全国通用版高考化学一轮复习第26讲弱电解质的电离平衡学案docx.docx
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第26讲弱电解质的电离平衡
I•了解电解质的帆念。
了解強电解质和45电解质的槪念。
2.理解电解质在水滚液中的电离•以及电解质溶液的导电性。
3.
考纲解读
理解弱电解质庄水中的电离平衡•能利用电离平街常敦进行相关计算,
4.了解水的电离、离子积常數。
5.了解滚液pH的含义及其测定方法•能进行pH的简单计算。
6.了解盐类水解的廉理、彩响盐类水解程度的主妾因素、盐类水解的应用.
7.了解难淀电解质的沉淀浦解平術。
理解涿朮积(K®)的舍茨.能进行相关的计菲。
<§>故知重温
1.强、弱电解质
(1)
定义与物质类別
(2)与化合物类别的关系
强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物,弱电解质主要是某些抽t化合物。
(3)电离方程式的书写一一“强等号,弱可逆,多元弱酸分步离”
1强电解质:
如H2SO4:
H2SOi=2H++SOro
2弱电解质:
a.一元弱酸,如CH3C00H:
CHQOOHch:
qo(t+h+。
b.多元弱酸,分步分离,电离方程式只写第一步,如H2CO3:
H2CO3『+HCO二
c.多元弱碱,分步电离,一步书写。
如Fc(0H)3:
Fe(0II)3Fe3++30iro
3酸式盐:
a.强酸的酸式盐
如NaHS0.i在水溶液中:
NallSO—Na++ir+S0r;熔融
时:
NaHS0i=Na++HS0ro
b.弱酸的酸式盐:
如NallCCh:
NaHC03=Na++HC0:
ro
2.弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的建立
反应速率
弱电解质分子:
电离成离子;
\的速率丨
:
两种速率相等,处于电离平衡状态
离子结:
,/合成弱电解i/质分子的速率:
时间
(2)电离半衡的特征
—可逆过程
EH
一卩(电离)二讥结合)#09动态平衡
条件一定,平衡体系中弱电解质分子与离子的浓度一定
—条件改变,平衡发生移动
3.电离平衡常数
(1)表达式
①一元弱酸HA的电离常数:
根据HAF+A一,可表示为•久A)
c ②一元弱碱BOII的电离常数: 根据BOIIB++0I「,可表示为糸=卅爲') (2)特点 电离常数只与温度有关,与电解质的浓度、酸碱性无关,由于电离过程是咙热的,故温度升高,&增儿多元弱酸是分步电离的,各级电离常数的大小关系是心》金……,所以其酸性主要决定于第二步电离。 (3)意义 相同条件下,《值越大,表示该弱电解质越易电离,所对应的酸性或碱性相对越産。 (4)影响因素 「内因(决定因素)一弱电解质本身的性质影响因素卜 1-外因一温度(随温度升高而增大) 1.正误判断,正确的画“,错误的画“X”。 (1)稀释氨水时,电离平衡正向移动,c(NH3-H20)减小,c(NHZ)增大。 () (2)氨气溶于水,当c(OH~)=c(NHt)时,表明NHs-H20电离处于 平衡状态。 () (3)由0.1mol•「一元碱BOH的pH=10,可知溶液存在 B0H=B++0H^o() (4)0.1mol•L-1的CHaCOOH与0.01mol•「的CH3COOH屮,cGf)之比为10: 10() (5)向氨水中加入少量NaOH固体,电离平衡逆向移动,c(0H~)减小,溶液的pH减小。 () (6)向氨水中加入少量NIIQ固体,会使溶液的pH减小。 () 答案 (1)X (2)X⑶X(4)X(5)X(6)V 2.下列说法正确的是() A.电离常数受溶液浓度的影响 B.电离常数可以表示弱电解质的相对强弱 C.电离常数大的酸溶液中的0(1广)一定比电离常数小的酸溶液中的c(I广)大 I2— D.H2C0: j的电离常数表达式: 心⑴)) 答案B 解析电离常数是温度的函数,与溶液浓度无关,A错误;电离常数可以表示弱电解质的相对强弱,B正确;酸屮c(Il+)既与酸的电离常数有关,又与酸的浓度有关,C错误;是分步电离的,第一步电离常数表达式为為=创第二步电离常数表达式为和2 鸟典题精讲 典例1下列事实一定能证明HNQ是弱电解质的是() ①常温下NaNO? 溶液pH大于7②用IIN0? 溶液做导电实验,灯泡很暗③UNO? 与NaCl不能发生反应 4常温下0.1mol•L_1HNO2溶液的pH=2.1⑤NaNO? 和H3PO4反应,生成HNO2⑥常温下将pH=l的HNO2溶液稀释至原体积的100倍,溶液pH约为2.8 A.①④⑥B.①②③④ C.①④⑤⑥D.①②③④⑤⑥ 解析①常温下NaM)2溶液pH大于7,说明亚硝酸钠是强碱弱酸盐,则HN02是弱电解质,故①正确;②溶液的导电性与离子浓度及离子所带电荷数有关,用HN02溶液做导电实验,灯泡很暗,不能证明HN0・2为弱电解质,故②错误;③HN02与NaCl不能发生反应,只能说明不符合复分解反应发生的条件,但不能说明HN02是弱电解质,故③错误;④常温下0.1mol・LFNO2溶液的pH=2.1,说明HNO2不完全电离,即说明HN02为弱电解质,故④正确;⑤较强酸可以制取较弱酸,NaNOz和H3PO4反应,生成HN02,说明HNO? 的酸性弱于H3P0o则HNO2为弱电解质,故⑤正确;⑥常温下将pH=l的H702溶液稀释至原体积的100倍,溶液pH约为2.8,说明11池是弱电解质,故⑥正确。 答案C 名师精讲 判断强、弱电解质的方法 (1)电解质是否完全电离 在溶液中强电解质完全电离,弱电解质部分电离。 据此可以判断HA是强酸还是弱酸,如: 若测得0.1mol/L的HA溶液的pH=l,则HA为强酸;若pH>l,则HA为弱酸。 (2)是否存在电离平衡 强电解质不存在电离平衡,弱电解质存在电离平衡,在一定条件下电离平衡会发生移动。 1一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化: 将pll=3的IIA溶液稀释100倍后,再测其pH,若pll=5,则为强酸,若pll<5,则为弱酸。 2升高温度后pH的变化: 若升高温度,溶液的pll明显减小,则是弱酸。 因为弱酸存在电离平衡,升髙温度时,电离程度增大,c(H')增大。 而强酸不存在电离平衡,升高温度时,只有水的电离程度增大,pH变化幅度小。 对点精练〉〉 1.为证明某可溶性一元酸(IIX)是弱酸,某同学设计了如下实验方案。 其中不合理的是() A.室温下,测0.1mol-L_1HX溶液的pH,若pH>l,证明HX是弱酸 B.室温下,将等浓度等体积的盐酸和NaX溶液混合,若混合溶液pH〈7,证明HX是弱酸 C.相同浓度的HX溶液与盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应时,HX产生比的起始速率小,证明HX为弱酸 D.在相同条件下,对0.1mol-L-1的盐酸和0.1mol・L的HX溶液进行导电性实验,若HX溶液灯泡较暗,证明HX为弱酸 答案B 解析若HX是强酸,c(H*)=0.1mol•L_1,pH=l,若是弱 酸,因为部分电离,c(H+)<0.lmol-L_1,PH>1,A项正确;等物质的量的HC1与NaX混合后,无论IIX是强酸还是弱酸,上述混合液都是呈酸性,B项错误;浓度相同的1IX与盐酸,若HX是弱酸,c(『)小于盐酸中的c(『),开始生成出的起始速率小,C项正确;相同浓度的HX和盐酸,若HX是弱酸,由于电离出的离子浓度比盐酸小,则导电能力弱,灯泡较暗,D项正确。 2.在一定温度下,有&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,c(H+)由大到小的顺序是(用字母表示,下 同)。 (2)等体积、等物质的量浓度的三种酸,屮和NaOH的能力由大到小的顺序是o (3)若三者MH+)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o 答案(l)b>a>c (2)b>a=c(3)c>a>b(或c>a=2b) (4)c>a=b 解析lici=ll++cr;H2S01=2H++S0r; CH3COOHH++CHsCOO_0 (2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,因随着NaOII溶液的加入,CHsCOOII电离平衡右移,提供的H+和盐酸相同,中和NaOH的能力盐酸和醋酸相同,而H2SO4提供的F是它们的2倍,故b>a=co (3)c(『)相同时,醋酸溶液浓度最大,因醋酸为弱酸,电离程度小,恋0」浓度为盐酸的一半,故c>a>b(或c>a=2b)。 ⑷当三者曲广)相同且体积也相同时,因IIC1、1LSO;1为强电解质,在溶液中完全电离,所以旷总的物质的量相同,故产生比的体积相同。 CHaCOOH为弱电解质,最终能提供的F最多,生成的血最多,故c>a=b。 考点2弱电解质的电离平衡及影响因素 典例2(2017•江苏无锡模拟)已知0.1mol・L—】醋酸溶液中存在电离平衡: ciucooiicibco(r+ii+。 耍使ciiscoon的电离程度增大,可以采取的措施是() ①加少量CH: QOOMa固体②升高温度③加少量冰醋酸④加水 A.①②B.①③C.③④D.②④ 解析①加少量CHsCOONa固体,醋酸根离子浓度增大,电离平衡逆向移动,则醋酸的电离程度减小,错误;②弱电解质的电离过程为吸热反应,升高温度,电离平衡正向移动,则醋酸的电离程度增大,正确;③加少量冰醋酸,醋酸的浓度增大,则醋酸的电离程度减小,错误;④加水,电离平衡正向移动,则醋酸的电离程度增大,正确。 答案D 名师精讲 1.影响弱电解质电离平衡的因素 (1)内因: 弱电解质木身的性质,是决定因素。 '温度: 电离是吸热过程。 温度升高,电离程 度增大;反之,电离程度减小 [增大弱电解质的浓度9电离平衡向电亠宀离方向移动,但电离程度减小浓度2 加水稀释9电离平衡向电离方向移动, 电离程度增大 (2)外因<同离子效应: 在弱电解质溶液中加入与弱 电解质电离出相同离子的强 电解质,电离平衡向生成弱电解质分子的方向移动 化学反应: 若外加物质能与弱电解质电离 出的离子发生反应,电离平衡向电离方向移动 2.外界条件对弱电解质电离平衡的影响以0.1mol•L_,的CHbCOOH溶液为例: CH£OOHCUCOCT+h+A? 7>0 改变 条件 平衡 移动 方向 〃(h+) W) c(CH3C()()~) c(CH3C()()H) 电离 程度 (a) K“ 加水 稀释 向右 增大 减小 减小 减小 增大 不变 加入少量 冰醋酸 向右 增大 增大 增大 增大 减小 不变 通入 HCl(g) 向左 增大 增大 减小 增大 减小 不变 加入 Na()H(s) 向右 减小 减小 增大 减小 增大 不变 加入 CH3C(X)Na(s) 向左 减小 减小 增大 増大 减小 不变 升高温度 向右 增大 增大 增大 减小 增大 增大 加入镁粉 向右 减小 减小 增大 减小 增大 不变 对点精练>> 3.下列关于电解质溶液的说法正确的是() A.0.1L0.5mol•LCH3COOH溶液中含有的I广数为0.05佩 B.室温下,稀释0.1mol-L_1CH3C00H溶液,溶液的导电能力增强 C. 向0.1mol・「CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中 #T电能力 0加入体积 A.在0点时,醋酸不导电 B.a、b、c三点,a点时酷酸溶液中I广浓度最小 C.b点时,醋酸电离程度最大 D.可通过微热的方法使c点溶液屮c(CHsCOO-)增大 答案C 解析A项,在0点时没有水,醋酸没有电离,不导电,正确;B项,导电能力为b>c>a,a.b、c三点,a点时醋酸溶液中『浓度最小,正确;C项,加水促进醋酸电离,b点时醋酸电离程度不是最大,错误;D项,加热向电离方向移动,正确。 考点3电离平衡常数 典例325°C时,部分物质的电离平衡常数如表所示: 化学式 电离平衡常数(&或KJ CH3C(X)H 1.8X10-5 hno2 4.9X10-4 HCN 5X10—1。 HC1O 3X10~8 h2co3 K]=4.3X10-7 K2=5.6X10-11 nh3•h2o J 1.8X10-5 ⑴上述五种酸的酸性由强到弱的顺序是 (2)该温度下,0.10mol・L_1溶液屮的c(H+)= mol•L^o (3)25C时,向NaClO溶液中通入少量的C02,发生反应的离子方程式为 (4)下列能使醋酸溶液中CHsCOOH的电离程度增人,而电离平衡常数不变的操作是—(填序号)。 A.升高温度B.加水稀释 C.加少量CHaCOONa固体D.加入少量冰醋酸 E.加入少量NaOIl固体(温度不变) (5)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 解析 (1)电离平衡常数的大小反应了酸的强弱,数值越大,酸性越强。 /、亠+.-c(H+)・c(N0;)? (H+)c(H+)_4/+、 ⑵由HNO2H+N02,K=——a^^=-^p=4.9X10,c(H)=y/4.9X10"=7X10"mol・L-1<> (3)碳酸酸性强于次氯酸,向NaClO溶液中通入少量的二氧化碳,可以制取次氯酸,但是次氯酸的电离平衡常数大于碳酸二级电离的电离平衡常数,故酸性HC10>HC0r,离子方程式为C02+C10~+H20=HC10+HC0ro (4)电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数就不变。 醋酸的电离是吸热的,升高温度,电离平衡常数增大,A项不符合题意;加水稀释,电离程度增大,电离常数不变,B项符合题意;加少量CHfOOM固体,其电离出的CH£OO抑制CH^COOH的电离,C项不符合题意;加入少量冰酷酸,酷酸浓度增大,电离程度减小,D项不符合题意;加入NaOH固体,c(『)减小,醋酸电离平衡正向移动,电离程度增大,E项符合题意。 答案 (1)HX0,>CH3C00H>H2C03>HC10>HCN (2)7X10-3 ⑶CO2+比0+C1O「=HC10+HCO, (4)BE (5)大于稀释相同倍数,HX的pH变化比CHsCOOH的pH变化大,电离平衡常数大 名师精讲 1.电离平衡常数的应用 ⑴判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。 (2)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,电离平衡常数越人,对应的盐水解程度越小,碱性(或酸性)越弱。 (3)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。 (4)判断微粒浓度比值的变化 弱电解质加水稀释时,能促进弱电解质的电离,溶液中离子和分子的浓度会发牛相应的变化,但电离平衡常数不变,题屮经常利用电离平衡常数来判断溶液屮微粒浓度比值的变化情况。 如: 0.1mol/LCH3COOH溶液屮加水稀释,吧鴛/= (XCIhCOOII) c(CH3C00~)・K”、宀、一I““小1士十心zaCHsCOCF)“ c(CHsCOOH)・期+厂期一)'酸'浴液加水稀释'c(H)减小''值不变’则((CHsCOOH)壇大。 2.电离常数计算的两种类型(以弱酸HX为例) (1)已知c(HX)始和c(『),求电离常数 HXH++X- 起始/ zno、: c(HX)始00 (mol•L) 平衡/ zn_-i: c(HX)始一c(H")c(H')c(H') (mol•L) c(『)•c、(X)_/(『) 人J: Ka—dHX)—dHX)始一a『)° 由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可作近似处理: c(HX)始一c(H+)~c(HX)始,则忆=嘿占 c(HX)始 (2)已知c(HX)始和电离常数,求c(H+) 根据上面的推导有f爲肯盟 贝9: c(F)=点・c(HX)始。 对点精练〉〉 5.将0.1mol-I/1的7出・出0溶液加水稀释,下列说法正确的是() B.01「的物质的量减小 D.TH: 的浓度减小 答案D 当加水稀释时,c(OFF)减小,c(NHt)减小,/7(0ir)增大,电离平衡正向移动,此时,9山仁、c(NH.3•H2O) =诺门的值增大,A、B错误,D正确;辔話•霭S是毗・氏0的电离平衡常数,温度不变,比值不变,C错误。 6.已知25°C时弱电解质电离平衡常数: 尤(CII: COOII)=1.8X107«(HSCN)=O.13。 (1)将20mL0.10mol・L'1CH3COOH溶液和20mL>0.10mol・「的HSCN溶液分别与 0.10mol・【厂的NallCOs溶液反应,实验测得产生CO? 气体体积卩与时间十的关系如图。 反应开始时,两种溶液产生C02的速率明显不同的原因是 反应结束后所得溶液中c(SCN~)c(CH3CO(T)(填“〉”“=”或“〈”)。 (2)2.0X107/01・1〃的氢氟酸屮,调节溶液pH(忽略调节时体积变化),测得平衡体系中c(F_)、c(HF)与溶液pH的关系如下图。 则25£时,IIF电离平衡常数为: &(HF)=0 答案⑴因为K(HSCN)>A;(CH£OOH),溶液中c(H+): HSCN>CH3COOH,c(H+)大反应速率快> (2)4X10-4 解析 (1)反应结束后,溶质为CH^OONa和NaSCN,因CH£OOH酸性弱于HSCN,故CH.COONa水解程度大,c(CH3COCF)〈c(SCN—)。 (2)电离半衡常数等于电离出的离子浓度的幕之积除以电解质的浓度,故 微专题 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较 1.一元强酸与一元弱酸的比较 相同体积,相同浓度的强酸HA与弱酸HB 相同体积,相同pH的强酸HA与弱酸HB pH或物质的量浓度 pHha c(HA) 与金属反应 的起始速率 HA>HB HA=HB 与过量的碱反 应时消耗碱的量 HA=HB HA 与过量活泼金属反应产生H2的量 HA=HB HA c(A~)与c(B~)大小 c(A")>c(B") c(A~)=c(B") 分别加入固体 NaA、NaB后pH变化 HA: 不变 HE: 变大 加水稀释相同倍数后 pHha PHHA>PHhb 溶液的导电性 HA>HB HA=HB 水的电离程度 HA HA=HB 说明一元强碱与一元弱碱的比较规律与以上类似 2.一元强酸(碱)和一元弱酸(碱)稀释时的pH变化图像 图像特点 稀释相同倍数时,强酸、强碱pH变化程度大;无限稀释都只能无限趋近于7,但酸要小于7,碱要大于7 <©>课时作业 (建议用时: 40分钟) 一、选择题(每题6分,共66分) 1.下列说法不正确的是() A•强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡 B.导电能力强的溶液其溶质是强电解质 C.溶质为同一弱电解质的溶液,当温度不同时,其导电能力也不相同 D.强电解质在液态时,有的导电,有的不导电 答案B 解析在溶液中,比较电解质导电能力的强弱应在相同浓度的条件下进行,故B项错误。 2.ILS水溶液中存在电离平衡ILSII++HS"和IIS-H++S2_o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S02气体,溶液pH增大 C.滴加新制氯水,溶液pH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 答案C 解析加水稀释,平衡向右移动,但c(H卜)减小,A项错误;S02过量会产生较多的H2SO3,而H2SO3的酸性比&S强,溶液pH减小,B项错误;滴加新制氯水,C12+H2S=SI+2HC1,HC1的生成,使溶液pH减小,C项正确;加入少量CuSO」固体,Cu2++H2S=CuSI+2H十,溶液中c(H+)增大,D项错误。 3.25°C时,向0.2mol的氨水中加水稀释,则图中的y轴可以表示() ①电离程度②c(NH: <・出0)③c(XH.D ④c(H+)⑤溶液的导电能力⑥pll A. B.②③⑤⑥ D.①②⑤⑥ ①②③⑤ C.②③⑥⑦ 答案B 解析加水稀释,NH3・出0的电离程度增大,①错误;加水稀释虽然促进了NHb-H20的电离,但由于溶液体积增大得更多,故c(NH3-H20)>c(NH: )、c(0H~)均减小,c(H+)增大, ②、③正确,④错误;溶液中离子浓度减小,导电性减弱,⑤正确;c(oir)减小,pii减小, 误;c(H*)・小0茁)=«,只受温度影响,温度不变,c(H+)・q(01T)保持不变,⑧错误;综上分析,B项正确。 4.高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。 以下是某温度 下这四种酸在冰醋酸中的电离常数,从表格中数据判断以下说法中不正确的是() 0 HClOi H2SO1 HC1 HNO: { h 3.0X1 6.3X1 1.6X1 4.2X10 a 0"8 0"9 0"9 -10 A.在冰酷酸中这四种酸都没有完全电离 B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸 C.在冰醋酸屮硫酸的电离方程式为H2S04=2H'+S0r D.水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱 答案C 解析根据电离常数知,在冰醋酸中这儿种酸都不完全电离,A正确;在冰醋酸中,高氯酸的电离常数最大,所以高氯酸的酸性最强,B正确;在冰醋酸屮硫酸存在电离平衡,所以英电离方程式为H2SO4h++Hsor,c不正确;这卩q种酸在水屮都完全电离,在冰醋酸中电离程度不同,所以水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱,D正确。 5.pll=12的X、Y两种碱溶液各10mL,分别稀释至1000mL,其pll与溶液体积(。 的关系如图所示,下列说法正确的是()
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