第8章 第25讲 弱电解质的电离平衡.docx
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第8章第25讲弱电解质的电离平衡
考纲要求
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
1．弱电解质
（1）概念
（2）与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物，弱电解质主要是某些共价化合物。
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。
3．以0.1mol·L－1CH3COOH溶液为例，填写外界条件对CH3COOHCH3COO－＋H＋ ΔH＞0的影响。
实例
（稀溶液）
CH3COOHH＋＋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
→
增大
减小
减弱
不变
加入少量
冰醋酸
→
增大
增大
增强
不变
通入HCl（g）
←
增大
增大
增强
不变
加NaOH（s）
→
减小
减小
增强
不变
加入镁粉
→
减小
减小
增强
不变
升高温度
→
增大
增大
增强
增大
加
CH3COONa（s）
←
减小
减小
增强
不变
深度思考
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[OH－]＝[NH
]时，表明NH3·H2O电离处于平衡状态（ ）
（3）室温下，由0.1mol·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（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）× （4）× （5）×
解析
（2）NH3＋H2ONH3·H2ONH
＋OH－，NH3·H2O电离出的[OH－]与[NH
]永远相等，不能表明NH3·H2O电离处于平衡状态。
（3）由于OH－的浓度小于0.1mol·L－1，所以BOH应属于弱碱，其电离应为BOHB＋＋OH－。
（4）都不一定。
如对于CH3COOHCH3COO－＋H＋平衡后，加入冰醋酸，c（CH3COOH）增大，平衡右移，根据勒·夏特列原理，只能“减弱”而不能“消除”，再次平衡时，[CH3COOH]比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但[CH3COOH]、[H＋]都比原平衡时要小。
（5）不是所有粒子浓度都会减小。
对于弱酸或弱碱溶液，只要对其稀释，电离平衡均会发生右移，例如：
弱酸HA溶液稀释时，c（HA）、c（H＋）、c（A－）均减小（参与平衡建立的微粒）；平衡右移的目的是为了减弱c（H＋）、c（A－）的减小，但[OH－]会增大。
2．分别画出冰醋酸和0.1mol·L－1的醋酸加水稀释时导电能力的变化图。
答案
题组一 改变条件，平衡移动，判结果变化
1．将浓度为0.1mol·L－1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是（ ）
A．[H＋]B．Ka（HF）
C.
D.
答案 D
解析 HF为弱酸，存在电离平衡：
HFH＋＋F－。
根据勒·夏特列原理：
当改变影响平衡的一个条件，平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动，但平衡的移动不能完全消除这种改变，故加水稀释，平衡正向移动，但[H＋]减小，A错误；电离平衡常数只受温度的影响，温度不变，电离平衡常数Ka不变，B错误；当溶液无限稀释时，c（F－）不断减小，但[H＋]接近10－7mol·L－1，所以
减小，C错误；
＝
，由于加水稀释，平衡正向移动，所以溶液中n（H＋）增大，n（HF）减小，所以
增大，D正确。
2．H2S水溶液中存在电离平衡H2SH＋＋HS－和HS－H＋＋S2－。
若向H2S溶液中（ ）
A．加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大
B．通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液pH值增大
C．滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH值减小
D．加入少量硫酸铜固体（忽略体积变化），溶液中所有离子浓度都减小
答案 C
解析 加水促进电离，但氢离子浓度减小，A错误；B项发生反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，当SO2过量时溶液显酸性，而且酸性比H2S强，pH值减小，错误；滴加新制氯水，发生反应Cl2＋H2S===2HCl＋S↓，平衡向左移动，溶液pH值减小，C项正确；加入少量硫酸铜固体，发生反应H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋，H＋浓度增大，D项错误。
题组二 平衡移动，结果变化，判采取措施
3．稀氨水中存在着下列平衡：
NH3·H2ONH
＋OH－，若要使平衡向逆反应方向移动，同时使[OH－]增大，应加入的物质或采取的措施是（ ）
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热⑥加入少量MgSO4固体
A．①②③⑤B．③⑥C．③D．③⑤
答案 C
解析 若在氨水中加入NH4Cl固体，c（NH
）增大，平衡向逆反应方向移动，[OH－]减小，①不合题意；硫酸中的H＋与OH－反应，使[OH－]减小，平衡向正反应方向移动，②不合题意；当在氨水中加入NaOH固体后，[OH－]增大，平衡向逆反应方向移动，③符合题意；若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向正反应方向移动，但[OH－]减小，④不合题意；电离属吸热过程，加热平衡向正反应方向移动，[OH－]增大，⑤不合题意；加入少量MgSO4固体发生反应Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓，溶液中[OH－]减小，⑥不合题意。
4．已知0.1mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：
CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中[H＋]/[CH3COOH]的值增大，可以采取的措施是（ ）
①加少量烧碱溶液 ②升高温度 ③加少量冰醋酸④加水
A．①②B．①③
C．②④D．③④
答案 C
解析 本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动，但①③会使[H＋]/[CH3COOH]的值减小。
题组三 导电性变化曲线分析
5．（2016·北京理综，11）在两份相同的Ba（OH）2溶液中，分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液，其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是（ ）
A．①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B．b点，溶液中大量存在的离子是Na＋、OH－
C．c点，两溶液中含有相同量的OH－
D．a、d两点对应的溶液均显中性
答案 C
解析 试题所涉及的化学方程式为向Ba（OH）2溶液中滴入H2SO4溶液：
Ba（OH）2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O（反应ⅰ）；向Ba（OH）2溶液中滴入NaHSO4溶液：
Ba（OH）2＋NaHSO4===BaSO4↓＋NaOH＋H2O（反应ⅱ），NaOH＋NaHSO4===Na2SO4＋H2O（反应ⅲ）。
A项，由题图可知曲线①在a点溶液导电能力最低，说明此时溶液中离子浓度最小，当Ba（OH）2和H2SO4完全反应时生成BaSO4沉淀，此时溶液导电能力最低，故反应ⅰ符合，正确；B项，曲线②中b点进行的反应是反应ⅱ，溶液中含有Ba（OH）2与NaHSO4反应生成的NaOH，正确；C项，c点曲线①表示Ba（OH）2已经完全反应，并剩余H2SO4，溶液显酸性，c点曲线②表示NaOH与NaHSO4反应，且NaOH还有剩余，故溶液中含有反应ⅲ生成的Na2SO4和剩余的NaOH，溶液显碱性，所以c点两溶液中含有OH－的量不相同，错误；D项，a点为Ba（OH）2和H2SO4完全反应时生成BaSO4沉淀，溶液呈中性，d点溶液中溶质只有Na2SO4，溶液也呈中性，正确。
6．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（ ）
答案 D
解析 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。
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HAH＋＋A－，可表示为Ka＝
。
（2）一元弱碱BOH的电离常数：
根据BOHB＋＋OH－，可表示为Kb＝
。
2．意义
相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸性或碱性相对越强。
3．特点
电离常数只与温度有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是吸热的，故温度升高，K增大。
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一步电离。
4．影响因素
5．有关电离平衡常数的计算（以弱酸HX为例）
（1）已知c（HX）和[H＋]，求电离平衡常数。
HX H＋ ＋ X－
起始：
c（HX）00
平衡：
c（HX）－[H＋][H＋][X－]
则：
K＝
＝
由于弱酸只有极少一部分电离，[H＋]的数值很小，可做近似处理：
c（HX）－[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[H＋]。
HX H＋ ＋ X－
起始：
c（HX）00
平衡：
c（HX）－[H＋][H＋][X－]
则：
K＝
＝
由于[H＋]的数值很小，可做近似处理：
c（HX）－[H＋]≈c（HX），则[H＋]＝
，代入数值求解即可。
深度思考
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[H＋]一定比电离常数小的酸溶液中的[H＋]大（ ）
（3）对于0.1mol·L－1的氨水，加水稀释后，溶液中[NH
][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10mLpH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，溶液中
不变（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）√ （4）× （5）√
2．H2CO3的电离平衡常数Ka1＝4.3×10－7mol·L－1，Ka2＝5.6×10－11mol·L－1，它的Ka1、Ka2差别很大的原因_______________________________________________________________
________________________________________________________________________（从电离平衡的角度解释）。
答案 第一步电离产生的H＋对第二步的电离起抑制作用
3．25℃时，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
（mol·L－1）
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
2HCOOH＋CO
===2HCOO－＋H2O＋CO2↑。
（2）将少量CO2气体通入NaClO溶液中
ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO
。
（3）将少量CO2气体通入到Na2S溶液中
CO2＋H2O＋S2－===HS－＋HCO
。
题组一 有关电离常数的定性分析
1．25℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平
衡常数/
mol·L－1
1.7×10－5
K1＝4.4×10－7
K2＝4.7×10－11
3.0×10－8
请回答下列问题：
（1）CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为______________________。
（2）同浓度的CH3COO－、HCO
、CO
、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为____________
________________________________________________________________________。
（3）体积为10mLpH＝2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离平衡常数______（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的电离平衡常数；理由是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）CH3COOH>H2CO3>HClO
（2）CO
>ClO－>HCO
>CH3COO－
（3）大于 稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大，酸性强，电离平衡常数大
解析 电离平衡常数越大，酸性越强，电离平衡常数越小，其对应酸根离子结合H＋能力越强。
（3）根据图像分析知，起始时两种溶液中c（H＋）相同，故c（较弱酸）＞c（较强酸），稀释过程中较弱酸的电离程度增大的多，故在整个稀释过程中较弱酸的c（H＋）一直大于较强酸的c（H＋），稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的大，故HX酸性强，电离平衡常数大。
题组二 有关电离常数的定量计算
2．0.1mol·L－1醋酸溶液中，存在电离平衡CH3COOHH＋＋CH3COO－。
经测定溶液中[CH3COO－]为1.4×10－3mol·L－1，此温度下醋酸的电离常数Ka＝________________。
答案 1.96×10－5mol·L－1
解析
CH3COOH CH3COO－＋H＋
起始（mol·L－1）0.100
平衡（mol·L－1）0.1－1.4×10－31.4×10－31.4×10－3
K＝
＝
≈
＝1.96×10－5mol·L－1。
3．碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。
常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，[H2CO3]＝1.5×10－5mol·L－1。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO
＋H＋的平衡常数K1＝________。
（已知：
10－5.60＝2.5×10－6）
答案 4.2×10－7mol·L－1
解析 H2CO3H＋＋HCO
K1＝
＝
≈4.2×10－7mol·L－1。
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
pH：
a＜b
物质的量浓度：
a＜b
溶液的导电性
a>b
a＝b
水的电离程度
a＜b
a＝b
加水稀释等倍数pH的变化量
a＞b
a＞b
等体积溶液中和NaOH反应的量
a＝b
a＜b
分别加该酸的钠盐固体后pH
a：
不变
b：
变大
a：
不变
b：
变大
开始与金属反应的速率
a＞b
相同
等体积溶液与过量活泼金属产生H2的量
相同
a＜b
水的电离程度
HA＜HB
HA＝HB
深度思考
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
答案 （从上到下）盐酸 醋酸
②加水稀释，pH变化的曲线
答案 （从上到下）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
答案 （从上到下）醋酸 盐酸
②加水稀释，pH变化的曲线
答案 （从上到下）盐酸 醋酸
题组一 强酸与弱酸的多角度比较
1．在一定温度下，有a.盐酸 b．硫酸 c．醋酸三种酸：
（1）当三种酸物质的量浓度相同时，[H＋]由大到小的顺序是_____________（用字母表示，下同）。
（2）同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是______________。
（3）若三者c（H＋）相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是________________。
（4）当三者c（H＋）相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是__________。
（5）当三者c（H＋）相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2（相同状况），则开始时反应速率的大小关系为____________，反应所需时间的长短关系是__________。
（6）将c（H＋）相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，[H＋]由大到小的顺序是_____________________________________________。
（7）将c（H＋）相同体积相同的三种酸，分别与等浓度的NaOH稀溶液反应至pH＝7，则消耗NaOH溶液的体积大小关系为__________。
答案
（1）b>a>c
（2）b>a＝c （3）c>a>b
（4）c>a＝b （5）a＝b＝c a＝b>c （6）c>a＝b
（7）c>a＝b
解析 解答本题要注意以下三点：
①HCl、H2SO4都是强酸，但H2SO4是二元酸；②CH3COOH是弱酸，在水溶液中不能完全电离；③醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO－＋H＋的电离平衡。
2．现有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是（ ）
序号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大
B．②③两溶液等体积混合，所得溶液中[H＋]＞[OH－]
C．分别加水稀释10倍，四种溶液的pH①＞②＞④＞③
D．V1L④与V2L①混合，若混合后溶液pH＝7，则V1＜V2
答案 D
解析 醋酸钠溶液显碱性，所以A正确，也可以从平衡移动角度分析，CH3COONa电离出的CH3COO－：
a.与盐酸中的H＋结合生成CH3COOH；b.使醋酸中平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋左移，两溶液中H＋浓度均减小，所以pH均增大；假设均是强酸强碱，且物质的量浓度相同，等体积混合后溶液呈中性，但③醋酸是弱酸，其浓度远远大于②，即混合后醋酸过量，溶液显酸性，[H＋]>[OH－]，B正确；分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么①②溶液的pH均为10，但稀释氨水使平衡NH3·H2ONH
＋OH－右移，使①pH>10，同理醋酸稀释后pH＜4，所以C正确；假设均是强酸强碱，混合后溶液呈中性，V1＝V2，但①氨水是弱碱，其浓度远远大于④盐酸，所以需要的①氨水少，即V1>V2，D错误。
假设法进行有关量的大小比较
在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的题目时，可以先假设所给物质全部是强电解质，再在此基础上结合电离平衡移动原理进行分析。
如第2题中的C选项，分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么①②溶液的pH均为10，然后再根据平衡移动原理进行分析；再如D选项，假设均是强酸强碱，则V1＝V2，然后再根据弱碱的电离平衡及浓度进行分析。
题组二 一强一弱比较的图像分析
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（ ）
答案 C
解析 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。
4．pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100mL，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＝0.1mol·L－1）至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则（ ）
A．x为弱酸，Vx＜VyB．x为强酸，Vx>Vy
C．y为弱酸，Vx＜VyD．y为强酸，Vx>Vy
答案 C
解析 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。
题组三 弱电解质的判断方法
5．为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验：
0.1mol·L－1醋酸溶液、0.1mol·L－1盐酸、pH＝3的盐酸、pH＝3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。
（1）甲取出10mL0.1mol·L－1的醋酸溶液，用pH试纸测出其pH＝a，确定醋酸是弱电解质，则a应该满足的关系是____________，理由是_________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）乙分别取pH＝3的醋酸和盐酸各1mL，分别用蒸馏水稀释到100mL，然后用pH试纸分别测定两溶液的pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是__________________________
________________________________________________________________________。
（3）丙分别取pH＝3的盐酸和醋酸各10mL，然后加入质量相同的锌粒，醋酸放出H2的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？
________，请说明理由：
______________
________________________________________________________________________。
（4）丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞做实验，也论证了醋酸是弱酸的事实，该同学的实验操作和现象是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）a>1 因醋酸是弱酸，不能完全电离
（2）盐酸的pH
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