高考二輪 弱電解質(zhì)的電離考點(diǎn)整理(MS23)
高考二輪? 弱電解質(zhì)的電離考點(diǎn)整理(MS23)
考綱
1.了解強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念。
2.了解電解質(zhì)在水溶液中的電離,以及電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性。
3.了解弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡。(中頻)
一、弱電解質(zhì)的電離平衡
1.電離平衡的建立
在一定條件(如溫度、濃度)下,當(dāng)弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率和離子結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的速率相等時(shí),電離過程就達(dá)到了平衡。
2.電離平衡的特征
3.外界條件對電離平衡的影響
電離是一個(gè)吸熱過程,主要受溫度、濃度的影響。
以弱電解質(zhì)CH3COOH的電離為例:
CH3COOH??CH3COO-+H+
二、電離平衡常數(shù)
1.表達(dá)式
(1)對于一元弱酸HA:
HA??H++A-,平衡常數(shù)K=
??
(2)對于一元弱堿BOH:
BOH??B++OH-,平衡常數(shù)K=
2.意義
相同條件下,K值越大,表示該弱電解質(zhì)越易電離,所對應(yīng)的酸性或堿性相對越強(qiáng)。
3.特點(diǎn)
(1)多元弱酸是分步電離的,各級電離常數(shù)的大小關(guān)系是K1?K2……,所以其酸性主要決定于第一步電離。
三、基礎(chǔ)辨析、填空
1.你知道他們對錯(cuò)的原因嗎? (打“√”“×”)
(1)溶液導(dǎo)電能力弱的電解質(zhì)一定是弱電解質(zhì)( )
(2)弱電解質(zhì)濃度越大,電離程度越大( )
(3)溫度升高,弱電解質(zhì)的電離平衡右移( )
(4)0.1 mol/L某一元酸HA溶液的pH=3,HA溶液中存在:HA===H++A-( )
(5)溫度不變,向CH3COOH溶液中加入CH3COONa,平衡左移( )
(6)電離平衡常數(shù)(K)越小,表示弱電解質(zhì)電離能力越弱( )
(7)不同濃度的同一弱電解質(zhì),其電離平衡常數(shù)(K)不同( )
(8)電離平衡右移,電離平衡常數(shù)一定增大( )
(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)×
2.NH3·H2O在水溶液中的電離方程式為:___________,
其電離常數(shù)表達(dá)式為:___________。
對該電離平衡改變條件如下:①升高溫度?、诩铀♂?③加少量NaOH(s)?、芡ㄉ倭縃Cl(g)?、菁尤隢H4Cl(s),其中:
(1)使電離平衡右移的有________;
(2)使c(OH-)增大的有________;
(3)使電離常數(shù)改變的有________。
答案 NH3·H2O?NH4++OH-
? ? K=
? ? ? ??
(1)①②④ (2)①③ (3)①
四、熟記:
1、兩種類別:①強(qiáng)電解質(zhì):強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、絕大多數(shù)鹽;②弱電解質(zhì):弱酸、弱堿、水。
2、兩個(gè)特征:v(離解)=v(結(jié)合)≠0;分子、離子濃度保持不變。
3、三個(gè)影響因素:溫度、濃度、相同離子。
4、一個(gè)表達(dá)式:K=
5、影響電離平衡的因素
(1)內(nèi)因
弱電解質(zhì)本身的性質(zhì),決定了弱電解質(zhì)電離平衡強(qiáng)弱。如相同條件下CH3COOH電離程度大于H2CO3。
(2)外因
電離平衡屬于動態(tài)平衡,當(dāng)外界條件改變時(shí),弱電解質(zhì)的電離平衡也會發(fā)生移動,平衡移動也遵循勒夏特列原理。
以CH3COOH?CH3COO-+H+ ΔH>0為例:
6、特別提醒
(1)電離常數(shù)只與溫度有關(guān),升溫電離常數(shù)增大,與酸堿性無關(guān)。
(2)溶液的導(dǎo)電性與溶液中離子濃度大小和帶的電荷數(shù)有關(guān)。
典例:室溫下,對于0.10 mol·L-1的氨水,下列判斷正確的是( )
A.與AlCl3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al3++3OH-===Al(OH)3↓
B.加水稀釋后,溶液中c(NH4+)·c(OH-)變大
C.用HNO3溶液完全中和后,溶液不顯中性
D.其溶液的pH=13
7、從“定性”和“定量”兩角度理解電離平衡
(1)從定性角度分析電離平衡:應(yīng)該深刻地理解勒夏特列原理——平衡向“減弱”這種改變的方向移動,移動結(jié)果不能“抵消”或“超越”這種改變。
(2)從定量角度分析電離平衡:當(dāng)改變影響電離平衡的條件后分析兩種微粒濃度之比的變化時(shí),若通過平衡移動的方向不能作出判斷時(shí),應(yīng)采用化學(xué)平衡常數(shù)定量分析。
?
典例:在0.1 mol·L-1NH3·H2O溶液中存在如下平衡:NH3+H2O?NH3·H2O?NH4++OH-。下列敘述中正確的是( )
A.加入少量濃鹽酸,鹽酸與NH3反應(yīng)生成NH4Cl,使NH3濃度減小,NH4+濃度增大,平衡逆向移動
B.加入少量NaOH固體,OH-與NH4+結(jié)合生成NH3·H2O,使NH4+濃度減小,平衡正向移動
C.加入少量0.1 mol·L-1?NH4Cl溶液,電離平衡常數(shù)不變,溶液中c(OH-)減小
D.加入少量MgSO4固體,溶液pH增大
典例:用水稀釋0.1 mol·L-1?CH3COOH時(shí),溶液中隨著水量的增加而減小的是( )
A.c(CH3COOH)/c(OH-) ??B.c(OH-)/c(H+)
C.c(H+)和c(OH-)的乘積 ? ? ? D.OH-的物質(zhì)的量
8、一元強(qiáng)酸(堿)和一元弱酸(堿)的比較
強(qiáng)酸與弱酸(或強(qiáng)堿與弱堿)由于電離程度的不同,在很多方面表現(xiàn)出不同的性質(zhì),以鹽酸和醋酸為例。
9、判斷弱電解質(zhì)的三個(gè)思維角度
角度一:弱電解質(zhì)的定義,即弱電解質(zhì)不能完全電離,如測0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1。
角度二:弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡,條件改變,平衡移動,如pH=1的CH3COOH加水稀釋10倍1<pH<2。
角度三:弱電解質(zhì)形成的鹽類能水解,如判斷CH3COOH為弱酸可用下面兩個(gè)現(xiàn)象:
(1)配制某濃度的醋酸鈉溶液,向其中加入幾滴酚酞試液?,F(xiàn)象:溶液變?yōu)闇\紅色。
(2)用玻璃棒蘸取一定濃度的醋酸鈉溶液滴在pH試紙上,測其pH。現(xiàn)象:pH>7。
典例:現(xiàn)有常溫下的四份溶液:①0.01mol/L HCl;②0.01 mol/L CH3COOH;③pH=12 的氨水;④pH=12的NaOH溶液,下列說法正確的是( )
A.②中由水電離出的c(H+)=1×10-12?mol/L
B.將①、③混合,若有pH=7,則消耗溶液的體積:③>①
C.將②、④等體積混合(體積變化忽略不計(jì)),則c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.01 mol/L
D.將四份溶液均稀釋10倍后溶液pH:③>④,②>①
典例:下列事實(shí)中一定不能證明CH3COOH是弱電解質(zhì)的是( )
①常溫下某CH3COONa溶液的pH=8
②用CH3COOH溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn),燈泡很暗
③等pH、等體積的鹽酸、CH3COOH溶液和足量鋅反應(yīng),CH3COOH放出的氫氣較多
④0.1 mol·L-1?CH3COOH溶液的pH=2.1
⑤CH3COONa和H3PO4反應(yīng),生成CH3COOH
⑥0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液稀釋100倍,pH<3
A.②?? B.②⑤??C.①③⑤??? D.③④⑤⑥
10、電離常數(shù)的意義
根據(jù)電離常數(shù)數(shù)值的大小,可以估算弱電解質(zhì)電離的程度,K值越大,電離程度越大,弱酸酸性越強(qiáng)。如相同條件下常見弱酸的酸性強(qiáng)弱:H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO。
11、電離常數(shù)的影響因素
(1)電離常數(shù)隨溫度的變化而變化,但由于電離過程熱效應(yīng)較小,溫度改變對電離常數(shù)影響不大,其數(shù)量級一般不變,所以室溫范圍內(nèi)可忽略溫度對電離常數(shù)的影響。
(2)電離常數(shù)與弱酸、弱堿的濃度無關(guān),同一溫度下,不論弱酸、弱堿的濃度如何變化,電離常數(shù)是不會改變的。
12、有關(guān)電離平衡常數(shù)的計(jì)算
以弱酸HX為例:
(1)已知c(HX)和c(H+),求電離平衡常數(shù)
HX ??????? ? ? ?H+ + ?X-
起始:c(HX) 0 ? ? ? ? ? ? ??0
平衡:c(HX)-c(H+) ????c(H+) c(H+)
則:K=
=
由于弱酸只有極少一部分電離,c(H+)的數(shù)值很小,可做近似處理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),則K=
(2)已知c(HX)和電離平衡常數(shù),求c(H+)
HX ? ? ??? ?? ? ??H+?+ ??X-
起始:c(HX) ??0? ? ? ? ?? 0
平衡:c(HX)-c(H+)c(H+) ? ??c(H+)
則:K=
=
由于c(H+)的數(shù)值很小,可做近似處理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),則:c(H+)=
典例:已知25 ℃時(shí)弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù):
Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13。
(1)將20 mL 0.10 mol/L CH3COOH溶液和20 mL 0.10mol/L的HSCN溶液分別與0.10 mol/L的NaHCO3溶液反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測得產(chǎn)生CO2氣體體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。
反應(yīng)開始時(shí),兩種溶液產(chǎn)生CO2的速率明顯不同的原因是_________________;
反應(yīng)結(jié)束后所得溶液中c(SCN-)__________c(CH3COO-)(填“>”、“=”或“<”)。
(2)2.0×10-3?mol/L的氫氟酸水溶液中,調(diào)節(jié)溶液pH(忽略調(diào)節(jié)時(shí)體積變化),測得平衡體系中c(F-)、c(HF)與溶液pH的關(guān)系如圖所示。則25 ℃時(shí),HF電離平衡常數(shù)為Ka(HF)=________(列式求值)。
?審題指導(dǎo):
信息①:CH3COOH、HSCN電離常數(shù)?酸性:HSCN>CH3COOH>H2CO3,水解能力:SCN-<CH3COO-<HCO3-<CO32-
? ?信息②:Ka(HF)=c(F-)?c(H+)/c(HF)??pH=4時(shí):c(F-)、c(H+)、c(HF)
(1)Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH),溶液中c(H+):HSCN>CH3COOH,c(H+)大反應(yīng)速率快 >
(2)c(F-)?c(H+)/c(HF)=1×10-4×1.6×10-3/4×10-4=4×10-4