电离平衡

电离平衡 [重点难点] 　　1．了解强、弱电解质与结构的关系。 　　2．理解弱电解质的电离平衡以及温度、浓度等条件对电离平衡的影响。 　　[知识点讲解] 　　一、常见的强弱电解质与结构的关系 　　1．常见的强电解质 　　易溶的强电解质 　　难溶的强电解质 　　活泼金属的氧化物：Na2O等 　　2．强电解质与结构的关系 　　强电解质通常是具有离子键的离子化合物或某些具有极性键的共价化合物。 　　离子化合物本身就是由离子组成的，在离子化合物中不存在分子，离子化合物溶于水或受热熔化以后，都完全电离为自由移动的离子。故离子化合物都是强电解质。 　　判断电解质强弱的是电解质在电离条件下是否完全电离，而不是以其溶解性大小来判断的。BaSO4在水溶液中只要是溶解了的部分，就会完全电离，BaSO4=Ba2++SO；Al2O3在熔融条件下能完全电离，Al2O32Al3+＋3O2-。 　　3．常见的弱电解质 　　4．弱电解质与结构的关系 　　弱电解质是一些具有极性键的共价化合物。 　　有些具有极性键的共价化合物是非电解质，如SO2、CO2、CH3CH2OH、C12H22O11（蔗糖）等。 　　有些具有极性键的共价化合物是弱电解质，如HClO、HCN、H2S等弱酸；NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)2等弱碱；Al(OH)3、Zn(OH)2等两性氢氧化物；Pb(CH3COO)2等少数盐。 　　有些具有极性键的共价化合物是强电解质，这些化合物主要包括：HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO4等强酸。 　　将AlCl3熔融，通直流电，实验证明不能导电，说明AlCl3是共价化合物，而不是离子化合物。但AlCl3是强电解质，因为AlCl3在溶液中完全电离：AlCl3=Al3++3Cl－。即少数的盐不是离子化合物，是共价化合物；共价化合物型的盐也不一定是弱电解质（例如AlCl3）。 　　钾、钠、铵等的酸式盐，一般为强电解质。因为它们的电离是完全的。如： 　　NaHCO3=Na++HCO(易)　 HCO INCLUDEPICTURE "http://video.etiantian.net/security/998d8c844acb9498fe778b392ab21b77/4e7d4020/ett20/resource/1cd0b9a4de3b08169d88cd3429b99b46/tbjx.files/image010.gif" \* MERGEFORMATINET H++CO(难) 　　5．强电解质和弱电解质的比较 　 强电解质 弱电解质 概　　念 在水溶液中或熔化状态下全部电离成离子的电解质 在水溶液中或熔化状态下都只有部分电离成离子的电解质 化合物类型 大多数盐：包括可溶性盐及难溶性盐（钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐均可溶，BaSO4等不溶） 强酸：H2SO4、HCl、HNO3等 强碱：NaOH、KOH、Ba(OH)2等 活性金属的氧化物：如Na2O、Al2O3等 弱酸：H2CO3、HF、H2S、CH3COOH等 弱碱：NH3·H2O等 两性物质：Al(OH)3等 水：H2O 相同点 在水溶液中（或熔融状态时）都能产生自由移动的离子 不同点 粒子存在的形式 离解后只存在电解质电离生成的阴、阳离子，不存在电解质分子 大量存在电解质的分子，少量存在弱电解质电离产生的离子 电离过程 不可逆，不存在电离平衡，电离方程式用“＝”号示 可逆，存在电离平衡，电离方程式用“”表示 电离程度 完全电离 不完全电离 化学键 离子键或某些具有极性键的共价化合物 某些具有极性键的共价化合物 　　二、弱电解质的电离平衡 　　1．弱电解质电离的特点 　　弱电解质分子内的原子间相互结合得较牢固，要断开化学键常需较大的能量。相反，弱电解质分子电离产生的离子较易相互结合成分子。 　　弱电解质溶于水后，在水分子作用下，弱电解质分子电离出离子，而离子可重新结合成分子，故弱电解质的电离过程是可逆的。 　　弱电解质的电离存在电离平衡，v(正)分子离解为离子和v（逆）离子重新结合成分子同时进行，最终达到速率相等，即达到平衡。 　　另外，弱电解质溶于水伴随着能量的变化，其电离过程是吸热的；而离子结合成弱电解质分子的过程是放热的。 　　2．电离平衡 　　在一定的条件下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，叫做电离平衡，电离平衡的建立可用下图表示： 　　3．电离平衡状态的特征 　　①动。v电离＝v结合＞0的动态平衡。弱电解质分子电离成离子的过程和离子重新结合成弱电解质分子的过程仍在进行，没有停止。　 　　②定。在一定条件下建立平衡后，弱电解质分子及其电离出的离子的浓度都保持不变。 　　③变。条件改变，电离平衡被破坏，平衡发生移动。 　　4．影响电离平衡的因素 　　①浓度：减小溶液的浓度，电离程度加大；增大溶液的浓度，电离程度减小。 　　②温度：电离过程是一个吸热过程，故有：升高温度，电离程度加大；降低温度，电离程度减小。 　　③外加试剂： 　　a．向弱酸或弱碱溶液中加入强酸或强碱，则抑制电离。 　　b．向弱酸或弱碱溶液中加入能够与电离产生的某种离子发生化学反应的物质时，可使电离平衡正向移动。 　　5．电离方程式的写规则 　　①强电解质的电离方程式用“＝”表示，弱电解质的电离方程式用“”表示。 　　②多元弱酸的电离要分步书写，如H2CO3H++HCO，HCO INCLUDEPICTURE "http://video.etiantian.net/security/998d8c844acb9498fe778b392ab21b77/4e7d4020/ett20/resource/1cd0b9a4de3b08169d88cd3429b99b46/tbjx.files/image013.gif" \* MERGEFORMATINET H++CO；但多元弱碱的电离可一步写成，如Al(OH)3Al3++3OH－。 　　③化学平衡原理（勒夏特列原理），也适用于电离平衡。 　　例．以0.1mol/L的氨水为例，通过①升高温度、②加水稀释、③加入少量NaOH固体、④通入HCl气体，⑤加入少量NH4Cl固体、⑥通入少量NH3(g)等外界条件的改变，说明对电离平衡有何影响？简述理由。 　　[解析] 　　在氨水中存在下列平衡：NH3+H2ONH3·H2ONH+OH－ 　　①升高温度：弱电解质的电离过程是吸热过程，故升高温度，电离平衡向右移动。若NH3不挥发，则c(NH)和c(OH－)都增大。 　　②加水稀释：向氨水中加水稀释，单位体积内NH和OH－的数目减少，离子碰撞结合成分子的倾向减弱，电离平衡向右移动，故加水稀释有利于弱电解质的电离，稀释后，氨水中的NH和OH－的数量增多，但c(NH)和c(OH－)减小。 　　③加入少量NaOH固体；溶液中c(OH－)增大，使NH3·H2O的电离平衡向左移动，c(NH)减小。 　　④通入少量HCl气体：HCl溶于水电离出H+，H+与氨水中的OH－结合生成更难电离的水，使c(OH－)减小，NH3·H2O的电离平衡向右移动，c(NH)增大，c(OH－)减小。 　　⑤加入少量NH4Cl固体；溶液中c(NH)增大，进而使NH3·H2O的电离平衡向左移动，溶液中c(OH－)减小。 　　⑥通入少量的NH3(g)；氨水中存在化学平衡NH3+H2O NH3·H2O，通入NH3使平衡向右移动，c(NH3·H2O)增大，使NH3·H2O的电离平衡向右移动，溶液中c(OH－)和c(NH)都增大。 　　总之，改变温度或改变电离平衡体系中分子或离子的浓度，都会使电离平衡发生移动。 　　[典型例题剖析] 　　例1．甲酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（　 ） 　　A．1mol/L的甲酸溶液的c(H+)约为0.01mol/L 　　B．甲酸能以任意比与水互溶 　　C．10mL 1mol/L甲酸恰好与10mL 1mol/L NaOH溶液完全反应 　　D．在相同条件下，甲酸溶液的导电性比盐酸溶液的弱 　　[分析] 　　弱电解质在水溶液中只能部分电离，存在电离平衡，甲酸若是强酸，在1mol/L的溶液里c(H+)=1mol/L，而实际上c(H+)=0.01mol/L，远小于1mol/L，所以甲酸是部分电离的，是弱电解质，故A选项是正确的。结合A分析D，在1mol/L的盐酸里，c(H+)=1mol/L，大于同浓度甲酸溶液的c(H+)，所以甲酸溶液的导电性比同条件下的盐酸要弱，故D选项正确。相同物质的量的甲酸和NaOH溶液完全反应，无法说明电解质的强弱，同样以其溶解性的大小来判断是否是弱电解质也是绝对错误的。 　　：AD 　　例2．在CH3COOHCH3COO－+H+的电离平衡中，要使电离平衡右移且氢离子浓度增大，应采取的措施是（　 ） 　　A．加入NaOH　　 　　B．加入盐酸　　 　　C．加水　　　 　　D．升高温度 　　[分析] 　　本题考查影响电离平衡的因素，以及平衡移动的方向与离子浓度的关系。A、C、D项均可使平衡右移，而A、C项中氢离子浓度均减小，只有D项氢离子浓度增大。 　　答案：D 　　例3．如图所示的试管中盛的是较浓的氨水，氨水中因加有酚酞而显浅红色。 　　（1）对试管以热水浴的方式加热，观察试管中的溶液，结果是___________。（有现象就写明现象的内容，无现象就写明无现象的原因） 　　（2）对加热后的试管放入约20℃的水中冷却，观察现象，试管中的溶液有明显现象，它是__________。 　　[分析] 　　实验装置是一个密闭装置，在其中存在下列平衡： 　　NH3(g)+H2O(l)NH3·H2O(aq)NH(aq)+OH－(aq) 　　综合氨水的挥发性（易挥发出NH3）和勒夏特列原理，可知：加热后NH3挥发，平衡向左移动，氨水中OH－浓度减少，氨水的碱性减弱；冷却后NH3又溶于水，平衡向右移动，氨水中OH－浓度增大，溶液的碱性增强。 　　答案： 　　（1）溶液的浅红色渐渐褪去　 　　（2）溶液由无色变为浅红色 　　例4．20℃时H2S饱和溶液1L，其浓度为0.1mol/L，其电离方程式为：H2SH+＋HS－，HS－H+＋S2－，若要使该溶液的pH值增大同时使c (S2－)减小，可采取的措施是（　　） 　　A．加入适量的水　　 　　B．加入适量的NaOH固体 　　C．通入适量的SO2　 　　D．加入适量的CuSO4固体 　　[分析] 　　要使pH值增大，必须使c（H＋）减小，同时还必须使c (S2－)减小。 　　A选项加水稀释后，各种微粒的浓度都要减小，符合题意； 　　B选项加NaOH，中和溶液中的H+，平衡右移，c (S2－)增大； 　　C选项发生反应：2H2S＋SO2＝3S↓＋2H2O，使得溶液中c (S2－)减小，溶液由酸性变为中性，pH值增大； 　　D由于发生：Cu2+＋S2－＝CuS↓, c (S2－)减小，平衡右移，c（H＋）增大，pH值减小，不符合题意。 　　答案：AC