大学物理化学第三单元第17讲弱电解质的电离平衡

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1、第 17 讲 弱电解质的电离平衡,一、电解质和非电解质 1电解质和非电解质,(1)电解质：在_中或_下_的 _。酸、碱、盐以及一些活泼金属氧化物都是电解质。 (2)非电解质：在_中和_下_的 _，如乙醇、蔗糖等。化合物中除电解质外就是非电解质。,水溶液,熔融状态,能导电,化合物,水溶液,熔融状态,都不能导电,化合物,2强电解质和弱电解质,3.电离及电离方程式的书写,(1)电离：在水溶液中或熔融状态下电解质离解。电解质溶,于水或熔化的过程即是电离的过程。,(2)电离方程式的书写。,强电解质用“_”表示。,如 H2SO4电离方程式为：_。,弱电解质用“,”表示。,多元弱酸分步电离，且第一步电离程度

2、远远大于第二步， 如 H2CO3 电离方程式：_。 多元弱碱电离方程式一步写成，如 Fe(OH)3 电离方程式： _。 4溶液的导电性：电解质溶液导电属于离子导电。电解质 溶 液 的 导 电 性 和 _ 、 _有关。,溶液中自由离子的浓度,自由离子所带电荷数,二、弱电解质的电离平衡及电离平衡常数,1电离平衡的概念：在一定条件下，弱电解质在水溶液中 _与_的速率_时的平衡状 态。电离过程的速率时间曲线如图 3171。,电离速率,离子结合成弱电解质分子,相等,图 3171,2电离平衡的特征 3电离平衡常数 (1)表达式。,对于一元弱酸,平衡常数 K ,_。,对于一元弱碱,平衡常数 K,_。,(2)

3、特点。,电离平衡常数与_无关，只与_有关，升,温，K 值_。,多元弱酸的各级电离常数的大小关系是逐渐减小，如 H3PO4的各级电离常数的大小顺序为K1K2K3，故其酸性取决 于第一步。,(3)意义。,相同条件下，K 值越大，表示该弱电解质_电离， 弱酸对应的酸性_。相同条件下常见弱酸的酸性强弱： H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO。,浓度,温度,增大,越容易,越强,【基础导练】,1下列溶液导电能力最强的是(,)。,D,A0.1 mol/L氨水100 mL B0.1 mol/L CH3COOH 50 mL C0.05 mol/L HCl 100 mL D0.05 mo

4、l/L H2SO4 10 mL,解析：导电能力与电解质的强弱、离子浓度、离子所带电 荷数等有关。NH3H2O和CH3COOH为弱电解质，HCl和H2SO4 为强电解质，排除A、B项；H2SO4为二元酸，HCl为一元酸， 相同浓度下前者总离子浓度比后者大，且相同浓度下硫酸根离 子所带电荷数比氯离子多，选D。,2下列关于电解质电离的叙述中，不正确的是(,)。,A电解质的电离过程就是产生自由移动离子的过程 B碳酸钙在水中的溶解度很小，但溶解的碳酸钙全部电 离，所以碳酸钙是强电解质 C氯气和氨气的水溶液导电性都很好，所以它们是强电 解质 D水难电离，纯水几乎不导电，所以水是弱电解质,C,解析：氯气和氨

5、气的水溶液导电是因为生成了HCl、 NH3H2O等电解质，而氯气为单质，氨气为非电解质，故C错。,3下列事实可证明氨水是弱碱的是(,)。,A氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁 B铵盐受热易分解 C0.1 mol/L 氨水可以使酚酞试液变红 D0.1 mol/L 氯化铵溶液的 pH 约为 5 解析：证明氨水是弱电解质的原理有两个：一是证明氨水 不能完全电离，溶液中存在电离平衡；二是证明氨水与强酸反 应生成的盐的水溶液具有弱酸性。,D,4 在醋酸溶液中，CH3COOH 电离达到平衡的标志是,(,)。,C,A溶液显电中性 B溶液中检测不出CH3COOH分子存在 C氢离子浓度恒定不变 Dc(H)c

6、(CH3COO),解析：电离平衡是一个动态平衡，弱电解质的电离不可能 进行到底，且无论在任何时刻，醋酸溶液均显酸性，c(H) c(CH3COO)c(OH)始终成立，只要达到平衡状态，各组分 的浓度恒定不变。,5(2011 年广东韶关模拟)下列事实能说明醋酸是弱电解质,的是(,)。,A,B,C,D,醋酸与水能以任意比互溶；醋酸溶液能导电；醋酸 溶液中存在醋酸分子；同温下，0.1 molL1醋酸的pH比0.1 molL1盐酸的pH大；醋酸能和碳酸钙反应放出CO2；常 温时，0.1 molL1醋酸钠溶液pH8.9；质量和形状相同的锌 粒在同温下分别与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应，开始 时醋酸产生

7、H2速率慢。,解析：、都是说明醋酸溶液部分电离：,所以、正确；因为醋酸是,弱酸，所以醋酸根可发生水解，醋酸钠溶液显碱性，正确； 相同物质的量浓度的盐酸和醋酸，开始时醋酸电离的 H浓度比 盐酸小，故产生 H2 速率慢，正确。说明了醋酸的水溶性； 说明醋酸是电解质；说明醋酸的酸性，均不符合。 答案：B,考点 1 强酸与弱酸的比较,【例 1】醋酸是一种常见的一元弱酸，为了证明醋酸是弱电解 质，某同学开展了题为“醋酸是弱电解质的实验探究”的探究活,动。该同学设计了如下方案，其中错误的是(,)。,A先配制一定量的 0.10 mol/LCH3COOH溶液，然后测溶液 的 pH，若 pH 大于 1，则可证明

8、醋酸是弱电解质 B先配制一定量 0.01 mol/L 和 0.10 mol/L 的 CH3COOH 溶液， 分别用 pH 计测它们的 pH，若两者的 pH 相差小于 1 个单位，则 可证明醋酸是弱电解质 C取等体积、等 pH 的 CH3COOH 溶液和盐酸分别与足量锌 反应，测得反应过程中醋酸产生 H2 较慢且最终产生 H2 较多，则 醋酸为弱酸 D配制一定量的 CH3COONa 溶液，测其 pH，若常温下 pH 大于 7，则可证明醋酸是弱电解质,思路指导：要证明醋酸是弱电解质，只需要证明醋酸部分,电离即可。,答案：C,解析：若是一元强酸，则0.1 mol/L的酸溶液的pH1,0.01 mol

9、/L的酸溶液的pH2，该酸的钠盐溶液的pH7。若 CH3COOH是弱酸，那么0.1 mol/L的CH3COOH溶液的pH1、 0.1 mol/L CH3COOH与0.01 mol/L CH3COOH溶液的pH1、 CH3COONa溶液呈碱性均可说明CH3COOH是弱酸。C中观察 到的现象应为：产生H2的速率先较慢后较快，C错误。,证明某酸(HA)是弱酸的方法,【思维探究】,1BaSO4、CaCO3难溶于水，它们是弱电解质吗？,解析：强电解质不一定易溶于水，例如BaSO4、CaCO3虽 难溶，但因其溶解部分在水中完全电离，因此仍为强电解质； 而有些物质如HF、H3PO4、NH3H2O等虽易溶，但

10、在水中部分 电离，故仍为弱电解质。,2强电解质导电能力一定强，弱电解质导电能力一定弱,吗？,解析：电解质溶液的导电性只与溶液中离子浓度的大小及 离子所带的电荷数有关，与电解质强弱无必然联系。只有在相 同条件下，等物质的量浓度的强电解质溶液的导电性才比弱电 解质溶液的导电能力强。另外，能导电的物质也未必是电解质， 如石墨、金属等。,【变式训练】 1(2011 年广东珠海模拟)取 pH 均为 2 的盐酸和醋酸各100 mL，分别加水稀释两倍后，再分别加入 6.5 g 锌粉，相同条件,)。,下充分反应，下列说法中，不正确的是( A加水稀释后两溶液的 pH 不再相等 B起始时醋酸与锌反应的速率大 C醋

11、酸与锌反应放出的氢气多 D两者放出的氢气一样多,答案：D,2(双选)在甲烧杯中放入盐酸，乙烧杯中放入醋酸，两种 溶液的体积和 pH 都相等，向两烧杯中同时加入质量不等的锌,粒，反应结束后得到等量的氢气。下列说法正确的是(,)。,A甲烧杯中放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大 B甲烧杯中的酸过量 C两烧杯中参加反应的锌等量,D反应开始后乙烧杯中的c(H)始终比甲烧杯中的c(H)小,答案：AC,解析：两烧杯中起始时含n(H)相同，但溶质的物质的量甲 乙。若乙烧杯中加入的Zn粒质量大，则由反应实质可知乙烧 杯中酸过量产生的H2多，故假设错误，甲烧杯中放入锌的质量 应比乙烧杯中放入锌的质量大，所以A正

12、确，B错误；根据反 应后生成的H2量相同，说明参加反应的Zn质量相等，C正确； 在反应开始后，盐酸中c(H)降低很快，而醋酸仅少部分电离， 大量的醋酸以分子形式存在，在与Zn反应的过程中，CH3COOH 的电离平衡不断向右移动，继续电离产生H，溶液中c(H)降 低较盐酸慢，故D错误。,考点 2 电离平衡的影响因素 1内因：弱电解质本身的结构和性质。,2外因：以弱电解质 AB 的电离为例：,以醋酸(HAc)电离平衡：,H0 为例：,【例 2】对室温下 pH 相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶,液分别采取下列措施，有关叙述正确的是(,)。,A加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的 pH 均增大 B使温度都升

13、高 20 后，两溶液的 pH 均不变 C加水稀释 2 倍后，两溶液的 pH 均减小 D加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多 思路指导：本题的关键点是抓住醋酸是弱酸、盐酸是强酸， 温度和浓度对弱电解质电离平衡的影响。,答案：A,解析：盐酸是强电解质，不存在电离平衡，而醋酸是弱电 解质，存在电离平衡：CH3COOH HCH3COO，当分别 加入适量CH3COONa晶体后，盐酸中发生反应：HCH3COO CH3COOH，而醋酸中由于c(CH3COO)增大，电离平衡左 移，两溶液中c(H)均减小，pH均增大，故A项正确；当温度 都升高20 后，醋酸电离平衡右移，c(H)增大，pH减小，盐 酸

14、的pH不变，B项不正确；加水稀释后，两溶液的c(H)均减 小，故pH均增大，C项不正确；醋酸浓度大，等体积时CH3COOH 的物质的量多，与足量的锌反应产生的H2多，故D项不正确。,用化学平衡理论分析处理电解质的电离平衡问题时，应该 深刻地理解勒夏特列原理：平衡向“削弱”这种改变的方向移 动，移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。如加水稀释,CH3COOH时，尽管H的物质的量增多，但由于体积增大的程 度更大，故c(H)仍会减小。,【变式训练】,答案：B,解析：A中电荷守恒：c(H)c(OH)c(CH3COO)，故 正确；加水稀释c(H)减小，c(OH)增大，故B错误； c(CH3COO)增大，平衡逆向移动，C正确；两溶液混合后， CH3COOH有剩余，溶液显酸性，pH7，D正确。,4化合物 HIn 在水溶液中因存在以下电离平衡：,平衡移动的过程中发生了颜色的变化，故可用作酸碱指示剂。 浓度为0.02 mol/L 的下列各溶液：盐酸；石灰水；NaCl 溶液；NaHSO4溶液；NaHCO3溶液；氨水。其中能使指,示剂显红色的是(,)。,A,B,C,D,C,解析：由电离平衡看出，若使指示剂显红色必使平衡左移， 而使平衡左移的条件是向溶液中加入H。在给出的试剂中只有 、溶于水电离出H，故C选项正确。,1下列关于强、弱电解质的叙述错误的是(,