高中化学选修4第三章第一节弱电解质的电离

第三章第一节弱电解质的电离平衡

一、电解质和非电解质

电解质：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。 ．1、化合物

非电解质：在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。 ．

（如：酒精[乙醇]、蔗糖、SO2、SO3、NH3、CO2等是非电解质。）

（1）电解质和非电解质都是化合物，单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。 （2）酸、碱、盐和水都是电解质（特殊：盐酸是电解质溶液）。

（3）能导电的物质不一定是电解质。能导电的物质：电解质溶液、熔融的碱和盐、金属单质和石墨。 电解质需在水溶液里或熔融状态下才能导电。固态电解质(如：NaCl晶体)不导电，液态酸(如：液态HCl)不导电。

（4）．一般来说，酸(不分强弱)、碱(不分强弱)、盐(不论溶解性如何)、活泼金属的氧化物都是电解质，而非金属的氧化物都不是电解质。

【例1】判断下列说法中正确的是 （ ）

①氯气的水溶液导电，所以氯气是电解质。②二氧化碳的水溶液能导电，二氧化碳是电解质。③硫酸钡的水溶液不导电，但是硫酸钡是电解质。④氯化钠溶液的水溶液能导电，氯化钠溶液是电解质。

A.①③ B.③ C.①③④ D.都不正确 2、强电电解质与弱电解质

电解质分为两类：强电解质和弱电解质

强电解质：在水溶液中能完全电离的化合物，如强酸、强碱

弱电解质：在水溶液中部分电离的化合物，如弱酸（醋酸、碳酸、次氯酸）、弱碱（氨水） 二、电离

1．概念：电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程。 2． 书写电离方程式的方法：

（1）、多元弱酸分步电离，多元酸和强、弱碱一步电离 （2）、遵守质量守恒和电荷守恒 弱酸和弱碱的电离用“弱碱：Fe(OH)3

＋

－

—

”，强酸和强碱电离用“==”

H++HCO3 第二步：HCO3

—

—

例如：弱酸H2CO3的电离：第一步：H2CO3

3OH+Fe3+

＋

—

H++CO32

—

强酸强碱盐的电离方程式：

KCl＝K＋Cl H2SO4＝2H＋SO2 NaOH＝Na＋OH

＋

－

注意：（1）常见的强酸有：HCl 、HNO3、H2SO4、HI、HBr、HClO4， （2）常见的强碱：四大强碱KOH、Ca（OH）2，Ba（OH）2、NaOH

（3）酸式盐（酸根含H元素的盐）除了HSO4-盐以外的盐，第一步完全电离（用等号），第二步分步电离（用可逆符号） 注意酸式盐都可溶所以第一步是完全电离的。 例如：NaHCO3的电离方程式为：

NaHCO3＝Na++H＋CO32 HCO3

＋

—

—

H++CO32

—

【例2】下列说法正确的是 （ ）

A．氯化钠溶液在电流作用下电离成钠离子和氯离子 B．强电解质溶液不一定比弱电解质的导电性强

C．共价键的极性强的化合物一定是强电解质 D．强、弱电解质的导电性只由它们的浓度决定

【例4】写出下列物质的电离方程式：

H2SO4 NaHSO3 NaHSO4（水溶液中）

CH3COOH H2CO3 NaHSO4 （熔化状态下） Al（OH）3

三：溶液导电性

6. 影响电解质溶液导电性的因素：相同条件下，离子浓度越大，所带电荷越多，溶液导电性越强。

【例5】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 HAc溶液 D? 0.5 mol / L KCl溶液

【例6】醋酸溶液中滴入稀氨水，溶液的导电能力发生变化，其电流强度I随加入氨水的体积V的变化曲线是 （ ）

I I I I

O O O O V V V V C B D A

【变式训练】

1. 下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是 （ ）

A.CH3CH2COOH B.Cl2 C.NH4HCO3 D.SO2

－1－1

2. 在溶液导电性实验装置里，分别注入20 mL 4 mol·L的醋酸和20 mL 4 mol·L的氨水，灯光明暗程度相似，如果把这两种溶液混合后再试验，则 （ ）

A.灯光明暗程度不变 B.灯光变暗 C.灯光变亮 D.灯光明暗程度变化不明显 4. 相同温度下，下列溶液导电性最强的是（ ）

-1-1

A. 1 L 0.1 mol·L醋酸 B.0.1 L 0.1 mol·L硫酸溶液

-1-1

C. 0.5 L 0.1 mol·L盐酸 D. 2L 0.1 mol·L亚硫酸溶液 5. 下列物质属于非电解质的是（ ）

A.液态汞 B.液态氨 C.硫酸钡 D.硝酸 6. 下列电离方程式正确的是 （ ）

+3- 2+2-

A.H3PO43H + PO4B.CaCO3Ca + CO3

++2- -+

C.NaHSNa + H + SD. Al(OH)3H2O + AlO2 + H 四、弱电解质的电离平衡 1、电离平衡概念： 2、特点：（1）“等”：v电离= v结合（2）“动”：动态平衡，v电离= v结合 ≠0

（3）“定”：平衡时分子、离子的浓度不再变化

（4）“变”：电离平衡是相对的平衡，外界条件改变，平衡可能要移动，移动的方向运用勒夏特列原理判断。

3、影响电离平衡的因素

（1）决定性因素——弱电解质的本性。 （2）影响电离平衡的因素：

越热越电离: 电离是 （吸热或放热）过程，因此，升高温度使平衡向 移动。 越稀越电离: 稀释弱电解质溶液，平衡向 移动。

同离子效应： 增大阴、阳离子的浓度，平衡向 移动；

减小阴、阳离子的浓度，平衡向 移动。

加入能反应的物质：平衡向 移动。

4、弱酸弱碱加水稀释的过程，溶液中离子浓度先变大后变小，弱酸和弱碱反应所得的盐溶液可能显中性 注意一下几点：

-1、等PH值即等C(OH)的氨水和氢氧化钠溶液中，氨水的物质的量浓度 （填大于或小于）氢氧化钠

+

2、等PH值即等C(H)的醋酸和盐酸溶液中，醋酸的物质的量浓度 （填大于或小于）盐酸

+

3、等PH值即等C(H)的醋酸和碳酸溶液中，醋酸的物质的量浓度 （填大于或小于）碳酸 【例1】物质的量浓度相同的盐酸和醋酸，下列说法中正确的是 （ ）

A.盐酸氢离子浓度大 B.醋酸氢离子浓度大 C.盐酸氢离子的物质的量多 D.醋酸氢离子物质的量大

【例2】相同体积的pH =3的强酸溶液和弱酸溶液分别跟足量的镁完全反应，下列说法正确的是

A．弱酸溶液产生较多的氢气 B．强酸溶液产生较多的氢气 C．两者产生等量的氢气 D．无法比较两者产生氢气的量

—2

【例3】氢离子浓度都为1×10mol/L的盐酸和醋酸各100 mL分别稀释2倍后，再分别加入0?03 g锌粉，在相同条件下充分反应，有关叙述正确的是 （ ）

A? 醋酸与锌反应放出氢气多

B? 盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多 C? 醋酸与锌反应速率大

D? 盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大 【例4在0.1 mol/L的CH3COOH中存在着下列平衡：CH3COOH

H + CH3COO，按下表所示改变条件，请把相应

+

?的变化填入下表空格内。

—+改变措施 平衡移动方向 C（CH3COOH） C（CH3COO） C（H） 溶液的导电性 升温 加水稀释 加冰醋酸 加浓HCl 加醋酸钠 加少量NaOH 加Zn －＋＋【例5】已知0.1 mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO＋H，要使溶液中c(H)/c(CH3COOH)值增大，可以采取的措施是 ( )

A.加少量烧碱溶液 B.降低温度 C.加少量冰醋酸 D.加水

-1

【例6】用水稀释0.1mol·L氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是 （ ）（双选）

---+

A.c(OH)/c(NH3·H2O) B.c(NH3·H2O)/c(OH) C. c (OH) D.H的物质的量 四、电离平衡常数 （1） 三、电离平衡常数

1．定义：在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，用K表示。酸的电离平衡常数也可用Ka表示，碱的电离平衡常数也可用Kb表示）注：浓度指平衡浓度。 2．表示方法：AB K A+B

+

-－

电离c(A?)?c(B-) ?c(AB)3．同一弱电解质在同一温度下发生浓度变化时，其电离常数不变。 4．K值只随温度变化。温度越高，电离常数越大。

5．同一温度下，不同种弱酸，电离常数越大，其电离程度越大，酸性越强。

6．多元弱酸电离平衡常数：K1＞K2＞K3，其酸性主要由第一步电离决定 （2）电离平衡常数的意义：

K值越大，说明电离程度越大，酸碱也就越强；

K值越小，说明电离程度越小，离子结合成分子就越容易，酸碱就越弱。

（3）影响K的外界条件：对于同一电解质的稀溶液来说，K只随温度的变化而变化，一般温度升高，K值变大。若不指明温度，一般指25℃。 （4）多元弱酸、多元弱碱的电离

多元弱酸的电离是分步电离的，每步电离都有电离平衡常数，通常用K1、K2、K3 分别表示。如：磷酸的三个K值，K1>K2>K3 ，但第一步电离是主要的，磷酸溶液的酸性主要由第一步电离决定。因此在说明磷酸溶液显酸性的原因时，只写第一步电离方程式。

多元弱碱的电离也是分步电离的，但习惯上书写其电离方程式时，可写其总的电离方程式。

2+—

如：Cu(OH)2 Cu+2OH五、电离度

已电离的弱电解质分子 定义式 α= ————————————————————————×100% 已电离的弱电解质分子+未电离的弱电解质分子 经典例题讲解： 例1. 现有等pH或等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液，分别加入足量镁产生H2的体积(同温同压下测定)的变

化图示如下：

其中正确的是( )

例2. 已知0.1 mol·L1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH＋

)/c(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．①② B．①③ C．②④ D．③④ 例3．下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )

－

＋

－1

CH3COO＋H，要使溶液中c(H

－＋

A．相同浓度的两溶液中c(H)相同 B．100 mL 0.1 mol·L的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠 C．pH＝3的两溶液稀释100倍，pH都为5 D．两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c(H)均明显减小 例4．已知室温时，0.1 mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是( ) A．该溶液的pH＝4 B．升高温度，溶液的pH增大 C．此酸的电离平衡常数约为1×10

－7

＋

D．由HA电离出的c(H)约为水电离出的c(H)的10倍

＋＋6

例5．常温下，向等物质的量浓度的两种一元酸的盐溶液中，分别通入少量的CO2，发生如下反应： NaA＋CO2＋H2O===HA＋NaHCO3 2NaB＋CO2＋H2O===2HB＋Na2CO3，

则等物质的量浓度的HA和HB在水中电离出H的能力大小关系是( )

A．HA较强 B．HB较强 C．两者一样 D．无法比较

例6．(1)将等质量的锌粉分别投入10 mL 0.1 mol·L 的盐酸和10 mL 0.1 mol·L的CH3COOH溶液中。

①若锌不足量，反应快的是________；

－1

－1

＋

②若锌过量，产生氢气的量的关系为________。

(2)将等量的锌粉分别投入c(H)均为1 mol·L、体积均为10 mL的盐酸和醋酸溶液中。 ①若锌不足量，反应快的是________；②若锌过量，产生氢气的量的关系为________。 一、选择题

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．SO3

＋

－1

2．下列说法正确的是( )

A．强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强 B．强电解质的稀溶液中不存在溶质分子

C．强电解质都是离子化合物，而弱电解质都是共价化合物 D．不同的弱电解质只要物质的量的浓度相同，电离程度也相同

3．把0.05 mol NaOH固体分别加入到下列100 mL溶液中，导电能力变化较大的是( ) A．0.5 mol/L MgSO4溶液

B．0.5 mol/L盐酸 D．0.5 mol/L NH4Cl溶液

C．0.5 mol/L的CH3COOH溶液

4．醋酸是一种常见的弱酸，为了证明醋酸是弱电解质，某同学开展了题为“醋酸是弱电解质的实验探究”的探

究活动。该同学设计了如下方案，其中错误的是( )

A．先配制一定量的0.10 mol/L CH3COOH溶液，然后测溶液的pH，若pH大于1， 则可证明醋酸为弱电解质

B．先配制一定量0.01 mol/L和0.10 mol/L 的CH3COOH溶液，分别用pH计测它们 的pH，若两者的pH相差小于1个单位，则可证明醋酸是弱电解质

C．先测0.10 mol/L CH3COOH溶液的pH，然后将其加热至100℃，再测pH，如果 pH变小，则可证明醋酸是弱电解质

D．配制一定量的CH3COONa溶液，测其pH，若常温下pH大于7，则可证明醋酸 是弱电解质

5．冰醋酸加水稀释时，溶液中的氢离子浓度随加入的水量变化的下列各曲线图中，正确的是( )

6．下列事实可证明氨水是弱碱的是( )

A．氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁 B．铵盐受热易分解

C．0.1 mol/L氨水可以使酚酞试液变红 D．0.1 mol/L氯化铵溶液的pH约为5

7. 向1 L pH＝2的盐酸和醋酸溶液中，分别投入0.65 g锌粒，则下图中比较符合客观事实的是( )