2017-2018版高中化學(xué)第3章水溶液中的離子平衡第1節(jié)弱電解質(zhì)的電離學(xué)案新人教版選修4

1、第一節(jié)弱電解質(zhì)的電離1理解強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的概念。(重點(diǎn))2能描述弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡，正確書寫電離方程式。3理解一定條件下弱電解質(zhì)的電離平衡移動(dòng)。(難點(diǎn))4了解電離常數(shù)的概念、表達(dá)式和意義。 (難點(diǎn))強(qiáng)、 弱 電 解 質(zhì)基礎(chǔ)初探教材整理1電解質(zhì)與非電解質(zhì)1電解質(zhì)(1)定義：在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。(2)物質(zhì)類別：酸、堿、鹽、活潑金屬的氧化物均是電解質(zhì)。2非電解質(zhì)(1)定義：在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電的化合物。(2)物質(zhì)類別：非金屬氧化物、多數(shù)有機(jī)物均是非電解質(zhì)。教材整理2強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)1電解質(zhì)的分類2常見的強(qiáng)、弱電解質(zhì)教材整理3電離方程式的書寫1強(qiáng)電解質(zhì)完全電

2、離，在寫電離方程式時(shí)，用“=”。2弱電解質(zhì)部分電離，在寫電離方程式時(shí)，用“”。(1)一元弱酸、弱堿一步電離。如CH3COOH：CH3COOHCH3COOH，NH3H2O：NH3H2ONHOH。(2)多元弱酸分步電離，必須分步寫出，不可合并(其中以第一步電離為主)。如H2CO3：H2CO3HHCO(主)，HCOHCO(次)。(3)多元弱堿分步電離(較復(fù)雜)，在中學(xué)階段要求一步寫出。如Fe(OH)3：Fe(OH)3Fe33OH。探究升華思考探究某化學(xué)課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溶液導(dǎo)電性與離子濃度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題。問題思考：(1)接通電源后a，b兩個(gè)燈泡哪個(gè)更亮？試

3、分析原因?！咎崾尽縝燈泡更亮。CH3COOH是弱電解質(zhì)，HCl是強(qiáng)電解質(zhì)。相同濃度的鹽酸和醋酸溶液中，鹽酸中離子濃度更大，溶液導(dǎo)電性更強(qiáng)。(2)向燒杯中加入適量NaOH(s)與CH3COOH恰好完全反應(yīng)，能看到什么現(xiàn)象？試分析原因?！咎崾尽縜燈泡變亮。CH3COOHNaOH=CH3COONaH2O，原溶液CH3COOH為弱電解質(zhì)，部分電離，恰好完全反應(yīng)后生成CH3COONa，為強(qiáng)電解質(zhì)，使燒杯的溶液中離子濃度增大，溶液導(dǎo)電性增強(qiáng)。(3)向燒杯中加入適量NaOH(s)，與HCl恰好完全反應(yīng)，燈泡b亮度怎樣變化？試說明原因?！咎崾尽縝燈泡亮度基本不變。由HClNaOH=NaClH2O可知，燒杯中原

4、溶質(zhì)為HCl，反應(yīng)后的溶質(zhì)為NaCl，二者均為強(qiáng)電解質(zhì)，溶液中離子濃度基本不變。(4)有的同學(xué)認(rèn)為也可用該實(shí)驗(yàn)裝置證明CH3COOH為弱電解質(zhì)，你認(rèn)為可行嗎？【提示】可行。a燈泡暗說明中離子濃度小，由于兩種酸均為1 molL1，所以可確定CH3COOH未能完全電離，屬于弱電解質(zhì)。認(rèn)知升華1對(duì)電解質(zhì)和非電解質(zhì)的理解(1)電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，符合其中一個(gè)條件即可；電解質(zhì)自身能夠電離；電解質(zhì)屬于化合物。(2)非電解質(zhì)在水溶液中和熔融狀態(tài)下均不導(dǎo)電，須同時(shí)符合兩個(gè)條件；非電解質(zhì)不能電離；非電解質(zhì)屬于化合物。2影響溶液導(dǎo)電能力的因素溶液的導(dǎo)電能力與溶液中離子的濃度和離子所帶電荷數(shù)有關(guān)：溶

5、液中離子的濃度越大，離子所帶電荷數(shù)越多，溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。注意：強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定強(qiáng)，弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定弱。3電離方程式的書寫(1)酸式鹽電離方程式的書寫強(qiáng)酸的酸式鹽完全電離，如NaHSO4=NaHSO。弱酸的酸式鹽“強(qiáng)中有弱”，如NaHCO3=NaHCO，HCOHCO。注：熔融態(tài)時(shí)：NaHSO4=NaHSO。(2)兩性氫氧化物電離方程式書寫酸式電離：Al(OH)3HAlOH2O；堿式電離：Al(OH)3Al33OH。題組沖關(guān)題組1強(qiáng)、弱電解質(zhì)及溶液導(dǎo)電性1下列物質(zhì)的分類組合全部正確的是()選項(xiàng)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)非電解質(zhì)ANaClHClCO2BNaHCO3NH3H2OCCl

6、4CBa(OH)2BaCO3CuDH2SO4NaOHC2H5OH【解析】A項(xiàng)，HCl為強(qiáng)電解質(zhì)；C項(xiàng)，BaCO3為強(qiáng)電解質(zhì)，Cu既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)；D項(xiàng)，NaOH為強(qiáng)電解質(zhì)?！敬鸢浮緽2下列狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)щ姷碾娊赓|(zhì)是()A石墨B熔融態(tài)的氯化鈉C硫酸銅溶液D干冰【解析】A項(xiàng)，石墨屬于單質(zhì)，既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)；B項(xiàng)，熔融態(tài)的氯化鈉為化合物，NaCl(l)Na(l)Cl(l)，故能導(dǎo)電；C項(xiàng)，CuSO4溶液屬于混合物，不是電解質(zhì)；D項(xiàng)，干冰(CO2)屬于非電解質(zhì)且不導(dǎo)電。【答案】B3醋酸的下列性質(zhì)中，可以證明它是弱電解質(zhì)的是() 1 molL1的CH3COOH溶液中c(H)102mo

7、lL1CH3COOH以任意比與H2O互溶在相同條件下，CH3COOH溶液的導(dǎo)電性比鹽酸弱10 mL 1 molL1的CH3COOH溶液恰好與10 mL 1 molL1的NaOH溶液完全反應(yīng)同濃度同體積的CH3COOH溶液和HCl溶液與Fe反應(yīng)時(shí)，CH3COOH溶液中放出H2的速率慢CH3COOH溶液中CH3COOH、CH3COO、H同時(shí)存在ABCD【解析】電解質(zhì)的強(qiáng)弱與溶解性無關(guān)；物質(zhì)的量相同的HCl與CH3COOH中和NaOH的能力相同，故不能說明CH3COOH是弱電解質(zhì)?！敬鸢浮緼題組2電離方程式的書寫4下列各電離方程式中，書寫正確的是()ACH3COOHHCH3COOBKHSO4KHSO

8、CNH3H2O=NHOHDH2CO32HCO【解析】B項(xiàng)，KHSO4(水溶液)=KHSO，KHSO4(熔融)=KHSO；C項(xiàng)，NH3H2ONHOH；D項(xiàng)，H2CO3HHCO?！敬鸢浮緼5水溶液中下列電離方程式書寫正確的是()ACa(OH)2Ca22OHBNaHCO3=NaHCOCH2SO32HSODBaSO4=Ba2SO【解析】A項(xiàng)，應(yīng)為Ca(OH)2=Ca22OH；B項(xiàng)，應(yīng)為NaHCO3=NaHCO；C項(xiàng)，應(yīng)為H2SO3HHSO?！敬鸢浮緿6寫出下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式：(1)HNO3_；(2)Al(OH)3的酸式電離_；(3)Al(OH)3的堿式電離_；(4)Na2CO3_；(5)K

9、HSO3_?！敬鸢浮?1)HNO3=HNO(2)Al(OH)3HAlOH2O(3)Al(OH)3Al33OH(4)Na2CO3=2NaCO(5)KHSO3=KHSO弱 電 解 質(zhì) 的 電 離基礎(chǔ)初探教材整理電離平衡的建立1電離平衡在一定條件下(如溫度和濃度)，弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等時(shí)，電離過程達(dá)到電離平衡狀態(tài)。2建立過程(用vt圖象描述)探究升華思考探究弱電解質(zhì)醋酸在水中部分電離。電離的示意圖如下：問題思考：(1)醋酸在水中部分電離，如何書寫其電離方程式？H2CO3也屬于弱電解質(zhì)，如何書寫其電離方程式？弱堿Fe(OH)3呢？【提示】CH3COOHCH3COOHH

10、2CO3HHCOHCOHCOFe(OH3)=Fe33OH(2)根據(jù)醋酸在水中電離的vt圖分析v結(jié)合和v電離怎樣變化？當(dāng)v電離v結(jié)合時(shí)，溶液中醋酸分子、氫離子、醋酸根離子的濃度有何特點(diǎn)？【提示】醋酸電離過程中，v電離逐漸減小，v結(jié)合不斷增大，二者相等時(shí)，即電離達(dá)到平衡狀態(tài)，各組分的濃度保持不變。(3)若對(duì)燒杯中的醋酸溶液加熱，醋酸的電離程度將如何變化？加水呢？加入少許醋酸晶體呢？【提示】加熱升高溫度，電離程度增大，加水稀釋、電離程度增大，加入醋酸晶體，電離平衡右移，但是電離程度減小。認(rèn)知升華1電離平衡的特點(diǎn)(1)電離過程是吸熱的。(2)分子、離子共存，這完全不同于強(qiáng)電解質(zhì)。(3)弱電解質(zhì)在溶液中

11、的電離都是微弱的。一般來說，電離的分子極少，絕大多數(shù)以分子形式存在。如0.1 molL1的CH3COOH溶液中，c(H)在1103 molL1左右。2電離平衡的特征3外界條件對(duì)電離平衡的影響(以CH3COOHCH3COOH為例)條件改變平衡移動(dòng)電離程度n(H)c(H)導(dǎo)電能力加水正向增大增大減小減弱升溫正向增大增大增大增大加醋酸鈉(s)逆向減小減小減小增大通HCl(g)逆向減小增大增大增大加NaOH(s)正向增大減小減小增強(qiáng)題組沖關(guān)題組1電離平衡的特征及建立1將1 mol冰醋酸加入到一定量的蒸餾水中最終得到1 L溶液。下列各項(xiàng)中，表明已達(dá)到電離平衡狀態(tài)的是 ()A醋酸的濃度達(dá)到1 molL1B

12、H的濃度達(dá)到0.5 molL1C醋酸分子的濃度、醋酸根離子的濃度、H的濃度均為0.5 molL1D醋酸分子電離成離子的速率和離子重新結(jié)合成醋酸分子的速率相等【解析】在未電離時(shí)c(CH3COOH)1 molL1，當(dāng)醋酸、H、CH3COO的濃度不再變化時(shí)(但此時(shí)三者的濃度不一定是0.5 molL1)，醋酸的電離達(dá)到平衡狀態(tài)，故A、B、C均錯(cuò)。依據(jù)平衡狀態(tài)的標(biāo)志即電離成離子的速率與離子結(jié)合成分子的速率相等，可知D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿2一元弱酸HA(aq)中存在下列電離平衡：HAAH。將1.0 mol HA加入到一定量的蒸餾水中，最終得到1.0 L溶液，如圖，表示溶液中HA、H、A的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間而

13、變化的曲線正確的是()【解析】根據(jù)弱酸HA的電離平衡知，HA濃度由大到小，排除D項(xiàng)；A、H濃度由0增大，排除了A、B；平衡時(shí)，HA減少量等于A的增加量。【答案】C3如圖所示是醋酸溶于水時(shí)，電離過程中，醋酸分子電離成離子的速率、離子結(jié)合成醋酸分子的速率隨時(shí)間的變化曲線。請(qǐng)回答下列問題：(1)va表示_的速率；vb表示_的速率。(2)在時(shí)間由t0到t1過程中，va的變化是_，vb的變化是_。(3)當(dāng)時(shí)間達(dá)t1后，va與vb的關(guān)系是_，此時(shí)醋酸達(dá)到_狀態(tài)?！敬鸢浮?1)醋酸分子電離成離子離子結(jié)合成醋酸分子(2)減小增大(3)相等電離平衡題組2影響電離平衡的因素4在CH3COOH溶液中存在如下平衡：C

14、H3COOHHCH3COO。加入少量下列固體物質(zhì)，能使平衡逆向移動(dòng)的是()ANaClBCH3COONaCNa2CO3DNaOH【解析】加入Na2CO3、NaOH均消耗H，使c(H)減小，平衡正向移動(dòng)；加入NaCl，c(CH3COOH)、c(H)、c(CH3COO)均無變化，平衡不移動(dòng)；加入CH3COONa，c(CH3COO)增大，平衡逆向移動(dòng)?！敬鸢浮緽5在氨水中存在下列電離平衡：NH3H2ONHOH，下列情況能引起電離平衡向正向移動(dòng)的有()加NH4Cl固體加NaOH溶液通HCl加CH3COOH溶液加水加壓ABCD【解析】加入NH4Cl固體相當(dāng)于加入NH，平衡左移；加入OH，平衡左移；通HCl

15、，相當(dāng)于加入H，中和OH，平衡右移；加CH3COOH溶液，相當(dāng)于加H，中和OH，平衡右移；加水，稀釋，越稀越電離，平衡右移；加壓，無氣體參加和生成，無影響?！敬鸢浮緾6化合物HIn在水溶液中存在以下電離平衡：HIn(aq)H(aq)In(aq)(紅色)(黃色)故可用作酸堿指示劑?，F(xiàn)有濃度為0.02 molL1的下列各溶液：鹽酸石灰水NaCl溶液NaHSO4溶液NaHCO3溶液氨水，其中能使指示劑顯紅色的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】ABCD【解析】若使指示劑顯紅色，須讓電離平衡逆向移動(dòng)，即增大c(H)；中只有、能增大溶液中的 c(H)?！敬鸢浮緾電 離 常 數(shù)基礎(chǔ)初探教材整理1概念在一定溫度下，當(dāng)弱電解

16、質(zhì)在水溶液中達(dá)到電離平衡時(shí)，溶液中離子濃度之積與分子濃度的比值是一個(gè)常數(shù)。2表達(dá)式對(duì)于ABAB，K。3意義表示弱電解質(zhì)的電離能力。一定溫度下，K值越大，弱電解質(zhì)的電離程度越大。探究升華思考探究向兩支分別盛有0.1 molL1醋酸和0.1 molL1硼酸溶液中的試管中滴加等濃度的Na2CO3溶液觀察現(xiàn)象。試管1試管2問題思考：(1)醋酸和碳酸均存在電離平衡，請(qǐng)寫出醋酸和碳酸電離(第一步電離)的化學(xué)方程式，并寫出對(duì)應(yīng)的電離平衡常數(shù)的表達(dá)式?！咎崾尽緾H3COOHCH3COOHKH2CO3HHCOK(2)兩試管中的現(xiàn)象有何不同？請(qǐng)比較醋酸、碳酸和硼酸的酸性大小。【提示】試管中有氣泡冒出。說明酸性的強(qiáng)

17、弱：醋酸碳酸硼酸。(3)查閱資料發(fā)現(xiàn)，醋酸、碳酸和硼酸在25 的電離平衡常數(shù)分別是1.75105、4.4107(第一步電離)和5.81010。它們與酸性大小有何聯(lián)系？【提示】K值越大，酸性越強(qiáng)。(4)加熱試管1，反應(yīng)速率如何變化？電離平衡常數(shù)如何變化？【提示】加熱試管，反應(yīng)速率加快，電離平衡常數(shù)增大。認(rèn)知升華1有關(guān)電離常數(shù)的注意事項(xiàng)(1)電離常數(shù)的大小由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定，同一溫度下，不同弱電解質(zhì)的電離常數(shù)不同，K值越大，電離程度越大。(2)同一弱電解質(zhì)在同一溫度下改變濃度時(shí)，其電離常數(shù)不變。(3)電離常數(shù)K只隨溫度的變化而變化，升高溫度，K值增大。(4)多元弱酸電離常數(shù)：K1K2K3，其酸性

18、主要由第一步電離決定，K值越大，相應(yīng)酸的酸性越強(qiáng)。2對(duì)于一元弱酸HA，電離常數(shù)常用Ka表示，Ka；對(duì)于一元弱堿BOH，電離常數(shù)常用Kb表示，Kb。題組沖關(guān)題組1電離常數(shù)的理解1下列關(guān)于電離常數(shù)(K)的說法中正確的是()A電離常數(shù)(K)越小，表示弱電解質(zhì)的電離能力越弱B電離常數(shù)(K)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)(K)不同D多元弱酸各步電離常數(shù)相互關(guān)系為K1K2H2CO3HSOHCO，結(jié)合復(fù)分解反應(yīng)中強(qiáng)酸制弱酸的原理，H2SO3與CO反應(yīng)不可能生成H2CO3和SO，故B不合理。【答案】B10.在一定溫度下，冰醋酸加水稀釋過程中，溶液的導(dǎo)電能力I隨加入水的體積V變化的曲線如圖所示。

19、請(qǐng)回答：(1)“O”點(diǎn)導(dǎo)電能力為0的理由是_。(2)a、b、c三點(diǎn)處，溶液的c(H)由小到大的順序?yàn)開。(3)a、b、c三點(diǎn)處，電離程度最大的是_。(4)若將c點(diǎn)溶液中c(CH3COO)增大，c(H)減小，可采取的措施是_；_；_?！窘馕觥咳芤旱膶?dǎo)電能力主要由離子濃度來決定，題目中的圖像說明冰醋酸加水稀釋過程中，離子濃度隨著水的加入先逐漸增大到最大值又逐漸減小，故c(H)是b點(diǎn)最大，c點(diǎn)最小，這是因?yàn)閏(H)，加水稀釋，醋酸的電離平衡正向移動(dòng)，n(H)增大使c(H)有增大的趨勢(shì)，而V(aq)增大使c(H)有減小的趨勢(shì)，c(H)是增大還是減小，取決于這兩種趨勢(shì)中哪一種占主導(dǎo)地位。在“O”點(diǎn)時(shí)，未

20、加水，只有醋酸，因醋酸未發(fā)生電離，沒有自由移動(dòng)的離子存在，故不能導(dǎo)電；要使CH3COO的濃度增大，H濃度減小，可通過加入OH、活潑金屬等使平衡正向移動(dòng)。【答案】(1)在“O”點(diǎn)處醋酸未電離，無離子存在(2)ca(2)(3)0.1 molL11.96105變大變小不變能力提升12HClO是比H2CO3還弱的酸，下列反應(yīng)Cl2H2OHClHClO達(dá)到平衡后，要使HClO的濃度增大，可采取的措施是()A光照B加入NaOH固體C加入水D加入CaCO3固體【解析】要使c(HClO)增大，應(yīng)使Cl2H2OHClHClO向右移動(dòng)，且加入的物質(zhì)只能與HCl反應(yīng)而不能與HClO反應(yīng)，結(jié)合酸性H2CO3HClO，

21、故采取的措施是加入CaCO3固體?！敬鸢浮緿13用水稀釋0.1 molL1的醋酸溶液，其中隨加水量的增加而增大的有() n(H)c(H)c(H)/c(CH3COOH)c(CH3COOH)/c(H)ABCD【解析】CH3COOHCH3COOH，加水稀釋時(shí)，平衡右移，則n(H)、n(CH3COO)均增大，而n(CH3COOH)減小。因溶液被稀釋，c(CH3COOH)、c(CH3COO)、c(H)均減小。故，應(yīng)增大；同理應(yīng)減小。【答案】A14某二元酸(H2A)在水中的電離方程式為：H2A=HHA，HAHA2(25 時(shí)Ka1.0102)，下列有關(guān)說法中正確的是() AH2A是弱酸B稀釋0.1 molL

22、1H2A溶液，因電離平衡向右移動(dòng)而導(dǎo)致c(H)增大C在0.1 molL1的H2A溶液中，c(H)0.12 molL1D若0.1 molL1 NaHA溶液中c(H)0.02 molL1，則0.1 molL1的H2A中c(H) 0.12molL1 【解析】二元酸(H2A)在水中第一步電離為完全電離，則H2A酸性較強(qiáng)，不是弱酸，故A錯(cuò)誤；加水稀釋電離平衡正移，但氫離子濃度減小，所以稀釋0.1 molL1H2A溶液，電離平衡向右移動(dòng)，但是c(H)減小，故B錯(cuò)誤；二元酸(H2A)在水中的電離方程式為：H2A=HHA，HAHA2(Ka21.0102)，第一步完全電離，第二步部分電離，設(shè)電離的HA為x，則有

23、：Ka，解之得x0.008 4。所以在0.1 molL1的H2A溶液中，c(H)0.1 molL10.008 4 mol/L0.108 4 molL1，故C錯(cuò)誤；若0.1 molL1的NaHA溶液中c(H)0.02 molL1,0.1 molL1的H2A溶液中存在H2A=HHA，HAHA2，第一步電離出的氫離子，抑制了第二步電離，所以c(H)0.12 molL1，故D正確。【答案】D15下表是幾種常見弱酸的電離平衡常數(shù)(25 )。酸電離方程式電離平衡常數(shù)KCH3COOHCH3COOHCH3COOH1.75105H2CO3H2CO3HHCO HCOHCOK14.4107K24.71011H2SH2SHHSHSHS2K19.1108K21.11012H3PO4H3PO4HH2