《2023届新高考化学一轮复习弱电解质的电离平衡学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届新高考化学一轮复习弱电解质的电离平衡学案.docx（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、弱电解质的电离平衡【学科素养】1变化观念与平衡思想：能多角度、动态地分析弱电解质的电离平衡，并运用平衡移动原理解决实际问题。2证据推理与模型认知：能通过分析、推理等方法认识电离平衡的本质特征、建立模型，能运用模型解释电离平衡的移动，揭示现象的本质和规律。考点考题考点一：弱酸弱碱的电离平衡2021浙江6月选考第19题2021广东选择考第21题2021山东等级考第15题2020全国卷第9题考点二：电离平衡常数2019天津高考第5题2019江苏高考第14题2017天津高考第10题2017江苏高考第20题考点一：弱酸弱碱的电离平衡(基础性考点)学生用书P177一、从电离角度理解弱电解质1物质类别2电离
2、方程式(1)强电解质：如H2SO4：H2SO4=2HSO。(2)弱电解质一元弱酸，如CH3COOH：CH3COOHCH3COOH。多元弱酸，分步电离，分步书写且第一步电离程度远大于第二步电离程度，如H2CO3：H2CO3HHCO、HCOHCO。多元弱碱，分步电离，一步书写，如Fe(OH)3：Fe(OH)3Fe33OH。(3)酸式盐强酸的酸式盐，如NaHSO4在水溶液中：NaHSO4=NaHSO；熔融状态下：NaHSO4=NaHSO。弱酸的酸式盐：“强中有弱”，如NaHCO3：NaHCO3=NaHCO、HCOHCO。助理解多角度理解弱电解质二、从原理角度分析电离平衡1电离平衡的建立在一定条件(如
3、温度、浓度等)下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程就达到平衡状态，即电离平衡。平衡建立过程如图所示：2电离平衡的特征3外界条件对电离平衡的影响(1)温度：温度升高，电离平衡向右移动，电离程度增大。(2)浓度：稀释溶液，电离平衡向右移动，电离程度增大。(3)同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡向左移动，电离程度减小。(4)化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时电离平衡向右移动，电离程度增大。辨易错(1)强电解质稀溶液中不存在溶质分子，弱电解质稀溶液中存在溶质分子()(2)电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小，离子浓度
4、一定增大()(3)25时，0.1 molL1 CH3COOH加水稀释，各离子浓度均减小()(4)电离平衡向右移动，弱电解质的电离程度一定增大()能力点一： 电离平衡分析的两种方法从“定性”和“定量”两个角度分析外界条件改变时电离平衡的移动：1从定性角度分析电离平衡理解勒夏特列原理平衡向“减弱”这种改变的方向移动，移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。2从定量角度分析电离平衡理解浓度商规则当QK时，平衡逆向移动；当QK时，处于平衡状态；QK时，平衡正向移动。1(2022石家庄模拟)H2S水溶液中存在电离平衡H2SHHS和HSHS2。对H2S溶液进行如下操作，有关描述正确的是()A加水，平衡向右
5、移动，溶液中氢离子浓度增大B滴加NaOH溶液，平衡向左移动，溶液pH增大C滴加新制氯水，平衡向左移动，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【解析】选C。A.加水后平衡右移，但由于水增多体积变大，氢离子浓度减小，A错误；B.滴加NaOH溶液，H浓度减小，平衡向右移动，B错误；C.氯气和硫化氢反应方程式为Cl2H2S=S2Cl2H，通入氯气平衡向左移动，盐酸的酸性大于氢硫酸，所以溶液的pH减小，C正确；D.加入硫酸铜溶液发生反应H2SCuSO4=H2SO4CuS，硫酸的酸性大于氢硫酸，所以氢离子浓度增大，D错误。【加固训练】常温下，0.1 molL1某一元酸(
6、HA)溶液中1108，下列叙述正确的是()A溶液中水电离出的c(H)1010molL1B溶液中c(H)c(A)0.1 molL1C溶液中加入一定量NaA晶体或加水稀释，溶液的c(OH)均增大D与0.1 molL1NaOH溶液等体积混合后，溶液显中性【解析】选C。根据1108、c(H)c(OH)1014，HA溶液中c(H)103molL1、c(OH) 1011 molL1，由水电离出的c(H)1011 molL1，A项错误；据电荷守恒c(H) c(OH)c(A)，故c(H)c(A)2c(H)c(OH)2103 molL11011 molL1，B项错误；溶液中加入一定量NaA晶体或加水稀释，c(H
7、)都减小，溶液的c(OH)均增大，C项正确；与0.1 molL1NaOH溶液等体积混合后所得溶液是NaA溶液，溶液显碱性，D项错误。2(2022阳江模拟)常温下，对于0.1 molL1的氨水，下列说法正确的是()A加入0.01 molL1稀氨水，NH3H2O的电离平衡向右移动，c(OH)增大B加入少量NaOH固体，NH3H2O的电离度减小，溶液的pH增大C加水稀释后，溶液中减小D通入少量HCl气体后，NH3H2O的电离平衡常数减小【解析】选B。A.加入0.01 molL1稀氨水，相当于对氨水进行稀释，电离平衡NH3H2ONH OH正向移动，但c(OH)减小A错误；B.向氨水中加入NaOH，溶液
8、中c(OH)增大，NH3H2ONH OH逆向移动，NH3H2O的电离度减小，则溶液的pH增大，B正确；C.，稀释后，Kb不变，c(NH)减小，则增大，C错误；D.电离常数只与温度有关，向氨水中通入少量HCl后，电离平衡常数K不变，D错误。【加固训练】室温下，对于等体积、pH均为2的醋酸和盐酸两种溶液，下列叙述不正确的是()A分别加足量的锌充分反应后，醋酸溶液产生的氢气多B分别加水稀释10倍后，两溶液的pH均为3C若HA表示HCl或CH3COOH，两溶液中都有c2(H)c(H)c(A)KwD温度都升高20 后，两溶液的pH不再相等【解析】选B。A.醋酸为弱酸，pH相同、体积相同的醋酸和盐酸，醋酸
9、的浓度大，分别加足量的锌充分反应后，醋酸溶液产生的氢气多，故A正确； BpH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别加水稀释10倍后，溶液中氢离子浓度都减小，醋酸为弱电解质，加水稀释要继续电离出氢离子，所以pH3，盐酸为强电解质，所以稀释后pH3，故B错误；C.根据电荷守恒：c(H)c(A) c(OH)，两边同乘以c(H)，c2(H)c(H)c(A)Kw，故C正确；D.盐酸是强酸，不存在电离平衡，升高温度，盐酸的pH几乎不变，醋酸是弱酸，升高温度，促进醋酸电离，溶液中氢离子浓度增大，醋酸的pH减小，故D正确。能力点二： 弱电解质证明的三个角度【典例】(2021浙江6月选考)某同学拟用pH计测定溶
10、液pH以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是()A25 时，若测得0.01 molL1NaR溶液pH7，则HR是弱酸B25 时，若测得0.01 molL1HR溶液pH2且pH7，则HR是弱酸C25 时，若测得HR溶液pHa，取该溶液10.0 mL，加蒸馏水稀释至100.0 mL，测得pHb，ba1，则HR是弱酸D25时，若测得NaR溶液pHa，取该溶液10.0 mL，升温至50 ，测得pHb，ab，则HR是弱酸【解析】选B。A.25 时，若测得0.01 molL1NaR溶液pH7，可知NaR为强酸强碱盐，则HR为强酸，A错误；B.25 时，若测得0.01 molL1HR溶液pH2且pH
11、7，可知溶液中c0.01 molL1，所以HR未完全电离，HR为弱酸，B正确；C.假设HR为强酸，取pH6的该溶液10.0 mL，加蒸馏水稀释至100.0 mL测得此时溶液pH7，C错误；D.假设HR为强酸，则NaR为强酸强碱盐，溶液呈中性，升温至50 ，促进水的电离，水的离子积常数增大，pH减小，D错误。请归纳证明HR为弱酸的思路有哪些。提示：(1)0.01 molL1HR，其pH2，说明HR不能完全电离，可以证明HR为弱酸；(2)向滴有紫色石蕊的HR溶液中加入少量NaR固体，溶液红色变浅，或加热溶液，溶液红色变深，说明存在电离平衡，且平衡移动，可以证明HR为弱酸；(3)相同体积相同pH的H
12、R和HCl溶液，加入足量锌片，HR溶液产生氢气多，说明HR中有未电离的HR分子，可以证明HR为弱酸；(4)NaR溶液呈碱性，说明R发生水解反应，可以证明HR为弱酸。1(2022温州模拟)常温下，为证明NH3H2O是弱电解质。下列方法不正确的是()A测定0.1 molL1氨水溶液的pHB测定0.1 molL1 NH4Cl溶液的酸碱性C比较浓度均为0.1 molL1氢氧化钠溶液和氨水溶液的导电能力D比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液分别和氨水反应至中性时，耗酸的体积大小【解析】选D。A.测定0.1 molL1氨水溶液的pH，若其pH小于13，则说明NH3H2O在水溶液中不完全电离，为弱电解质，故A
13、正确；B.测定0.1 molL1 NH4Cl溶液的酸碱性，若其溶液显酸性，则说明溶液中存在铵根的水解，NH3H2O为弱电解质，故B正确；C.比较浓度均为0.1 molL1氢氧化钠溶液和氨水溶液的导电能力，若NaOH溶液的导电能力大于氨水，则说明NH3H2O在水溶液中不完全电离，为弱电解质，故C正确；D.无论NH3H2O是强电解质还是弱电解质，等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液分别和氨水反应至中性时，都是消耗盐酸的体积小，故D错误。2(2022广州模拟)下列一定能说明HClO是弱电解质的是()A25 时，用pH试纸测0.01 molL1HClO的pHB25 时，NaClO溶液的pH大于7C25 时，
14、若测得HClO溶液pHa，取该溶液10.0 mL，加蒸馏水稀释至100.0 mL，测得pHb，ba”“”或“”)；甲方案中，说明HA是弱电解质的实验现象是_。A装HCl的试管中放出的氢气速率大B装HA溶液的试管中放出氢气的速率大C两个试管中产生气体速率一样大(2)甲同学为了进一步证明弱电解质电离平衡移动的情况，设计如下实验：使HA的电离程度和c(H)都减小，c(A)增大，可在0.1 molL1的HA溶液中，选择加入_试剂。ANaA固体(可完全溶于水)B1 molL1NaOH溶液C1 molL1H2SO4D2 molL1HA【解析】(1)HA是弱酸，则均为0.1 molL1的HA、HCl溶液中，
15、HA中氢离子浓度小，氢离子浓度越小，和相同的锌反应时产生氢气的速率越小。则乙方案中说明HA是弱电解质的理由是，测得0.1 molL1的HA溶液的pH 1；甲方案中，说明HA是弱电解质的实验现象是A。(2)A.加入NaA固体(可完全溶于水) ，c(A)增大，按同离子效应知，HA的电离程度和c(H)都减小，故A正确；B.加入1 molL1NaOH溶液，c(A)增大，c(H)减小， HA的电离程度增大，故B错误；C.加入1 molL1H2SO4，c(H)增大，HA的电离程度减小，故C错误；D.加入2 molL1HA，增大了HA的浓度，酸越浓、其电离程度越小，c(H)增大，故D错误。答案：(1)A(2
16、)A能力点三： 弱酸(碱)稀释的分析方法1pH变化(1)冰醋酸稀释过程中，pH先减小后增大，其中0b为冰醋酸溶解并建立平衡过程，bc为醋酸溶液稀释后平衡移动过程。(2)一般来说，强酸溶液稀释10倍，pH增大1；弱酸溶液稀释10倍，pH增大小于1，例如pH4的醋酸溶液稀释10倍，4pH5。(3)强、弱酸(碱)稀释过程中pH图像的变化规律pH相等的酸或碱溶液稀释浓度相等的酸或碱溶液稀释2粒子浓度变化弱酸弱碱稀释过程中，微粒浓度变化分析，主要有如下5种方法，以氨水稀释为例：(1)用原理氨水稀释过程中，运用化学平衡移动原理分析单一粒子物质的量变化及浓度变化：n(NH3H2O)减小，n(NH)增大，n(
17、OH)增大，n(H)增大；c(NH3 H2O)减小，c(NH) 减小，c(OH)减小，c(H)增大。(2)转比例对于电离平衡中左右两边粒子浓度之比，可以将浓度之比转化为物质的量之比进行分析，例如，稀释时n(NH3H2O)减小，n(NH)增大，故增大。(3)凑常数对于电离平衡中左右两边粒子浓度之比，可以借助电离常数和水的离子积常数进行分析，例如，稀释时Kb(NH3H2O)不变，c(OH)减小，故增大；，稀释时Kb(NH3H2O)、Kw不变，故不变。(4)极限法对于电离平衡中右边粒子浓度之比，可用极限法进行分析，例如，无限稀释，氨水溶液接近中性，而c(NH)一直减小，减小。(5)守恒法对于电离平衡
18、中右边粒子浓度之比，可用电荷守恒法进行分析，例如，根据电荷守恒：c(NH) c(H)c(OH)，两边同除以c(OH)，1，稀释时c(H)增大，c(OH)减小，故减小。命题角度一：粒子浓度分析1常温下，将0.1 molL1的CH3COOH溶液加水稀释，请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。(1)_；(2)_；(3)_；(4)_。(5)_。【解析】(1)，稀释时c(CH3COO)减小，Ka不变；或，稀释时电离平衡正向移动，n(CH3COOH)减小，n(H)增大。(2)，稀释时c(H)减小，Ka不变；或，稀释时电离平衡正向移动，n(CH3COOH)减小，n(CH3COO)
19、增大。(3)假设无限稀释，c(H)趋近于107 molL1，c(CH3COO)逐渐减小，比值变小。(4)Ka，稀释时Ka不变。(5)，稀释时Ka、Kw不变。答案：(1)变小(2)变大(3)变小(4)不变(5)不变【规律方法】稀释后溶液中离子浓度或离子浓度比值变化规律(1)单一粒子浓度变化,可以用平衡原理分析。醋酸加水稀释,电离平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大,n(H+)增大,n(OH-)增大;但c(CH3COOH)减小,c(CH3COO-)减小,c(H+)减小,c(OH-)增大;(2)粒子浓度比值变化,可以用凑常数、转化比例(分子与离子浓度的比值)、极限法、守恒
20、法(离子与离子浓度的比值)。2(2022邯郸模拟)25 时，将0.1 molL1的R2SO4溶液加水稀释，混合溶液中lg与lgc(OH)的关系如图所示。下列说法正确的是()AKb(ROH)105.7BP、Q点对应的稀释程度：PQC若将溶液无限稀释，溶液中2c(R)c(SO)D25 时，加入适量R2SO4可使P点移至W点【解析】选A。A.P点时，lgc(OH)8.0，即c(OH)108 molL1，lg2.3，即102.3，Kb(ROH)108102.3105.7，A项正确；B.R2SO4溶液中因存在R的水解而使溶液显酸性，加水稀释，酸性减弱，故P点稀释程度更大，B项错误；C.若将溶液无限稀释，
21、溶液接近中性，根据电荷守恒可知，c(R)2c(SO)，C项错误；D.溶液浓度增大，Kb(ROH)不变，故关系曲线不变，D项错误。命题角度二：稀释曲线分析3(2022清远模拟)25 时将水不断滴入 0.1 molL1 的氨水中，下列变化的图像合理的是()【解析】选D。A.随着水的不断滴入，促进一水合氨的电离，溶液中氢氧根离子浓度减小，对水的电离的抑制作用减弱，即随着水量的增加水的电离程度增大，故A错误；B.溶液导电能力取决于离子浓度大小，加水稀释离子浓度下降，导电能力下降，故B错误；C.加水稀释氨水，溶质浓度下降、氢氧根离子浓度下降，由水的离子积常数可知，溶液中氢离子浓度不断增大，但无限稀释溶液
22、接近中性时，氢离子浓度接近107 molL1，故C错误；D.稀释时氢氧根离子浓度下降，pH下降，趋近于7，不能低于7，故D正确。4.(2022揭阳模拟)常温下，pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液，分别加水稀释至体积为V，溶液pH随lg的变化关系如图所示，下列叙述错误的是()A常温下：Ka(HB)Ka(HC)BHC的电离度：a点b点C当lg4时，三种溶液同时升高温度， 减小D当lg5时，HA溶液的pH为7【解析】选D。A.HA稀释10倍pH增大1，则HA为强酸，HB、HC稀释10倍，pH增大值小于1，则HB、HC为弱酸，HB、HC稀释同等倍数，pH的改变值：HBHC，酸性：HBHC，
23、常温下，Ka(HB)Ka(HC)，故A正确；B.对于HC，b点稀释的倍数大于a点，加水稀释促进弱酸的电离，HC的电离度：a点b点，故B正确；C.酸的电离平衡是吸热反应，由于HA为强酸，不存在电离平衡，对HA溶液升高温度，c(A)不变，对HC溶液升高温度促进HC电离，c(C)增大，减小，故C正确；D.HA溶液为强酸溶液，无论稀释多少倍，稀释后溶液只能呈酸性，溶液的pH7，故D错误。考点二：电离平衡常数(应用性考点)一、从原理的角度理解电离平衡常数1表达式一元弱酸HA的电离常数根据HAHA，Ka。一元弱碱BOH的电离常数根据BOHBOH，Kb。多元弱酸的电离常数以H2CO3为例，根据H2CO3HH
24、COKa1；HCOHCOKa2。2意义相同条件下，K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强。3特点电离常数只与温度有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是吸热的，故温度升高，K增大。多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是Ka1Ka2，所以其酸性主要取决于第一步电离。4影响因素(1)内因：弱电解质本身的性质，酸性越弱，电离常数越小。(2)外因：弱电解质电离吸热，升高温度，电离常数增大。辨易错(1)电离平衡右移，电离常数一定增大()提示：增大弱电解质溶液浓度，平衡右移，但平衡常数不变。(2)电离常数可以表示弱电解质的相对强弱()提示：电离常数越大，弱电解质越容易
25、电离，酸(碱)性越强。(3)电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大()提示：电离常数只与温度有关。(4)电离常数大的酸溶液中的c(H)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H)大()提示：c(H)与酸溶液浓度和电离常数有关，相同浓度时电离常数大的酸溶液中的c(H)大。二、电离平衡常数的应用电离平衡常数的应用(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱。温度相同时，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。(2)判断电离平衡的移动方向。如在一定浓度的CH3COOH溶液中K，稀释一倍后，假设平衡不移动，则QK，Qc(NH)c(H)c(OH)。【典例】已知部分弱酸的电离常数如表：弱酸CH3COOHHCNH2CO3电离常数
26、(25 )Ka1.7105Ka6.21010Ka14.3107Ka25.61011(1)0.1 molL1NaCN溶液和0.1 molL1NaHCO3溶液中，c(CN)_c(HCO)(填“”“”或“”)。(2)常温下，pH相同的三种溶液：A.CH3COONaB.NaCNCNa2CO3，其物质的量浓度由大到小的顺序是_(填编号)。(3)室温下，一定浓度的CH3COONa溶液的pH9，溶液中_。(4)将少量CO2通入NaCN溶液，反应的离子方程式是_。【解析】(1)电离常数：HCNH2CO3，则水解程度：CNHCO，故溶液中c(CN)c(HCO)；(2)电离常数：CH3COOHHCNHCO，则浓度
27、相同时水解程度：COCNCH3COO，物质的量浓度相同的三种溶液pH由大到小的顺序是CBA，则pH相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是ABC；(3)根据Ka，pH9的CH3COONa溶液中1.7104。(4)由电离常数可知，酸性：H2CO3HCNHCO，则将少量CO2通入NaCN溶液中，只能生成碳酸氢钠，则反应的离子方程式是CO2H2OCN=HCOHCN。答案：(1)(2)ABC(3)1.7104(4)CO2H2OCN=HCOHCN思维拓展延伸设问(1)0.1 molL1HCN和0.1 molL1 NaCN的混合溶液的pH_7(填“”“”或“”)，溶液中离子浓度由大到小的顺序为_。(2)向0.
28、1 molL1NaOH溶液中通入CO2，所得溶液pH10，则_。【解析】(1)CN的水解常数Kh1.61056.21010，该溶液中NaCN的水解程度大于HCN的电离程度，溶液呈碱性，离子浓度由大到小的顺序为c(Na)c(CN) c(OH)c(H)。(2)根据H2CO3的Ka1、Ka2，可得Ka1Ka2，则2.4103。答案：(1)c(Na)c(CN) c(OH)c(H)(2)2.41031H2CO3和H2S在25 时的电离常数如下：电离常数K1K2H2CO34.31075.61011H2S1.01071.01015则下列反应可能发生的是()ANaHCO3NaHS=Na2CO3H2SBH2SN
29、a2CO3=NaHSNaHCO3CNa2SH2OCO2=H2SNa2CO3DH2SNaHCO3=NaHSH2CO3【解析】选B。电离常数越大，酸性越强，所以酸性由强到弱的顺序是H2CO3H2SHCOHS。A.酸性H2SHCO，该反应不可能发生，A错误；B.酸性H2SHCO，该反应可能发生，B正确；C.酸性H2SHCO，所以Na2S与CO2、H2O反应生成的是NaHCO3和H2S(或NaHS和Na2CO3)，C错误；D.酸性H2CO3H2S，该反应不可能发生，D错误。2已知：H2S：Ka11.0107，Ka21.01015；H2CO3：Ka14.3107，Ka25.61011 ；CH3COOH：
30、Ka1.7105；NH3H2O：Kb1.7105。(1)常温下，0.1 molL1Na2S溶液和0.1 molL1Na2CO3溶液，碱性更强的是_，其原因是_。(2)25 时，CH3COONH4溶液显_性。相同浓度的NaHCO3溶液的pH_(填“大于”或“小于”)CH3COONa溶液的pH。(3)NH4HCO3溶液显_性，原因是_。【解析】(1)Na2S水溶液中主要存在S2的水解，Na2CO3溶液中主要存在CO的水解，H2S的Ka2小于H2CO3的Ka2，所以Na2S更容易水解，所以同浓度的Na2S溶液的碱性更强；(2)CH3COOH的电离平衡常数与NH3H2O的电离平衡常数相等，则醋酸根离子和铵根离子的水解程度相同，所以醋酸铵溶液显中性；CH3COOH的Ka大于H2CO3的Ka1，所以碳酸氢根的水解程度更大，则碳酸氢钠溶液的pH更大；(3)铵根离子水解使溶液显酸性，碳酸氢根离子水解使溶液显碱性，NH3H2O的KbH2CO3的Ka1，故NH的水解程度小于HCO的水解程度，所以溶液显碱性。答案：(1)Na2S溶液H2S的Ka2小于H2CO3的Ka2，Na2S更容易水解 (2)中大于(3)碱NH3H2O的KbH2CO3的Ka1，故NH的水解程度小于HCO的水解程度【加固训练】(2022茂名模拟)常温下,将NaOH溶液分别滴加到H2SO3和H2CO3溶液中,混合