考试说明 1.了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念。 2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。 3.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关计算。
考点一 弱电解质的电离平衡 考点二 电离平衡常数 考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
知识梳理 考点一 弱电解质的电离平衡 1.弱电解质 (1)概念 强电解质,包括 、 、 等 强酸 全部电离 强碱 大多数盐 在水溶液里 电解质 弱电解质,包括 、 、 等 部分电离 弱酸 弱碱 水 (2)与化合物类型的关系 强电解质主要是大部分 化合物及某些 化合物,弱电解质主要是某些 化合物。 离子 共价 共价
2.弱电解质的电离平衡 (1)电离平衡的建立 在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。 (2)电离平衡的特征
(3)外界条件对电离平衡的影响 内因:由弱电解质本身的结构或性质决定,电解质越弱,其电离程度越小。
CH3COOH H++CH3COO- ΔH>0 3.以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0的影响。 实例(稀溶液) CH3COOH H++CH3COO- ΔH>0 改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 导电能力 Ka 加水稀释 ____ 加入少量冰醋酸 通入HCl(g) → 增大 减小 减弱 不变 增大 增大 增强 不变 → ← 增大 增大 增强 不变 加NaOH(s) ____ 加入镁粉 升高温度 加CH3COONa(s) 减小 增强 不变 → 减小 减小 增强 不变 → 减小 减小 增强 不变 → 增大 增大 增强 增大 ←
例1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×” (1)强电解质溶液中不存在溶质分子,弱电解质溶液中存在溶质分子( ) (2)氨气溶于水,当NH3·H2O电离出的c(OH-)=c(NH )时,表明NH3·H2O 电离处于平衡状态( ) √ × (3)室温下,由0.1 mol·L-1一元碱BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH===B++OH-( ) × (4)电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大( ) × (5)稀释弱电解质溶液时,所有粒子浓度都一定会减小( ) ×
例2.分别画出冰醋酸和0.1 mol·L-1的醋酸加水稀释时导电能力的变化图。
例2.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。下图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是
考点二 电离平衡常数 1.表达式 (1)一元弱酸HA的电离常数:根据HA H++A-,可表示为Ka= 。 (2)一元弱碱BOH的电离常数:根据BOH B++OH-,可表示为Kb=
2.意义 相同条件下,K值越大,表示该弱电解质 电离,所对应的酸性或碱性相对 。 3.特点 电离常数只与 有关,与电解质的浓度、酸碱性无关,由于电离过程是 的,故温度升高,K 。多元弱酸是分步电离的,各级电离常数的大小关系是K1≫K2……,所以其酸性主要决定于第 步电离。 越易 越强 温度 吸热 增大 一 4.影响因素 内因(决定因素):弱电解质本身的性质 外因:温度(随温度升高而增大)
5.有关电离平衡常数的计算(以弱酸HX为例) (1)已知c(HX)和c(H+),求电离平衡常数。 HX H+ + X- 起始: c(HX) 0 0 平衡: c(HX)-c(H+) c(H+) c(X-) 则:K= 由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理: c(HX)-c(H+)≈c(HX),则K= ,代入数值求解即可。
(2)已知c(HX)和电离平衡常数,求c(H+)。 HX H+ + X- 起始: c(HX) 0 0 平衡: c(HX)-c(H+) c(H+) c(X-) 则:K= 由于c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则 c(H+)= ,代入数值求解即可。
例1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×” (1)弱电解质的电离平衡右移,电离平衡常数一定增大( ) (2)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( ) (3)对于0.1 mol·L-1的氨水,加水稀释后,溶液中c(NH )·c(OH-)变小( ) × × √ (4)向CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水, 先增大再减小( ) (5)室温下,向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀释后,溶液中 不变( ) × √
例2. H2CO3的电离平衡常数Ka1=4. 3×10-7,Ka2=5 例2.H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11,它的Ka1、Ka2差别很大的原因____________________________________________ (从电离平衡的角度解释)。 第一步电离产生的H+对第二步的电离起抑制作用
例3.部分弱酸的电离平衡常数如下表: 弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO 电离平衡 常数(25 ℃) K=1.77×10-4 K1=1.3×10-7 K2=7.1×10-15 K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 3.0×10-8 按要求书写离子方程式: (1)将少量Na2CO3溶液滴加到HCOOH溶液中 。 (2)将少量CO2气体通入到Na2S溶液中 。
判断弱电解质的三个思维角度 角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离,如测0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1。 角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1的CH3COOH加水稀释10倍后,1<pH<2。 角度三:弱电解质形成的盐类能水解,如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个现象: (1)配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞溶液。现象:溶液变为浅红色。 (2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH。现象:pH>7。
例1.改变下列条件,请在横线上写出下列曲线代表哪种酸的变化曲线。 (1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸 ①加入足量的Zn,V(H2)与时间的变化曲线 盐酸 醋酸
②加水稀释,pH变化的曲线 醋酸 盐酸
(2)相同体积相同pH的盐酸和醋酸 ①加入足量的Zn,V(H2)与时间的变化曲线 醋酸 盐酸
②加水稀释,pH变化的曲线 盐酸 醋酸
一强一弱比较的图像分析 例3.相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是 强酸完全电离,中强酸部分电离,随着反应的进行,中强酸会继续电离出H+,所以溶液②产生氢气的体积多,在相同时间内,②的反应速率比①快。
例4. pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c=0 例4.pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则 A.x为弱酸,Vx<Vy B.x为强酸,Vx>Vy C.y为弱酸,Vx<Vy D.y为强酸,Vx>Vy
考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较 一元强酸与一元弱酸的比较 等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸溶液(b) 等pH的盐酸(a)与醋酸溶液(b) pH或物质的量浓度 溶液的导电性 水的电离程度 pH:a<b 物质的量浓度:a<b a>b a=b a<b a=b
加水稀释等倍数pH的变化量 等体积溶液中和NaOH反应的量 分别加该酸的钠盐固体后pH 开始与金属反应的速率 等体积溶液与过量活泼金属产生H2的量 水的电离程度 a>b a>b a=b a<b a:不变 b:变大 a:不变 b:变大 a>b 相同 相同 a<b HA<HB HA=HB
由图知:将一元酸x和y分别稀释10倍,pH的变化量ΔpHx=1,ΔpHy<1,所以x为强酸,y为弱酸。pH=2时弱酸y的浓度大,滴加NaOH溶液至pH=7时消耗NaOH溶液的体积y比x大。
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HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质,滴加NH3·H2O,先与HCl反应,生成同样为强电解质的NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导率下降。当HCl被中和完后,继续与CH3COOH弱电解质反应,生成CH3COONH4,为强电解质,所以电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后,继续滴加弱电解质NH3·H2O,电导率变化不大,因为溶液被稀释,有下降趋势。