高中化學(xué)人教版選擇性必修一學(xué)案31電離平衡

第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第一節(jié)電離平衡【學(xué)法指導(dǎo)】1．從電離、離子反應(yīng)和化學(xué)平衡的角度認(rèn)識電解質(zhì)水溶液的組成、性質(zhì)和反應(yīng)。2.認(rèn)識弱電解質(zhì)在水溶液中存在電離平衡。3.了解電離平衡常數(shù)的含義。4.能用化學(xué)用語表示弱電解質(zhì)水溶液中的電離平衡；能從電離的角度分析溶液的導(dǎo)電性。5.能利用電離平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。【基礎(chǔ)梳理】知識回顧：電解質(zhì)和非電解質(zhì)定義種類本質(zhì)區(qū)別相同點(diǎn)電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锼?、堿、鹽活潑金屬氧化物和水等在水溶液里或熔融狀態(tài)下自身能否發(fā)生電離均為化合物非電解質(zhì)在水溶液里和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物多數(shù)有機(jī)化合物、非金屬氧化物（水除外）和氨等一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)實(shí)驗(yàn)3-1酸pH1＞1導(dǎo)電能力強(qiáng)較強(qiáng)與鎂條反應(yīng)的裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論①M(fèi)g與鹽酸的反應(yīng)速率大，而與相同物質(zhì)的量濃度的醋酸的反應(yīng)速率小，表明相同物質(zhì)的量濃度時鹽酸中的c(H+)較大，說明在水溶液中，HCl

電離，CH3COOH

電離；②由相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸與醋酸的pH、導(dǎo)電能力及與活潑金屬反應(yīng)的劇烈程度知，在稀溶液中，HCl

電離，CH3COOH

電離。歸納總結(jié)(1)根據(jù)電解質(zhì)在水溶液中，可把電解質(zhì)分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)。(2)強(qiáng)電解質(zhì)：在水溶液中能夠的電解質(zhì)稱為強(qiáng)電解質(zhì)。(3)弱電解質(zhì)：在水溶液中只有的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì)。(4)常見的強(qiáng)電解質(zhì)有、、。常見弱電解質(zhì)有弱酸、弱堿、極少數(shù)的鹽［Pb(Ac)2］、。HCl在水中電離示意圖CH3COOH在水中電離示意圖完全電離強(qiáng)電解質(zhì)部分電離弱電解質(zhì)【典例1】正誤判斷。(1)在水溶液中能夠電離出陰、陽離子的化合物是強(qiáng)電解質(zhì)()(2)非電解質(zhì)的水溶液一定不導(dǎo)電()(3)強(qiáng)電解質(zhì)的水溶液的導(dǎo)電能力一定比弱電解質(zhì)的強(qiáng)()(4)相同條件下，pH相同的鹽酸和CH3COOH溶液的導(dǎo)電能力相同()(5)難溶于水的鹽都是弱電解質(zhì)，可溶于水的鹽都是強(qiáng)電解質(zhì)()(6)0.5mol/L的一元酸溶液中H+濃度一定為0.5mol/L()(7)強(qiáng)酸溶液中的H+濃度一定大于弱酸溶液中的H+濃度()(8)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的原因是溶液中有自由移動的陰、陽離子()答案：×××√×××√【典例2】下列關(guān)于強(qiáng)、弱電解質(zhì)的敘述中正確的是()A.強(qiáng)電解質(zhì)都是離子化合物，弱電解質(zhì)都是共價化合物B.強(qiáng)電解質(zhì)都是可溶性化合物，弱電解質(zhì)都是難溶性化合物C.強(qiáng)電解質(zhì)在熔融狀態(tài)下都能完全電離，弱電解質(zhì)在水溶液中部分電離D.強(qiáng)電解質(zhì)不一定能導(dǎo)電，弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定比強(qiáng)電解質(zhì)弱答案：D解析：HCl是共價化合物，但它是強(qiáng)電解質(zhì)，A錯誤；電解質(zhì)的強(qiáng)、弱與其溶解度無關(guān)，B錯誤；有些強(qiáng)電解質(zhì)在熔融狀態(tài)下不能電離，如，C錯誤；電解質(zhì)導(dǎo)電是有條件的，溶液的導(dǎo)電能力與溶液中離子濃度、離子所帶電荷數(shù)有關(guān)，D正確?！镜淅?】現(xiàn)有：①硫酸銅溶液②③石墨④KOH⑤⑥⑦⑧其中屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是（填序號，下同），屬于弱電解質(zhì)的是，屬于非電解的是，既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)的是。答案：④⑧；⑤⑦；②⑥；①③解析：強(qiáng)電解質(zhì)一般是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和大部分鹽類等，KOH、屬于強(qiáng)電解質(zhì)；弱電解質(zhì)一般是弱酸、弱堿和水等，、屬于弱電解質(zhì)；單質(zhì)和混合物既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)，、是非電解質(zhì)。?名師點(diǎn)撥(1)電解質(zhì)的強(qiáng)弱與其溶解度無關(guān)。如某些難溶(微溶)于水的鹽(BaSO4、AgCl等)，雖然溶解度很小，但是強(qiáng)電解質(zhì)；某些少數(shù)鹽能溶于水，但是弱電解質(zhì)，如(CH3COO)2Pb等。(2)電解質(zhì)的強(qiáng)弱與溶液的導(dǎo)電能力沒有必然聯(lián)系，即強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)。溶液的導(dǎo)電能力是由單位體積內(nèi)自由移動的離子數(shù)目的多少（即自由移動的離子濃度的大?。┖碗x子所帶電荷數(shù)的多少決定的。(3)電解質(zhì)的強(qiáng)弱與化學(xué)鍵沒有必然聯(lián)系。一般強(qiáng)電解質(zhì)含有離子鍵或強(qiáng)極性共價鍵，但含有強(qiáng)極性共價鍵的化合物不一定是強(qiáng)電解質(zhì)，如HF就是弱電解質(zhì)。二、弱電解質(zhì)的電離1、電離方程式(1)電離：電解質(zhì)在狀態(tài)下產(chǎn)生的離子的過程叫電離。(2)電離方程式：表示電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下電離成能夠自由移動的離子式子叫做電離方程式。2、電離方程式的書寫(1)強(qiáng)電解質(zhì)：完全電離，不可逆過程，只有電離出的離子，不存在電解質(zhì)分子，用“=”。如(2)弱電解質(zhì)：部分電離，可逆過程，既有電離出的離子，又存在電解質(zhì)分子，用“”。如思考討論如何書寫H2CO3、Cu(OH)2的電離反應(yīng)方程式？【典例4】試寫出下列電解質(zhì)在水溶液中的電離反應(yīng)方程式。1.2.3.4.5.答案：；；；、、；【典例5】下列電離方程式的書寫正確的是()的電離：B.的電離：C.的電離：的電離：答案：C解析：熔融狀態(tài)下的電離方程式為，水溶液中的電離方程式為，A、D項(xiàng)錯誤；為二元弱酸，不能完全電離，且多元弱酸的電離分步進(jìn)行，以第一步為主，B項(xiàng)錯誤；是多元弱堿，電離方程式一步寫成，C項(xiàng)正確。3、電離平衡(1)電離平衡的建立以CH3COOH的電離過程為例：C(CH3COOH)C(CH3COO-)C(H+)CH3COOH溶于水時

00達(dá)到平衡前

增大達(dá)到平衡時

不變

.(2)電離平衡在一定條件下，當(dāng)?shù)乃俾屎偷乃俾氏嗟葧r，電離過程就達(dá)到了平衡狀態(tài)。(3)電離平衡的特征(4)電離平衡的影響因素①內(nèi)因：電解質(zhì)決定了弱電解質(zhì)在水中達(dá)到電離平衡時電離程度的大小。②外因A.溫度：一般情況下，由于弱電解質(zhì)的電離過程，因此升高溫度，電離平衡向方向移動，電離程度。B.濃度：同一弱電解質(zhì)，增大溶液的濃度，電離平衡向方向移動，但電離程度；稀釋溶液時，電離平衡向方向移動，且電離程度，但往往會使溶液中離子的濃度。a.同離子效應(yīng)：增大(或減小)弱電解質(zhì)電離出的某離子的濃度，可抑制(或促進(jìn))弱電解質(zhì)電離。如向CH3COOH溶液中加人CH3COONa固體，增大了c(CH3COO-)，電離平衡移動，電離程度。b.加入能與弱電解質(zhì)電離出的離子反應(yīng)的物質(zhì)：電離平衡向電離方向移動，電離程度增大。如向CH3COOH溶液中加入NaOH固體，因H+與OH-反應(yīng)生成H2O，使c(H+)，平衡向方向移動，電離程度。【典例6】以0.1mol·L－1CH3COOH溶液為例：實(shí)例(稀溶液)CH3COOHH＋＋CH3COO－

ΔH>0移動方向c(CH3COOH)n(H+)c(H+)c(CH3COO-)導(dǎo)電能力電離程度Ka加水稀釋加CH3COONa(s)加少量冰醋酸加HCl(g)加NaOH(s)加入鎂粉升高溫度答案：右移，減小，增大，減小，減小，減弱，增大，不變；左移，增大，減小，減小，增大，增強(qiáng)，減小，不變；右移，增大，增大，增大，增大，增強(qiáng)，減小，不變；左移，增大，增大，增大，減小，增強(qiáng)，減小，不變；右移，減小，減小，減小，增大，增強(qiáng)，增大，不變；右移，減小，減小，減小，增大，增強(qiáng)，增大不變；右移，減小，增大，增大，增大，增強(qiáng)，增大，增大。解析：加水稀釋，平衡右移，c(CH3COOH)減小，n(H+)增大，c(H+)減小，c(CH3COO-)減小，導(dǎo)電能力減弱，電離程度增大，Ka不變。加CH3COONa(s)，平衡左移，c(CH3COOH)增大，n(H+)減小，c(H+)減小，c(CH3COO-)增大，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電離程度減小，Ka不變。加少量冰醋酸，平衡右移，c(CH3COOH)增大，n(H+)增大，c(H+)增大，c(CH3COO-)增大，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電離程度減小，Ka不變。加入HCl(g)，平衡左移，c(CH3COOH)增大，n(H+)增大，c(H+)增大，c(CH3COO-)減小，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電離程度減小，Ka不變。加入NaOH(s)，平衡右移，c(CH3COOH)減小，n(H+)減小，c(H+)減小，c(CH3COO-)增大，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電離程度增大，Ka不變。加入鎂粉，平衡右移，c(CH3COOH)減小，n(H+)減小，c(H+)減小，c(CH3COO-)增大，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電離程度增大，Ka不變。升高溫度，c(CH3COOH)減小，n(H+)增大，c(H+)增大，c(CH3COO-)增大，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電離程度增大，Ka增大。【典例7】溶于水的電離方程式為____________。（1）向溶液中加入溶液時，電離平衡向_________移動，__________，_____________；（2）向溶液中加入NaOH固體時，電離平衡向_____________移動，_________，_______________；（3）若將溶液加熱至沸騰，則______________。答案：、（1）右；增大；減?。?）右；減小；增大（3）減小解析：是二元弱酸，在水溶液中是分兩步電離的，其電離方程式應(yīng)為、。（1）當(dāng)加入溶液時，因發(fā)生反應(yīng)，使電離平衡右移，則增大，但減小；（2）當(dāng)加入NaOH固體時，因發(fā)生反應(yīng)，使電離平衡右移，則減小，但增大；（3）當(dāng)加熱溶液至沸騰時，揮發(fā)，使減小。?名師點(diǎn)撥弱電解質(zhì)溶液與稀釋過程分析開始加水時，電離平衡向右移動，離子數(shù)目增多，離子濃度增大，導(dǎo)電能力增強(qiáng)；離子濃度增大到最大后再加水稀釋，電離平衡向右移動，離子數(shù)目增多，電離程度增大，但離子濃度減小，導(dǎo)電能力減弱。例如，溶解冰醋酸并稀釋溶液的過程中，c（H+）與加水量的關(guān)系如圖所示。三、電離常數(shù)1、概念在一定條件下，當(dāng)弱電解質(zhì)的電離達(dá)到平衡時，溶液里各組分的濃度之間存在一定的關(guān)系。對一元弱酸或元弱堿來說，溶液中弱電解質(zhì)電離的乘積，與溶液中之比是個常數(shù)，這個常數(shù)叫做電離平衡常數(shù)，簡稱電離常數(shù)。弱酸、弱堿的電離常數(shù)通常分別用、表示。2、表達(dá)方式(1)一元弱酸、一元弱堿的電離常數(shù)(2)多元弱酸、多元弱堿的電離常數(shù)多元弱酸的電離分步進(jìn)行，各步的電離常數(shù)通常分別用Ka1、Ka2、Ka3等來表示。如：一般多元弱酸各步電離常數(shù)的大小為Ka1?Ka2?Ka33、影響因素①電離平衡常數(shù)只與有關(guān)，升高溫度，K值增大。②在相同條件下，弱酸的電離常數(shù)越大，酸性越。③多元弱酸的各級電離常數(shù)的大小關(guān)系是，所以其酸性決定于電離。4、意義CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1的大小比較實(shí)驗(yàn)操作向盛有2

mL

1mol/L

醋酸的試管中滴加1

mol/L

Na2CO3溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原理結(jié)論?名師點(diǎn)撥1、相同溫度下，等濃度的弱酸（或弱堿）的電離常數(shù)[對于多元弱酸（或弱堿）來說，通常只考慮第一步電離的電離常數(shù)]越大，其酸性（或堿性）越強(qiáng)；2、相同溫度下，弱酸（或弱堿）的酸性（或堿性）越強(qiáng)，其電離常數(shù)或第一步電離的電離常數(shù)越大。3、一定溫度下，電離常數(shù)越大，弱電解質(zhì)越容易電離，由此判斷弱電解質(zhì)的相對強(qiáng)弱。【典例8】下列說法正確的是()C.大的酸溶液中一定比小的酸溶液中的大D.的電離常數(shù)表達(dá)式為答案：B解析：對于同一弱電解質(zhì)的稀溶液來說，電離平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，與溶液濃度無關(guān)，A項(xiàng)錯誤；電離平衡常數(shù)可以表示弱電解質(zhì)的相對強(qiáng)弱，B項(xiàng)正確；酸溶液中既跟酸的電離常數(shù)有關(guān)，也跟酸溶液的濃度有關(guān)，C項(xiàng)錯誤；碳酸是分步電離的，第一步電離常數(shù)的表達(dá)式為，第二步電離常數(shù)的表達(dá)式為，D項(xiàng)錯誤?！镜淅?】下列關(guān)于電離常數(shù)（）的說法中正確的是()A.電離常數(shù)（）越小，表示弱電解質(zhì)的電離能力越弱B.電離常數(shù)（）與溫度無關(guān)C.不同濃度的同一弱電解質(zhì)，其電離常數(shù)（）不同答案：A解析：加熱能促進(jìn)弱電解質(zhì)的電離，故升高溫度，電離常數(shù)（）增大，B錯誤；對于同一弱電解質(zhì)的稀溶液來說，電離常數(shù)只與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，C錯誤；多元弱酸各步電離常數(shù)的大小關(guān)系為，D錯誤?！镜淅?0】由表格中電離常數(shù)判斷下列反應(yīng)可以發(fā)生的是()弱酸HClO電離平衡常數(shù)（25℃）A.B.C.D.答案：B解析：由題表中數(shù)據(jù)可知，酸性：。因酸性，則反應(yīng)不能發(fā)生，A項(xiàng)錯誤；因酸性，則反應(yīng)能發(fā)生，B項(xiàng)正確；因酸性，則反應(yīng)不能發(fā)生，C項(xiàng)錯誤；因酸性，則反應(yīng)不能發(fā)生，D項(xiàng)錯誤。四、電離度1、定義：弱電解質(zhì)在溶液中達(dá)到電離平衡狀態(tài)時，已電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原有電解質(zhì)分子總數(shù)（包括已電離和未電離）的百分率，稱為電離度。2、表達(dá)式：電離度通常用ɑ表示。3、意義：電離度實(shí)質(zhì)上表示的是弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時的轉(zhuǎn)化率，即表示弱電解質(zhì)在水中的電離程度。特別提示①溫度相同，濃度相同時，不同弱電解質(zhì)的電離度不同。若不同的一元弱酸的a.越大，表示其酸性相對越強(qiáng)。②同一弱電解質(zhì)的濃度不同，電離度也不同，溶液越稀，電離度越大?！镜淅?1】電離度可表示電解質(zhì)的相對強(qiáng)弱，電離度）如表所示：編號物質(zhì)（微粒）電離度αA硫酸溶液（第一步完全電離）：第二步10%B硫酸氫鈉溶液：29%C醋酸：1.33%D鹽酸：100%（1）25℃時，上述幾種溶液中從大到小的順序是___________（填序號）。硫酸溶液中的電離度小于相同溫度下0.l硫酸氫鈉溶液中的電離度，其原因是_________________。（3）醋酸的電離平衡常數(shù)的表達(dá)式是____________，則物質(zhì)的量濃度為的醋酸的電離平衡常數(shù)與電離度α的關(guān)系為_____________（用含的代數(shù)式表示）。答案：（1）ADBC（2）硫酸的第一步電離抑制了硫酸氫根離子的電離（3）解析：（1）硫酸第一步完全電高，第二步部分電離，硫酸中；硫酸氫鈉溶液中；醋酸中；鹽酸中，所以由大到小的順序是ADBC。（2）硫酸溶液中，硫酸第一步電離出氫離子，第二步又電離出氫離子，第一步電離出的氫離子抑制了第二步的電離，而硫酸氫鈉溶液中硫酸氫根離子的電離不受抑制，所以溶液中的電離度小于溶液中的電離度。（3）在溶液中存在電離平衡：，則；醋酸中，則。

【課后練習(xí)】1.醋酸鉛因有甜味而被稱為“鉛糖”，有毒但能入藥，又知易溶于水，硝酸鉛溶液與醋酸鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為。下列有關(guān)說法不正確的是()的“鉛糖”溶液中B.“鉛糖”是強(qiáng)電解質(zhì)C.“鉛糖”是共價化合物D.“鉛糖”溶液的導(dǎo)電性可能很弱2.下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式不正確的是()A.B.C.D.3.在醋酸溶液中存在電離平衡，要使電離平衡右移且增大，應(yīng)采取的措施是()醋酸溶液中逐滴加入氨水至過量時，溶液的導(dǎo)電能力將發(fā)生相應(yīng)的變化，其電流強(qiáng)度隨加入氨水的體積變化的曲線關(guān)系是下圖中的()A.B.C.D.5.已知人體體液中存在如下平衡：，以維持體液pH的相對穩(wěn)定。下列說法不合理的是()A.當(dāng)強(qiáng)酸性物質(zhì)進(jìn)入體液后，上述平衡向左移動，以維持體液pH的相對穩(wěn)定B.當(dāng)強(qiáng)堿性物質(zhì)進(jìn)入體液后，上述平衡向右移動，以維持體液pH的相對穩(wěn)定C.若靜脈滴注大量生理鹽水，則體液的pH減小D.進(jìn)行呼吸活動時，如果進(jìn)入血液，會使體液的pH減小6.已知25℃，醋酸溶液中各微粒存在下述關(guān)系：下列有關(guān)說法可能成立的是()A.25℃條件下，向該溶液中加人一定量的鹽酸時，B.25℃條件下，向該溶液中加入一定量的鹽酸時，C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，醋酸溶液中D.升高到一定溫度，7.已知：25℃時，HCOOH的電離平衡常數(shù)，的電離平衡常數(shù)，。下列說法不正確的是()溶液中加入甲酸有氣泡產(chǎn)生B.25℃時，向甲酸溶液中加入NaOH溶液，HCOOH的電離程度和均增大甲酸溶液中加入蒸餾水，減小固體，減小8的HCN溶液中存在如下電離平衡：，下列敘述正確的是(

)A.加入少量NaOH固體，平衡正向移動

B.加水，平衡逆向移動

C.滴加少量0.1的HCl溶液，溶液中減小

D.加入少量NaCN固體，平衡正向移動9.已知、的相關(guān)電離常數(shù)有如下關(guān)系：，下列化學(xué)方程式一定正確的是(

)A. B.C. D.10.下表是幾種常見弱酸的電離平衡常數(shù)（25℃）。弱酸電離方程式電離平衡常數(shù)回答下列問題：（1）當(dāng)溫度升高時，值（填“增大”“減小”或“不變”）。（2）在溫度相同時，各弱酸的值不同，那么值的大小與酸性的相對強(qiáng)弱有何關(guān)系？。（3）若把、、、、、、都看作酸，其中酸性最強(qiáng)的是，最弱的是。（4）多元弱酸是分步電離的，每一步都有相應(yīng)的電離衡常數(shù)。對于同一種多元弱酸的、、之間存在的關(guān)系是，出現(xiàn)該關(guān)系的原因是。（5）用食醋可清除水壺中的水垢，通過該事實(shí)（填“能”或“不能”）比較醋酸與碳酸的酸性強(qiáng)弱，請另設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證醋酸與碳酸的酸性強(qiáng)弱。方案為。答案及解析1.答案：B解析：溶液中存在電離平衡，的“鉛糖”溶液中，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯誤；因?yàn)殡x子化合物均是強(qiáng)電解質(zhì)，故“鉛糖”是共價化合物，C項(xiàng)正確；因“鉛糖”是弱電解質(zhì)，其電離程度較小，故其稀溶液的導(dǎo)電性很弱，D項(xiàng)正確。2.答案：BC解析：氫氧化鋇是可溶性強(qiáng)堿，在水溶液中完全電離，A正確；碳酸的電離方程式分步書寫，正確的電離方程式為，，B錯誤；硫酸氫鈉為強(qiáng)電解質(zhì)，在水溶液中完全電離，電離方程式應(yīng)用“===”連接，C錯誤；碳酸鈉為強(qiáng)電解質(zhì)，在水溶液中完全電離，D正確。3.答案：D解析：加入NaOH（s）、蒸餾水、升高溫度均能使平衡右移，但加入NaOH（s）、蒸餾水時減小，升高溫度時增大；加入鹽酸，電離平衡左移，增大。