2018届一轮复习鲁科版弱电解质的电离平衡学案

2018届一轮复习鲁科版弱电解质的电离平衡学案

弱电解质的电离平衡 考点一　弱电解质的电离平衡 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．弱电解质 ‎(1)概念 ‎(2)与化合物类型的关系 强电解质主要是大部分________化合物及某些________化合物，弱电解质主要是某些________化合物。‎ ‎2．弱电解质的电离平衡 ‎(1)电离平衡的建立 在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。‎ ‎(2)电离平衡的特征 ‎(3)外界条件对电离平衡的影响 内因：由弱电解质本身的结构或性质决定，电解质越弱，其电离程度越小。‎ ‎3．以0.1mol·L－1CH3COOH溶液为例，填写外界条件对CH3COOHCH3COO－＋H＋　ΔH＞0的影响。‎ 实例 ‎(稀溶液)‎ CH3COOHH＋＋CH3COO－ΔH>0‎ 改变条件 平衡移动方向 n(H＋)‎ c(H＋)‎ 导电能力 Ka 加水稀释 ‎→‎ 加入少量 冰醋酸 ‎→‎ 通入HCl(g)‎ ‎←‎ 加NaOH(s)‎ ‎→‎ 加入镁粉 ‎→‎ 升高温度 ‎→‎ 加CH3COONa(s)‎ ‎←‎ 减小 减小 增强 不变 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)强电解质溶液中不存在溶质分子，弱电解质溶液中存在溶质分子(　　)‎ ‎(2)氨气溶于水，当NH3·H2O电离出的[OH－]＝[NH]时，表明NH3·H2O电离处于平衡状态(　　)‎ ‎(3)室温下，由0.1mol·L－1一元碱BOH的pH＝10，可知溶液中存在BOH===B＋＋OH－(　　)‎ ‎(4)电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小，离子浓度一定增大(　　)‎ ‎(5)稀释弱电解质溶液时，所有粒子浓度都一定会减小(　　)‎ ‎2．分别画出冰醋酸和0.1mol·L－1的醋酸加水稀释时导电能力的变化图。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　改变条件，平衡移动，判结果变化 ‎1．将浓度为0.1mol·L－1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是(　　)‎ A．[H＋] B．Ka(HF)‎ C. D. ‎2．H2S水溶液中存在电离平衡H2SH＋＋HS－和HS－H＋＋S2－。若向H2S溶液中 (　　)‎ A．加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大 B．通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液pH值增大 C．滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH值减小 D．加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化)，溶液中所有离子浓度都减小 题组二　平衡移动，结果变化，判采取措施 ‎3．稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2ONH＋OH－，若要使平衡向逆反应方向移动，同时使[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 ‎4．已知0.1mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中[H＋]/[CH3COOH]的值增大，可以采取的措施是(　　)‎ ‎①加少量烧碱溶液　②升高温度　③加少量冰醋酸④加水 A．①②B．①③C．②④D．③④‎ 题组三　导电性变化曲线分析 ‎5．(2016·北京理综，11)在两份相同的Ba(OH)2溶液中，分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液，其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。‎ 下列分析不正确的是(　　)‎ A．①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线 B．b点，溶液中大量存在的离子是Na＋、OH－‎ C．c点，两溶液中含有相同量的OH－‎ D．a、d两点对应的溶液均显中性 ‎6．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。下图是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(　　)‎ 考点二　电离平衡常数 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．表达式 ‎(1)一元弱酸HA的电离常数：根据HAH＋＋A－，可表示为Ka＝。‎ ‎(2)一元弱碱BOH的电离常数：根据BOHB＋＋OH－，可表示为Kb＝。‎ ‎2．意义 相同条件下，K值越大，表示该弱电解质________电离，所对应的酸性或碱性相对________。‎ ‎3．特点 电离常数只与________有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是________的，故温度升高，K________。多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K1≫K2……，所以其酸性主要决定于第______步电离。‎ ‎4．影响因素 内因(决定因素)：弱电解质本身的性质外因：温度(随温度升高而增大)‎ ‎5．有关电离平衡常数的计算(以弱酸HX为例)‎ ‎(1)已知c(HX)和[H＋]，求电离平衡常数。‎ ‎　HX　　　　H＋　＋　　X－‎ 起始：c(HX) 00‎ 平衡：c(HX)－[H＋][H＋][X－]‎ 则：K＝＝ 由于弱酸只有极少一部分电离，[H＋]的数值很小，可做近似处理：c(HX)－[H＋]≈c(HX)，则K＝，代入数值求解即可。‎ ‎(2)已知c(HX)和电离平衡常数，求[H＋]。‎ ‎　HX　　　　　H＋　　＋　　X－‎ 起始：c(HX) 00‎ 平衡：c(HX)－[H＋][H＋][X－]‎ 则：K＝＝ 由于[H＋]的数值很小，可做近似处理：c(HX)－[H＋]≈c(HX)，则[H＋]＝，代入数值求解即可。‎ 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)弱电解质的电离平衡右移，电离平衡常数一定增大(　　)‎ ‎(2)电离常数大的酸溶液中的[H＋]一定比电离常数小的酸溶液中的[H＋]大(　　)‎ ‎(3)对于0.1mol·L－1的氨水，加水稀释后，溶液中[NH][OH－]变小(　　)‎ ‎(4)向CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，先增大再减小(　　)‎ ‎(5)室温下，向10mLpH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，溶液中不变(　　)‎ ‎2．H2CO3的电离平衡常数Ka1＝4.3×10－7mol·L－1，Ka2＝5.6×10－11mol·L－1，它的Ka1、Ka2差别很大的原因 ‎________________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________(从电离平衡的角度解释)。‎ ‎3．25℃时，部分弱酸的电离平衡常数如下表：‎ 弱酸 HCOOH H2S H2CO3‎ HClO 电离平衡常数 ‎(mol·L－1)‎ K＝1.77×10－4‎ K1＝1.3×10－7‎ K2＝7.1×10－15‎ K1＝4.4×10－7‎ K2＝4.7×10－11‎ ‎3.0×10－8‎ 按要求书写离子方程式：‎ ‎(1)将少量Na2CO3溶液滴加到HCOOH溶液中 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)将少量CO2气体通入NaClO溶液中 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)将少量CO2气体通入到Na2S溶液中 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　有关电离常数的定性分析 ‎1．25℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：‎ 化学式 CH3COOH H2CO3‎ HClO 电离平衡常数/mol·L－1‎ ‎1.7×10－5‎ K1＝4.4×10－7‎ K2＝4.7×10－11‎ ‎3.0×10－8‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)同浓度的CH3COO－、HCO、CO、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)体积为10mLpH＝2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离平衡常数______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数；理由是_______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 题组二　有关电离常数的定量计算 ‎2．0.1mol·L－1醋酸溶液中，存在电离平衡CH3COOHH＋＋CH3COO－。经测定溶液中[CH3COO－]为1.4×10－3mol·L－1，此温度下醋酸的电离常数Ka＝________________。‎ ‎3．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，[H2CO3]＝1.5×10－5mol·L－1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO＋H＋的平衡常数K1＝________________。(已知：10－5.60＝2.5×10－6)‎ 考点三　强酸(碱)与弱酸(碱)的比较 ‎【基础知识梳理】‎ 一元强酸与一元弱酸的比较 等物质的量浓度的盐酸(a)‎ 与醋酸溶液(b)‎ 等pH的盐酸(a)与 醋酸溶液(b)‎ pH或物质的量浓度 pH：a＜b 物质的量浓度：‎ a＜b 溶液的导电性 a>b a＝b 水的电离程度 a＜b a＝b 加水稀释等倍数pH的变化量 a＞b a＞b 等体积溶液中和NaOH反应的量 a＝b a＜b 分别加该酸的钠盐固体后pH a：不变 b：变大 a：不变 b：变大 开始与金属反应的速率 a＞b 相同 等体积溶液与过量活泼金属产生H2的量 相同 a＜b 水的电离程度 HA＜HB HA＝HB 深度思考 改变下列条件，请在横线上写出下列曲线代表哪种酸的变化曲线。‎ ‎(1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸 ‎①加入足量的Zn，V(H2)与时间的变化曲线 ‎②加水稀释，pH变化的曲线 ‎(2)相同体积相同pH的盐酸和醋酸 ‎①加入足量的Zn，V(H2)与时间的变化曲线 ‎②加水稀释，pH变化的曲线 ‎【解题探究】‎ 题组一　强酸与弱酸的多角度比较 ‎1．在一定温度下，有a.盐酸　b．硫酸　c．醋酸三种酸：‎ ‎(1)当三种酸物质的量浓度相同时，[H＋]由大到小的顺序是________________(用字母表示，下同)。‎ ‎(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是______________。‎ ‎(3)若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是________________。‎ ‎(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是__________。‎ ‎(5)当三者c(H＋)相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为______________，反应所需时间的长短关系是__________。‎ ‎(6)将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，[H＋]由大到小的顺序是________________________________________________________________________。‎ ‎(7)将c(H＋)相同体积相同的三种酸，分别与等浓度的NaOH稀溶液反应至pH＝7，则消耗NaOH溶液的体积大小关系为__________。‎ ‎2．现有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是(　　)‎ 序号 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ pH ‎11‎ ‎11‎ ‎3‎ ‎3‎ 溶液 氨水 氢氧化钠溶液 醋酸 盐酸 A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大 B．②③两溶液等体积混合，所得溶液中[H＋]＞[OH－]‎ C．分别加水稀释10倍，四种溶液的pH①＞②＞④＞③‎ D．V1L④与V2L①混合，若混合后溶液pH＝7，则V1＜V2‎ 反思归纳 假设法进行有关量的大小比较 在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的题目时，可以先假设所给物质全部是强电解质，再在此基础上结合电离平衡移动原理进行分析。如第2题中的C选项，分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么①②溶液的pH均为10，然后再根据平衡移动原理进行分析；再如D选项，假设均是强酸强碱，则V1＝V2，然后再根据弱碱的电离平衡及浓度进行分析。‎ 题组二　一强一弱比较的图像分析 ‎3．相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液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(　　)‎ ‎4．pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1mol·L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则(　　)‎ A．x为弱酸，Vx＜Vy B．x为强酸，Vx>Vy C．y为弱酸，Vx＜Vy D．y为强酸，Vx>Vy 题组三　弱电解质的判断方法 ‎5．为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验：0.1mol·L－1醋酸溶液、0.1mol·L－1盐酸、pH＝3的盐酸、pH＝3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。‎ ‎(1)甲取出10mL0.1mol·L－1的醋酸溶液，用pH试纸测出其pH＝a，确定醋酸是弱电解质，则a应该满足的关系是____________，理由是_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙分别取pH＝3的醋酸和盐酸各1mL，分别用蒸馏水稀释到100mL，然后用pH试纸分别测定两溶液的pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是__________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)丙分别取pH＝3的盐酸和醋酸各10mL，然后加入质量相同的锌粒，醋酸放出H2的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？________，请说明理由：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞做实验，也论证了醋酸是弱酸的事实，该同学的实验操作和现象是________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 反思归纳 判断弱电解质的三个思维角度 角度一：弱电解质的定义，即弱电解质不能完全电离，如测0.1mol·L－1的CH3COOH溶液的pH>1。‎ 角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动，如pH＝1的CH3COOH加水稀释10倍后，1＜pH＜2。‎ 角度三：弱电解质形成的盐类能水解，如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个现象：‎ ‎(1)配制某浓度的醋酸钠溶液，向其中加入几滴酚酞溶液。现象：溶液变为浅红色。‎ ‎(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上，测其pH。现象：pH>7。‎ 答案解析 考点一 基础知识梳理 ‎1．(1)强酸　强碱　大多数盐　弱酸　弱碱　水　(2)离子　共价　共价 ‎3．(从左到右，从上到下)增大　减小　减弱　不变　增大　增大　增强　不变　增大　增大　增强　不变　减小　减小　增强　不变　减小　减小　增强　不变增大　增大　增强 增大 深度思考 ‎1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×‎ 解析　(2)NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，NH3·H2O电离出的[OH－]与[NH]永远相等，不能表明NH3·H2O电离处于平衡状态。(3)由于OH－的浓度小于0.1mol·L－1，所以BOH应属于弱碱，其电离应为BOHB＋＋OH－。(4)都不一定。如对于CH3COOHCH3COO－＋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”，再次平衡时，[CH3COOH]比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但[CH3COOH]、[H＋]都比原平衡时要小。(5)不是所有粒子浓度都会减小。对于弱酸或弱碱溶液，只要对其稀释，电离平衡均会发生右移，例如：弱酸HA溶液稀释时，c(HA)、c(H＋)、c(A－)均减小(参与平衡建立的微粒)；平衡右移的目的是为了减弱c(H＋)、‎ c(A－)的减小，但[OH－]会增大。‎ ‎2.　‎ 解题探究 ‎1．D ‎2．C　[加水促进电离，但氢离子浓度减小，A错误；B项发生反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，当SO2过量时溶液显酸性，而且酸性比H2S强，pH值减小，错误；滴加新制氯水，发生反应Cl2＋H2S===2HCl＋S↓，平衡向左移动，溶液pH值减小，C项正确；加入少量硫酸铜固体，发生反应H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋， H＋浓度增大，D项错误。]‎ ‎3．C ‎4．C　[本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动，但①③会使[H＋]/[CH3COOH]的值减小。]‎ ‎5．C ‎6．D　[HCl为强电解质，CH3COOH为弱电解质，滴加NH3·H2O，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，继续与CH3COOH弱电解质反应，生成CH3COONH4，为强电解质，所以电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后，继续滴加弱电解质NH3·H2O，电导率变化不大，因为溶液被稀释，有下降趋势。]‎ 考点二 基础知识梳理 ‎2．越易　越强 ‎3．温度　吸热　增大　一 深度思考 ‎1．(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√‎ ‎2．第一步电离产生的H＋对第二步的电离起抑制作用 ‎3．(1)2HCOOH＋CO===2HCOO－＋H2O＋CO2↑‎ ‎(2)ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO ‎(3)CO2＋H2O＋S2－===HS－＋HCO 解题探究 ‎1．(1)CH3COOH>H2CO3>HClO ‎(2)CO>ClO－>HCO>CH3COO－‎ ‎(3)大于　稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大，酸性强，电离平衡常数大 ‎2．1.96×10－5mol·L－1‎ 解析　‎ ‎　　　　CH3COOH　CH3COO－＋H＋‎ 起始(mol·L－1)0.100‎ 平衡(mol·L－1)0.1－1.4×10－31.4×10－31.4×10－3‎ K＝＝ ‎≈＝1.96×10－5mol·L－1。‎ ‎3．4.2×10－7mol·L－1‎ 解析　H2CO3H＋＋HCO K1＝＝≈4.2×10－7mol·L－1。‎ 考点三 深度思考 ‎(1)①(从上到下)盐酸　醋酸 ‎②(从上到下)醋酸　盐酸 ‎(2)①(从上到下)醋酸　盐酸 ‎②(从上到下)盐酸　醋酸 解题探究 ‎1．(1)b>a>c　(2)b>a＝c　(3)c>a>b(4)c>a＝b　(5)a＝b＝c　a＝b>c　(6)c>a＝b(7)c>a＝b 解析　解答本题要注意以下三点：①HCl、H2SO4都是强酸，但H2SO4是二元酸；②CH3COOH是弱酸，在水溶液中不能完全电离；③醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO－＋H＋的电离平衡。‎ ‎2．D ‎3．C　[强酸完全电离，中强酸部分电离，随着反应的进行，中强酸会继续电离出H＋，所以溶液②产生氢气的体积多，在相同时间内，②的反应速率比①快。]‎ ‎4．C　[由图知：将一元酸x和y分别稀释10倍，pH的变化量ΔpHx＝1，ΔpHy＜1，所以x为强酸，y为弱酸。pH＝2时弱酸y的浓度大，滴加NaOH溶液至pH＝7时消耗NaOH溶液的体积y比x大。]‎ ‎5．(1)a>1　因醋酸是弱酸，不能完全电离　(2)盐酸的pH＝5，醋酸的pH＜5　(3)正确　由于醋酸是弱酸，随着反应的进行，醋酸不断电离，c(H＋)变化小，产生H2的速率醋酸比盐酸快　(4)将CH3COONa晶体、NaCl晶体分别溶于适量水配成溶液，再分别滴入酚酞溶液，CH3COONa溶液变浅红色，NaCl溶液不变色