高中化學(xué) 第三章 第一節(jié) 弱電解質(zhì)的電離學(xué)案 新人教版選修41

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弱電解質(zhì)的電離 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 理解強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的概念。 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)。 4. 了解電離常數(shù)的概念、表達(dá)式和意義。 【學(xué)習(xí)過程】 1. 強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì) （1）強(qiáng)電解質(zhì)：在水溶液里全部電離為離子的電解質(zhì)叫做強(qiáng)電解質(zhì)。包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大部分鹽類。 （2）弱電解質(zhì)：在水溶液里部分電離為離子的電解質(zhì)叫做弱電解質(zhì)，包括弱酸、弱堿等。 （3）強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較：電解質(zhì)在水溶液中可根據(jù)離解成離子的程度大小分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)，它們的區(qū)別關(guān)鍵在于電離程度的大小，在水溶液中是否完全電離（或是否存在電離平衡）。 ①電解質(zhì)的強(qiáng)弱與溶液導(dǎo)電能力沒有必然聯(lián)系：如果某強(qiáng)電解質(zhì)溶液濃度很小，那么它的導(dǎo)電能力就很弱，溶液導(dǎo)電能力大小取決于離子濃度大小和離子帶電荷多少；②電解質(zhì)的強(qiáng)、弱與其溶解度無關(guān)：某些難溶(或微溶)于水的鹽(如AgCl、BaSO4等)溶解度很小，但溶于水的部分卻是完全電離的，它們?nèi)詫儆趶?qiáng)電解質(zhì)。 2. 弱電解質(zhì)的電離平衡 （1）定義：在一定條件(如溫度，壓強(qiáng))下，當(dāng)電解質(zhì)分子離解成離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等時(shí)，電離過程就達(dá)到了平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)叫做電離平衡狀態(tài)。 （2）特征：和化學(xué)平衡一樣，在弱電解質(zhì)溶液里，也存在著電離平衡，該平衡除了具備化學(xué)平衡的特點(diǎn)外，還具有的特點(diǎn)是： 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)在溶液中的電離都是微弱的。一般來說，分子已電離的極少，絕大多數(shù)以分子形式存在。如0.1 molL－1的CH3COOH溶液中，c(H＋)大約在110－3 molL－1左右。 ④多元弱酸分步電離，電離程度逐步減弱。如H2CO3的電離常數(shù)：K1＝4.410－7，K2＝4.710－11。 （4）影響因素：電離平衡狀態(tài)時(shí)，溶液里離子的濃度和分子的濃度保持不變，但當(dāng)影響電離平衡狀態(tài)的條件如溫度、濃度等改變時(shí)，電離平衡就會(huì)從原來的平衡狀態(tài)變化為新條件下新的電離平衡狀態(tài)。 3.弱電解質(zhì)電離方程式的書寫 （1）由于弱電解質(zhì)在溶液中部分電離，所以寫離子方程式時(shí)用“”符號(hào)。如：NHH2ONH4+ +OH－ 、 CH3COOHCH3COO－+ H+ （2）多元弱酸分步電離，以第一步電離為主。如：H2CO3H+ + HCO3－、HCO3－H+ + CO32－ （3）多元弱堿的電離與多元弱酸的電離情況相似，但常用一步電離表示。如：Mg(OH)2Mg2+ +2OH－ 4.電離常數(shù)：與化學(xué)平衡常數(shù)相似，在弱電解質(zhì)溶液中也存在著電離平衡常數(shù)，叫做電離常數(shù)。 （1）一元弱酸和弱堿的電離平衡常數(shù)： CH3COOH CH3COO—+ H＋ NH3H2O NH4＋+OH— ①電離常數(shù)K越小，則電解質(zhì)的電離程度越小，電解質(zhì)就越弱。例如，298K時(shí)醋酸、碳酸和硼酸的電離常數(shù)分別是1.7510-5，4.410-7(第一步電離)和5.810-10，由此可知，醋酸、碳酸和硼酸的酸性依次減弱。 ②在稀溶液中，電離常數(shù)K不受溶液的濃度、酸堿度的影響，只受溫度的影響，且溫度升高，K值增大。 （2）多元弱酸（堿）分步電離，酸（堿）性主要由第一步電離決定。如H3PO4的電離：H3PO4 H＋ + H2PO4- K1；H2PO4- H＋ + HPO42- K2；HPO42- H＋ + PO43- K3 ①電離常數(shù)K越大，離子濃度越大，表示該弱電解質(zhì)越易電離。 ②多元弱酸分步電離，每一步電離均有電離常數(shù)，各步的電離程度也不相同，其中第一級(jí)電離程度最大：K1＞K2＞K3＞……＞Ki,所以多元弱酸（堿）分步電離，酸（堿）性主要由第一步電離決定。 5. 判斷電解質(zhì)的強(qiáng)弱的方法： （1）在相同濃度、相同溫度下，對(duì)強(qiáng)弱電解質(zhì)做導(dǎo)電對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 （2）在相同濃度、相同溫度下，比較反應(yīng)速率的快慢。如將Zn粒投入到等濃度的鹽酸和醋酸中，結(jié)果前者比后者反應(yīng)快。 （3）濃度與PH的關(guān)系。如0.1mol/L的醋酸溶液，其PH＞1，即可證明CH3COOH是弱電解質(zhì)。 （4）稀釋前后的PH與稀釋倍數(shù)的變化關(guān)系。例如，將PH=2的酸溶液稀釋100倍，若PH＜4，則證明酸為弱酸；若PH=4，則證明酸為強(qiáng)酸。 （5）利用同離子效應(yīng)證明存在電離平衡。如向醋酸溶液中滴入石蕊試液變紅，再加CH3COONH4，顏色變淺。 （6）利用較強(qiáng)酸制備較弱酸來判斷電解質(zhì)強(qiáng)弱。如將CO2通入苯酚鈉溶液中，出現(xiàn)渾濁，說明酸性：H2CO3＞。 （7）利用元素周期表進(jìn)行判斷。如非金屬性：Cl＞S＞P＞Si，則最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3；金屬性：Na＞Mg＞Al，則最高價(jià)氧化物水化物的堿性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 。 【當(dāng)堂檢測(cè)】 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) A NaCl HCl CO2 B NaHCO3 NH3H2O CCl4 C Ba(OH)2 BaCO3 Cu D H2SO4 NaOH C2H5OH 2. 在氨水中存在下列電離平衡：NH3H2ONH＋OH－，下列情況能引起電離平衡向正向移動(dòng)的有(　　) ①加NH4Cl固體?、诩覰aOH溶液　③通HCl ④加CH3COOH溶液?、菁铀、藜訅? A．①③⑤　　　　　　B．①④⑥ C．③④⑤ D．①②④ 3. 已知25 ℃，醋酸溶液中各微粒存在下述關(guān)系： K＝＝1.7510－5，下列有關(guān)說法可能成立的是(　　) A．25 ℃條件下，向該溶液中加入一定量的鹽酸時(shí)，K＝810－5 B．25 ℃條件下，向該溶液中加入一定量的鹽酸時(shí)，K＝210－4 C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，醋酸溶液中K＝1.7510－5 D．升高到一定溫度，K＝7.210－5 4. 用水稀釋0.1 mol/L的醋酸溶液，其中隨加水量的增加而增大的有(　　) ①n(H＋)　②c(H＋)?、踓(H＋)/c(CH3COOH) ④c(CH3COOH)/c(H＋) A．①③　　B．①④　　C．②③④　　D．①②③ 5. 今有①鹽酸、②醋酸、③硫酸三種稀溶液，用序號(hào)回答下列問題。 (1)若三種酸的物質(zhì)的量濃度相等。 ①三種溶液中的c(H＋)大小關(guān)系為 _______________。 ②取等體積上述三種溶液，分別用同濃度的NaOH溶液完全中和，所需NaOH溶液體積大小關(guān)系為 ________。 ③若取等質(zhì)量Zn分別跟這三種溶液反應(yīng)，使Zn恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗三種酸的體積大小關(guān)系為________。 (2)若三種酸溶液中的c(H＋)相等。 ①三種酸的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系為_______________。 ②取等體積上述三種溶液，分別用同濃度的NaOH溶液完全中和，所需NaOH溶液體積大小關(guān)系為________。 ③若取等質(zhì)量Zn分別跟這三種溶液反應(yīng)，使Zn恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗三種酸的體積大小關(guān)系為________。 答案與解析 題號(hào) 答案 解析 1 B 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) 2 C ①加入NH4Cl固體相當(dāng)于加入NH，平衡左移；②加入OH－，平衡左移；③通HCl，相當(dāng)于加入H＋，中和OH－，平衡右移；④加CH3COOH溶液，相當(dāng)于加H＋，中和OH－，平衡右移；⑤加水，稀釋，越稀越電離，平衡右移；⑥加壓，無氣體參加和生成，無影響 3 D 4 A CH3COOHCH3COO－＋H＋，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 5 (1)③>①>②　 ③>①＝②　 ①＝②>③ (2)②>①>③　 ②>①＝③　 ①＝③>② (1)H2SO4為二元強(qiáng)酸；CH3COOH為一元弱酸，部分電離；三種酸的物質(zhì)的量相等，但H2SO4為二元酸，所以消耗NaOH溶液體積是鹽酸和醋酸的兩倍，鹽酸和醋酸消耗的NaOH溶液體積相等，所以③>①＝②；等質(zhì)量的Zn完全反應(yīng)，消耗的鹽酸和醋酸溶液體積相等，消耗的硫酸溶液體積最小，所以①＝②>③。(2)CH3COOH是弱酸，c(CH3COOH)?c(H＋)，c(H2SO4)＝c(H＋)，c(HCl)＝c(H＋)，所以②>①>③；等體積的三種溶液中，n(CH3COOH)?n(HCl)，而HCl和H2SO4都是強(qiáng)電解質(zhì)，兩溶液中的n(H＋)相等，消耗NaOH一樣多，所以②>①＝③；等質(zhì)量的Zn完全反應(yīng)，消耗的n(H＋)相等，硫酸溶液與鹽酸的c(H＋)相等，消耗兩種酸體積相等，而CH3COOH在反應(yīng)中會(huì)電離產(chǎn)生H＋，所以消耗體積最小，所以①＝③>②