【恒心】电离平衡31

电离平衡 1．复习重点 1．强、弱电解质的概念及电离方程式的书写； 2．弱电解质的电离平衡；电离平衡常数。 2．难点聚焦 （一）强电解质、弱电解质 1．相互关系 否——非电解质 化合物 是——强电解质 能 否——弱电解质 热或水的作用 电解质 自由移动离子 电离 思考：一种物质的水溶液能导电，原物质一定是电解质吗？ 分析：不一定！关键要分清发生电离散是否要原物质本身。有可能溶于水时就发生了化学变化 如（1）Cl2 氯水 ↓ ↓ 即不是电解质 HCl.HclO 又不是非电解质 发生电离 （2）CO2 碳酸溶液 ↓ ↓ 非电解质 H2CO3电离 （3）Na2O NO2OH溶液 ↓ ↓ 虽不是本身电离子 NaOH电离 但可在熔融态电离，故它属强电解质 2．比较强、弱电解质 强电解质 弱电解质 电离程度 完全 部分 电离平衡 不、不可逆 有、可能 过程示 溶液中存在的微粒 （水分子不计） ==== 只有电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子 即有电离出的阴、阳离子（少部分），又有电解质分子（大部分）。 电离方程式 H2SO4====2H++SO42— CaCl2====Ca2++2Cl— NH3·H2O NH4++OH— H2S H++HS—，HS— H++S2— 实例 绝大多数的盐（包括难溶性盐）； 强酸：H2SO4、HCl、HclO4等； 强碱：Ba(OH)2、Ca(OH)2等。 注意：多元强酸电离一步完成且完全 如 HnA====Nh++An— 而多元弱酸的电离是分步进行的，且第二步电离比第一步电离困难，第三步电离比第二步电离更困难，但每步电离都存在相应的电离平衡，因此应分步书写电离方程式。例如磷酸的电离方程式应写三步： H3PO4 H++H2PO4—， H2PO4— H++HPO42— HPO42— H++PO43—，不能合并成H3PO4 3H++PO43—。 由于磷酸溶液中的[H+]主要由第一步电离决定，因此磷酸的电离方程式有时也可只写第一步。 对HnA弱酸而言，电离方程式可只考虑： HnA H++Hn+A— 想一想：为什么多元的酸电离下一步比上一步困难，电离程度小得多，甚至可忽略？ （二）弱电解质的电离平衡 （1）概念 弱电解质的电离平衡是指在一定条件下（湿度、浓度），弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等的状态。 （2）特点 ①动——动态平衡：V（闻子化）=V（分子化）≠0。在电离方程式中用“ ”表示。 ②定——平衡时各组成成分一定，即平衡时溶液中离子浓度和分子浓度保持不变 ③变——条件改变，平衡被打破。 （3）影响电离平衡的因素 与化学平衡一样，外界条件的改变也会引起移动. 以0.1mol/1 CH3COOH溶液为例： 项目 变化 项目 加水 升温 加入固体 NaOH 加入无水 CH3COONa 通入气体 HCl 加入等浓度的CH3COOH 平衡移动 右移 右移 右移 左移 左移 不移动 H+的物质的量（mol） 增大 增大 减小 减小 增大 增大 [H+]浓度(mol) 减小 增大 减小 减小 增大 不变 PH值 增大 减小 增大 增大 减小 不变 导电能力 减弱 增强 增强 增强 增强 不变 （三）电解质溶液导电能力的强弱与电解质强弱影响溶液导电能力的因素： ①自由移动离子浓度的大小。（主要决定因素）湿度一定，离子浓度越在，导电能力越强。 ②湿度：湿度越高，导电能力越强。（与金属导电相反） ③离子电荷数：电荷数越高，导电能力越强。 由此可知：强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质强。 如 较浓醋酸的导电能力可比极稀HCl溶液强。 CaCO3虽为强电解质，但溶于水所得溶液极稀，导电能力极差。 思考：若在某溶液中加入一种物质，出现沉淀，则溶液的导电能力一定减弱吗？（湿度不变） 分析：不一定。关键要看溶液中离子浓度有无显著变化。如： （1）若在H2SO4溶液中加Ba(OH)2，因生成BaSO4沉淀和极难电离的水，使溶液中离子浓度降低，导电能力降低。 （2）若在H2SO4溶液中加BaCl2，虽有沉淀BaSO4生成，但同时生成了HCl，相当于1molSO42—被2molCl—代替，故导电能力有所增强。 （3）若在HCl溶液中加AgNO3，则导电能力几乎不变。 （四）水的电离平衡 实验证明，纯水微弱的导电性，是极弱的电解质： 25℃1LH2O的物质的量n(H2O)= =55.6(mol)共有10—7mol发生电离 H2O H++OH— 起始(mol) 55.6 0 0 电离(mol) 10—7 10—7 10—7 平衡(mol)55.6－10—7 10—7 10—7 25℃[H+]·[OH—]= 10—7=10—14=Kw的离子积常数。 2．影响Kw的因素 Kw与溶液中[H+]、[OH—]无关，与湿度有关。 水的电离为吸热过程，所以当湿度升高时，水的电离程度增大，Kw也增大。 例如100℃，1LH2O有10—6mol电离，此时水的离子积常数为Kw=10—6·10—6=10—12. 3．影响水的电离平衡因素 （1）湿度，升湿度促进水的电离，降温则相反 （2）向纯水中引入H+或OH—，会抑制水的电离 （3）向纯水中引入弱酸酸根阴离子或弱碱阳离子，将促进水的电离，此乃为盐类水解的实质。 酸、碱、盐溶液中水电离的定量计算。（列表比较如下：） [H+]水与[OH—]水关系 x的计算式 室温x值 对水电离影响 纯水 [H+]水=[OH—]水 x= x=1×10—7mol/L 对水电离影响 酸溶液 x= x＜1×10—7mol/L 碱溶液 x= 抑制 正 盐 溶 液 强酸弱碱盐 强碱弱酸盐 强碱强酸盐 x=[H+] x＞1×10—7mol/L 促进 x=[OH—] x= x=1×10—7mol/L 无 注[H+]水、[OH—]水指水电离出的H+、OH—浓度 [H+]水、[OH—]指指溶液中的H+、OH—浓度 由上表可得重要规律： （1）在任意湿度、任意物质的水溶液中（含纯水）的水本身电离出的[H+]水≡[OH—]水 （2）酸和碱对水的电离均起抑制作用 ①只要碱的pH值相等（不论强弱、不论几元）对水的抑制程度相等，碱也同理。 ②若酸溶液的pH值与碱溶液的pOH值相等，则两种溶液中水的电离度相等。 如pH=3的盐酸溶液与pH=11的氨水溶液在室温下，由水电离出的 [H+]水=[OH—]水= =10—11mol/L （3）在凡能水解的盐溶液中，水的电离均受到促进，且当强酸弱的碱盐的pH和强碱弱酸盐的pOH值相等时（同一湿度），则促进程度相等。 （4）较浓溶液中水电离出[H+]的大小： ①酸溶液中[OH—]等于水电离的[H+] ②碱溶液中[H+]等于水电离的[H+] ③强酸弱碱盐溶液中的[H+]等于水电离出[H+] ④强碱弱酸盐溶液中的[OH—]等于水电离出的[H+] 如pH=4的NH4Cl溶液与pH=10的NaAc溶液中，（室温）由水电离出的 [H+]水=[OH—]水= =10—4mol/L 3．例题精讲 例1．下列四种溶液中，由水电离出的[H+]之比（依次）为（ ） ①pH=0的盐酸 ②0.1mol/L的盐酸 ③0.01mol/L的NaOH溶液 ④pH=11的NaOH溶液 （A）1 ：10 ：100 ：1000 （B）0 ：1 ：12 ：11 （C）14 ：13 ：12 ：11 （D） 14 ：13 ：2 ：3 解析①[H+]=1mol/L [H+]水=[OH—]=1×10—14mol/L ②[H+]=1mol/L [H+]水= =1×10—13mol/L ③[OH—]=1×10—2mol/L [H+]水= =1×10—12mol/L ④[OH—]=1×10—3mol/L [H+]水= =1×10—11mol/L 例2．某湿度下，纯水中的[H+]=2×10—7mol/L，则此时[OH—]=______，若湿度不变，滴入稀硫酸使[H+]=5×10—6mol/L，则[OH—]=_______，由水电离出[H+]为，该纯水的PH值_______（填＞、＜、=＝ 解析 纯水中 H2O H++OH— mol/L 2×10—7 2×10—7 加酸后，水的电离平衡逆向移动，使[OH—]减小，可由Kw、[H+]求出[OH—]，此湿度下Kw值为2×10—7 ×2×10—7= 4×1—14 [OH—]= =8×10—9mol/L 由水电离的[H+]=[OH—]=8×10—11mol/L 该湿度下Ph= －lg×10—7= 7―lg2＜7. 例3．常温下某溶液中，由水电离出的[H+]为1×10—12mol/L，该溶液中一定能大量共存的离子组是（ ） A．K+、Na+、SO42—、NO3— B．Na+、K+、S2—、CO32— C．Fe2+、Mg2+、Cl—、SO42— D．NH4+、Cl—、K+、SO32— 解析 常温、由水电离出的[H+]=×10—11mol/L＜1×10—7mol/L说明水的电离受到抑制。此溶液可能是pH=1酸溶液，也可能为pH=13的碱溶液，选项B、D中的S2—、CO32—、SO32—不能存在于强酸性溶液中，C中的Fe2+、Mg2+、D中的NH42+、D中的NH4+与OH—均不能大量存共存，故本题A。 例4．在图（1）所示的装置中，烧杯中盛放的是Ba(OH)2溶液，当从滴定管中逐渐加入某种溶液（A）时，溶液的导电性的变化趋势如图（2）所示。 图1 图2 该根据离子反应的特点分析：A溶液中含有的溶质可能是_________或__________（至少写出两种），并写出相应的离子反应的离子方程式： ________________________________、____________________________ 解析：从图2可分析知，随着A的加入溶液导电能力迅速降低，说明A必定能与Ba(OH)2发生反应，使溶液中离子浓度变得极小，故不仅与Ba2+反应转化为沉淀，还要与OH—反应生成水或其它弱电解质，当反应完全后，过量A的加入，导电能力又显著上升，说明A应为强电解质，故A可能是H2SO4或CuSO4或MgSO4或(NH4)2SO4等。 离子方程式：2H++SO42—+Ba2++2OH—=BaSO4↓+2H2O Mg2++SO42—+Ba2++2OH—=BaSO4↓+Mg(OH)2 想一想：A可否为Na2SO4或H2CO3溶液？为什么？ 4．实战演练 一、选择题（ 1.在含有酚酞的0．1　mol·L－1氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液颜色 A.变蓝色 B.变深 C.变浅 D.不变 2.当不考虑水的电离时，在氢硫酸溶液中，下列的离子浓度关系中正确的是 A.c(H＋)=c(HS－)＋2c(S2－)B.c(H＋)=c(HS－)＋c(S2－)C.2c(S2－)=c(H＋)D.c(S2－)=c(HS－) 3.在无土栽培中，需配制一定量含50 mol NH4Cl，24 mol K2SO4的营养液。若用KCl,NH4Cl和（NH4）2SO4三种固体为原料来配制，三者的物质的量依次是（单位为mol） A.2,64,24 B.48,2,24 C.32,50,12 D.16,50,24 4.在浓度均为1 mol·L－1的(NH4)2SO4、（NH4）2CO3、（NH4）2Fe(SO4)2三种溶液中，若测得其中c(NH )分别为a、b、c(mol·L－1)，则下列判断正确的是 A.a=b=c B.c＞a＞b C.b＞a＞c D.a＞c＞b 5.甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是 A.1 mol·L－1的甲酸溶液的c（H＋）约为0.01 mol·L－1 B.甲酸与水以任意比例互溶 C.10 mL 1 mol·L－1甲酸恰好与10 mL 1 mol·L－1NaOH溶液完全反应 D.在相同条件下，甲酸的导电性比一元强酸溶液的弱 6.用水稀释0.1 mol·L－1氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是 A.c（OH－）／c（NH3·H2O）B.c（NH3·H2O）／c（OH－） C.c（H＋）和c（OH－）的乘积D.OH－的物质的量 7.下列各电离方程式中书写正确的是 A.CH3COOH H＋＋CH3COO－B.KHSO4 K＋＋H＋＋SO C.Al(OH)3 Al3＋＋3OH－D.NaH2PO4 Na＋＋H2PO 8.当溶液中HS－＋H2O S2－＋H3O＋达到平衡时，欲使c(S2－)增大，应加入 A.Cu2＋ B.CO C.H2O D.HCl 9.在RNH2·H2O RNH ＋OH－形成的平衡中，要使RNH2·H2O的电离程度及c（OH－）都增大，可采取的措施是 A.通入HCl  B.加少量NaOH固体 C.加水 D.升温 二、非选择题(共55分) 10.(12分）用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的是： 甲：①称取一定质量的HA配制0.1 mol·L－1的溶液　100 mL；②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。 乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝1的两种酸溶液各100 mL；②分别取这两种溶液各10 mL，加水稀释为100 mL；③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。 （1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是 。 （2）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH 1（选填＞、＜、＝）。 乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是 （多选扣分） a.装HCl溶液的试管中放出H2的速率快； b.装HA溶液的试管中放出H2的速率快； c.两个试管中产生气体速率一样快： （3）请你乙方案中难以实现之处和不妥之处。 （4）请你再提出一个合理而比较容易进行的方案（药品可任取），作简明扼要表述。 11.(9分)如下图，在一烧杯中盛有200 mL 0.1 mol·L－1的H3ＰO4溶液，同时一光滑小球悬浮在液体中间。 (1)合上电键K时，电流计指针向 边偏转。 (2)向烧杯里逐滴滴入0.4 mol·L－1的Ba(OH)2溶液至刚好完全反应，可观察到的现象有： ① ，② ，③ 。 (3)磷酸可用磷矿石［Ca3（ＰO4）2］来制取，写出该反应的化学方程式： 12.(12分)已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的，且第一步电离程度大于第二步电离程度，第二步电离程度远大于第三步电离程度…… 今有HA、H2B、H3C三种一元、二元、三元弱酸，根据“较强酸＋较弱酸盐＝较强酸盐＋较弱酸”的反应规律，它们之间能发生下列反应：①HA＋HC2－(少量)===A－＋H2C－②H2B（少量）＋2A－===B2－＋2HA ③H2B（少量）＋H2C－===HB－＋H3C 回答下列问题： (1)相同条件下，HA、H2B、H3C三种酸中酸性最强的是 。 (2)A－、B2－、C3－、HB－、H2C－、HC 种离子中，最易结合质子的是 ，最难结合质子的是 。 (3)判断下列反应的离子方程式中正确的是(填写标号) 。 A.H3C＋3A－===3HA＋C3－ B.HB－＋A－===HA＋B2－C.H3C＋B2－===HB－＋H2C－ (4)完成下列反应的离子方程式。A.H3C＋OH－（过量） ； B.HA（过量）＋C3－ 。 13.（8分）在稀氨水中存在平衡：NH3＋H2O NH ＋OH－,如进行下列操作，则NH3、NH 、H＋、OH－浓度如何变化？试用“增大”“减小”“不变”填写。 （1）通适量HCl气体时，c(NH3) ,c(H＋) 。 （2）加入少量NaOH固体时，c(NH ) ,c(OH－) 。 （3）加入NH4Cl晶体时，c(NH ) ,c(OH－) 。 14.（8分）在a、b两支试管中，分别装上形态相同、质量相等的一颗锌粒，然后向两支试管中分别加入相同物质的量、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白： （1）a、b两支试管中的现象：相同点是 ；不同点是 。原因是 。 （2）a、b两支试管中生成气体的体积开始时是a 于b，反应完毕后生成气体的总体积是a b，原因是 。 15.（6分）为测定人呼出气体中二氧化碳的含量，将1000 mL呼出的气体通入50.0 mL氢氧化钡溶液中，使其完全吸收，过滤后取20.0 mL澄清溶液，用0.100 mol·L－1盐酸滴定，当耗去20.4 mL盐酸时恰好完全反应。另取20.0 mL原氢氧化钡溶液，用同种盐酸滴定，耗去36.4 mL盐酸时，恰好反应完全。试计算人呼出气体中二氧化碳的体积百分含量（气体体积在状况下测定）。 附参考答案 一、1.解析：c(NH )增大，平衡逆向移动。答案：C 2.A 3.B 4.B 5.AD 6.B 7.A 8.B 9.D 二、10.（1）100 mL容量瓶（2）＞ b （3）配制pH=1的HA溶液难以实现，不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同。 （4）配制NaA溶液，测其pH＞7，即证明HA是弱电解质。 11.(1)右(2)①小球下沉到烧杯底部 ②产生白色沉淀 (3)Ca3（PO4）2＋3H2SO4===2H3PO4＋3CaSO4 ③电流计指针偏转幅度不断变小，最后指针 回到中央 12.(1)H2Ｂ （2）C3－ HB－ (3)BC (4)H3C＋3OH－===C3－＋3H2O 2HＡ＋C3－===2Ａ－＋H2C－ 13.（1）减小 增大 （2）减小 增大 （3）增大 减小 14.（1）都产生气泡，Zn溶解 a产生气泡、Zn溶解速度都快 HCl完全电离， HCl中的c(H+)大于CH3COOH中的c(H+) （2）大 等于 a中c(H+)大于b中的c(H+),而酸的总量相等 15.4.48% 能否 电离 是否 完全 _1234567897.unknown _1234567905.bin _1234567913.bin _1234567917.bin _1234567919.unknown _1234567921.unknown _1234567922.unknown _1234567920.unknown _1234567918.unknown _1234567915.bin _1234567916.unknown _1234567914.unknown _1234567909.bin _1234567911.bin _1234567912.unknown _1234567910.unknown _1234567907.unknown _1234567908.bin _1234567906.bin _1234567901.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567902.unknown _1234567899.unknown _1234567900.unknown _1234567898.unknown _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown