡的特征。‎ ‎ 电离平衡同化学平衡一样，也符合“逆、等、动、定、变”等特征，即：‎ ‎ （1）逆：弱电解质的电离过程是可逆的，存在电离平衡。‎ ‎ （2）等：弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等。‎ ‎ （3）动：弱电解质电离成离子和离子结合成分子的速率相等，不等于零，是动态平衡。‎ ‎ （4）定：弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液里离子的浓度、分子的浓度都不再改变。‎ ‎ （5）变：外界条件改变时，平衡被破坏，电离平衡发生移动。‎ 要点四、电离方程式的书写 ‎ 1．强电解质：完全电离，符号用“＝”。‎ ‎ 如HCl＝H++Cl－ Ba(OH)2＝Ba2++2OH－ Al2(SO4)3＝2Al3++3SO42－‎ ‎ 2．弱电解质：部分电离，符号用“”。‎ ‎ 如CH3COOHCH3COO－+H+ NH3·H2ONH4++OH－‎ ‎ 要点诠释：（1）质量守恒、电荷守恒。‎ ‎ （2）多元弱酸分步电离，以第一步电离为主。如 ‎ H2CO3H++HCO3－ HCO3－H++CO32－‎ ‎ （3）多元弱碱较复杂，一般用一步电离表示，如 ‎ Cu(OH)2Cu2++2OH－‎ ‎ （4）两性氢氧化物双向电离。如 ‎ H++AlO2－+H2OAl(OH)3Al3++3OH－‎ ‎ 酸式电离 碱式电离 ‎ （5）酸式盐的电离有两种情况 ‎ ①强酸的酸式盐完全电离，如 ‎ NaHSO4＝Na++H++SO42－‎ ‎ 注意：NaHSO4等酸式盐在熔融和溶解条件下电离方程式不同。‎ ‎ 熔融：NaHSO4＝Na++HSO4－ 溶于水：NaHSO4＝Na++H++SO42－‎ ‎ ②弱酸的酸式盐强中有弱，必须分步写，如 ‎ NaHCO3＝Na++HCO3－‎ ‎ HCO3－＝H++CO32－‎ ‎ 注意：NaHCO3只在水溶液中电离，加热时会分解。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一：电解质与非电解质 ‎ 例1 下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是（ ）。‎ ‎ A．CH3COOH B．Cl‎2 C．NH4HCO3 D．SO2‎ ‎ 【答案】D ‎ 【解析】选项中CH3COOH属于电解质；Cl2既不是电解质，又不是非电解质；NH4HCO3是盐，属于电解质；SO2的水溶液是亚硫酸溶液，可以导电，但SO2是非电解质，H2SO3是电解质。‎ ‎ 【总结升华】SO2的水溶液能导电，只能说明H2SO3是电解质，不能说明SO2是电解质，因为SO2‎ 4‎ 自身不能电离出离子。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列说法正确的是（ ）。‎ ‎ A．氯水能导电，所以氯气是电解质 ‎ B．碳酸钙不溶于水，所以它是非电解质 ‎ C．固体磷酸是电解质，所以磷酸在熔融状态下和溶于水时都能导电 ‎ D．胆矾虽不能导电，但它属于电解质 ‎ 【答案】D 类型二：强电解质与弱电解质 ‎ 例2 下列物质中，属于强电解质的是________（均填序号）；属于弱电解质的是________；属于非电解质的是________。‎ ‎ ①氨气 ②氨水 ③盐酸 ④CH3COOH ⑤硫酸钡 ⑥氯化银 ⑦氯化钠 ⑧二氧化碳 ⑨醋酸铵 ⑩氢气 ⑾水 ‎ 【答案】⑤⑥⑦⑨ ④⑾ ①⑧‎ ‎ 【解析】现针对有关物质分析如下：氨气（NH3）、二氧化碳（CO2）本身不电离，但是属于化合物，所以是非电解质；氨水（NH3的水溶液）、盐酸（HCl的水溶液）为混合物，是电解质溶液，其中NH3·H2O和氯化氢是电解质；硫酸钡（BaSO4）、氯化银（AgCl）由于在水中溶解度小，离子浓度小，所以导电性弱，但溶解的部分完全电离，所以不仅是电解质，而且是强电解质；CH3COOH、NH3·H2O虽都是弱电解质，但两者反应的产物醋酸铵（CH3COONH4），由于在水溶液中完全电离，却是强电解质。‎ ‎【总结升华】判断强电解质、弱电解质的唯一标准是电解质在水溶液中能否完全电离．而溶液的导电性取决于溶液中离子的浓度和离子所带的电荷，要注意二者的区别。判断一种物质是电解质还是非电解质时，要注意物质溶于水时有没有和水发生反应。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列关于强弱电解质的叙述中正确的是（ ）。‎ ‎ A．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物 ‎ B．强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物 ‎ C．强电解质的水溶液中无溶质分子，弱电解质的水溶液中有溶质分子 ‎ D．强电解质溶液的导电能力强，弱电解质溶液的导电能力弱 ‎ 【答案】C 类型三：电离方程式的书写 ‎ 例3 下列电离方程式的书写正确的是（ ）。‎ ‎ A．NaHSO4Na++H++SO42－ B．NaHCO3＝Na++H++CO32－‎ ‎ C．HClO＝H++ClO－ D．H2SH++HS－，HS－H++S2－‎ ‎【答案】D ‎ 【解析】表示强电解质的电离用“＝”，表示弱电解质的电离用“”。NaHSO4和NaHCO3属于酸式盐，HSO4－是强酸H2SO4的酸式酸根，在溶液中能完全电离，应用“＝”，HCO3－是弱酸H2CO3的酸式酸根，应写为NaHCO3＝Na++HCO3－。HClO和H2S都是弱电解质，应用“”。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】写出下列各物质在水溶液中的电离方程式：‎ ‎ （1）H2SO4；（2）NH3·H2O；（3）NaHSO3；（4）H2CO3；（5）Ba(OH)2；（6）Al2(SO4)3；（7）Fe(OH)3；（8）CaCO3。‎ ‎【答案】（1）H2SO4＝2H++SO42-‎ ‎（2）NH3·H2ONH4++OH-‎ ‎（3）NaHSO3＝Na++HSO3- HSO3-H++SO32-‎ 4‎ ‎（4）H2CO3 HCO3-+H+ HCO3-H++CO32-‎ ‎（5）Ba(OH)2＝Ba2++2OH-（6）Al2(SO4)3＝2Al3++3SO42-‎ ‎（7）Fe(OH)3Fe3++3OH-‎ ‎（8）CaCO3＝Ca2++CO32-‎ 类型四：电解质溶液导电性强弱的比较 ‎ 例4 电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量。根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是用KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中，能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是（ ）。‎ ‎ ‎ ‎ 【答案】D ‎ 【解析】HCl为强电解质，CH3COOH为弱电解质，滴加NH3·H2O弱电解质，先与HCl反应，生成同样为强电解质的NH4Cl，但溶液体积不断增大，溶液稀释，所以电导率下降。当HCl被中和完后，NH3·H2O继续与CH3COOH弱电解质反应，生成强电解质CH3COONH4，所以电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后，继续滴加NH3·H2O，电导率变化不大，但因溶液被稀释，电导率有下降趋势。‎ ‎ 【总结升华】解答本题要注意以下三点：‎ ‎ （1）分析信息中两曲线变化的原因。‎ ‎ （2）用NH3·H2O滴定两酸时，反应的顺序。‎ ‎（3）完全反应后，滴加NH3·H2O的导电变化。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】把0.05 mol NaOH固体分别加入到100 mL下列液体中，溶液的导电能力变化最小的是（ ）。‎ ‎ A．自来水 B．0.5 moL／L盐酸 C．0.5 mol／L醋酸溶液 D．0.5moL／L KCl溶液 ‎ 【答案】B 类型五：一元强酸（碱）和一元弱酸（碱）的比较 ‎ 例5 对室温下pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是（ ）。‎ ‎ A．加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大 ‎ B．使温度都升高‎20℃‎，两溶液的pH均不变 ‎ C．加水稀释2倍后，两溶液的pH均减小 ‎ D．加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多 ‎ 【答案】A ‎ 【解析】醋酸是弱酸，存在电离平衡；盐酸是强酸，不存在电离平衡。pH相同即c (H+)相同，体积又相同，则两者已电离出n (H+)相同，但盐酸中的H+已全部电离，而醋酸中还有许多醋酸分子未电离，A选项加入CH3COONa晶体，前者抑制CH3COOH电离，使c (H+)减小，后者直接发生反应：CH3COO－+H+＝CH3COOH，c (H+)也减小，两者pH均增大。A选项正确；B选项，升高温度，二者pH均改变；C选项，加水稀释，溶液的pH均增大；D选项，足量锌与二者充分反应，由于CH3COOH的物质的量远大于HCl，故CH3COOH产生的H2多。‎ ‎【总结升华】弱酸中c (H+)下降后，可进一步电离。c (H+)相同、体积相同时，弱酸中所含溶质的物质的量要比强酸大得多。‎ 4‎