第2节 弱电解质的电离 盐类的水解
第1课时 弱电解质的电离平衡(基础课)
学习任务 1．知道电离平衡常数，认识电离平衡常数与弱酸、弱碱的酸碱性强弱之间的关系。能将化学平衡常数的有关内容迁移应用。 2．能通过化学平衡理论认识弱电解质在水溶液中的电离平衡，认识温度、浓度影响电离平衡的规律。
旧知回顾 1．从电离的角度认识酸、碱、盐 分类电离特征酸溶于水发生电离时，生成的阳离子全部是H＋ 的化合物碱溶于水发生电离时，生成的阴离子全部是OH－的化合物盐溶于水发生电离时，能生成金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子的化合物
2．强电解质：在水溶液中能完全电离的电解质。强酸、强碱、大部分盐等都是强电解质。书写电离方程式时用符号“===”。 3．弱电解质：在水溶液中部分电离的电解质。弱酸、弱碱、H2O等都是弱电解质。书写电离方程式时用符号“ ”。
一、电离平衡常数 电离度
1．弱电解质的电离平衡
(1)定义：在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子电离出离子的速率与离子结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，叫作电离平衡。
(2)特点：电离平衡是动态平衡，遵循化学平衡的一般规律。
2．电离平衡常数
(1)定义：在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子的浓度(次方)的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。
(2)表达式
一元弱酸：CH3COOH CH3COO－＋H＋
Ka＝。
一元弱碱：＋OH－
Kb＝。
(3)意义：根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱，K越大，表示该弱电解质越易电离，对应的酸性(或碱性)越强。
(4)影响因素：电离平衡常数只与温度有关，与浓度无关，且升高温度K值增大。
微点拨：(1)多元弱酸是分步电离的，各级电离常数逐级减小且一般相差很大，Ka1 Ka2，故溶液中的c平(H＋)主要由第一步电离程度决定。
(2)多元弱碱的电离比较复杂，一般看作是一步电离。
3．电离度
(1)定义：弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分率称为电离度。
(2)表达式：α＝×100%。
(3)影响因素：弱电解质的电离度与溶液的浓度有关，一般而言，浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)当CH3COOH在水溶液中达到电离平衡时：c平(CH3COOH)＝c平(H＋)＝c平(CH3COO－)。 (×)
(2)H2S的电离常数表达式Ka＝。 (×)
(3)相同温度下，Ka(HF)＞Ka(CH3COOH)，说明酸性：HF＞CH3COOH。 (√)
二、影响电离平衡的因素
1．内因：弱电解质本身的性质。
2．外因
因素 影响结果
温度 升高温度，电离平衡正向移动
浓度 加水稀释，电离平衡正向移动
外加 物质 加入与弱电解质电离出的离子相同的离子，电离平衡逆向移动(同离子效应)
加入与弱电解质电离出的离子发生反应的离子，电离平衡正向移动
微点拨：弱电解质电离遵循“越稀越电离，越热越电离”的规律。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)相同温度下，0.3 mol·L-1的醋酸溶液与0.1 mol·L-1的醋酸溶液的电离度相等。 (×)
(2)在醋酸溶液中加入NaOH溶液，可以使其电离平衡正向移动。 (√)
电离平衡常数的应用
查阅资料发现，在25 ℃ 时，醋酸、碳酸和硼酸的电离平衡常数分别是1.75×10-5 mol/L、4.4×10-7 mol/L(第一步电离)和5.8×10-10 mol/L。
1．它们的酸性强弱顺序是怎样的？有何规律？
提示：醋酸＞碳酸＞硼酸。K值越大，酸性越强。
2．向两支分别盛有0.1 mol/L醋酸溶液和 0.1 mol/L 硼酸溶液的试管中滴加等浓度Na2CO3溶液。试管1、2中会出现什么现象？为什么？
提示：试管1中有气泡产生，而试管2中没有气泡产生。根据复分解反应中“强酸制弱酸”的规律，试管1中有气泡产生是因为醋酸的酸性强于碳酸；试管2中没有气泡产生是因为硼酸的酸性弱于碳酸。
1．电离常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，相同温度下，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。
(2)判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律，如25 ℃时，Ka(HCOOH)＝1.77×10-4 mol·L-1，Ka(HCN)＝4.9×10-10 mol·L-1，故反应HCOOH＋NaCN===HCN＋HCOONa能发生。
2．有关电离平衡常数的计算模板(以弱酸HX为例)
(1)已知c始(HX)和c平(H＋)，求电离平衡常数：
HX H＋＋ X－
起始： c始(HX) 0 0
平衡： c始(HX)－c平(H＋) c平(H＋) c平(X－)
则Ka＝＝
由于弱酸只有极少一部分电离，c平(H＋)的数值很小，可做近似处理：c始(HX)－c平(H＋)≈c始(HX)。
则Ka＝，代入数值求解即可。
(2)已知c始(HX)和电离平衡常数，求 c平(H＋)：
HX H＋ ＋ X－
起始： c始(HX) 0 0
平衡： c始(HX)－c平(H＋) c平(H＋) c平(X－)
则：Ka＝＝。
由于c平(H＋)的数值很小，可做近似处理：c始(HX)－c平(H＋)≈c始(HX)。
则c平(H＋)＝，代入数值求解即可。
1．常温下，向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条，塞紧橡胶塞，用注射器向其中一个锥形瓶中注入2 mL 1 mol·L-1草酸溶液(H2C2O4的Ka1＝5.0×10-2 mol·L-1，Ka2＝5.4×10-5 mol·L-1)，向另一个锥形瓶中注入2 mL 2 mol·L-1 醋酸溶液(CH3COOH的Ka＝1.8×10-5 mol·L-1)，分别测得两个锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．曲线①表示醋酸溶液与镁条的反应
B．当反应停止时，醋酸溶液产生的气体与草酸溶液产生的气体一样多
C．反应结束，草酸溶液所耗时间比醋酸溶液所耗时间短
D．草酸的电离方程式为
D [该草酸溶液中c平(H＋)＝＝ mol·L-1≈0.224 mol·L-1，醋酸溶液中c平(H＋)＝≈ mol·L-1＝0.006 mol·L-1；反应开始时草酸溶液中c平(H＋)较大，与镁反应较快，即曲线②表示草酸溶液与镁条的反应，曲线①表示醋酸溶液与镁条的反应，A正确；n(Mg)＝≈0.002 1 mol，n(H2C2O4)＝0.002 L×1 mol·L-1＝0.002 mol，n(CH3COOH)＝0.002 L×2 mol·L-1＝0.004 mol，则镁过量，当两种酸完全反应时，产生的H2一样多，B正确；根据上述分析可知，草酸溶液与镁反应速率比醋酸溶液快，则反应结束时草酸溶液所耗时间比醋酸溶液所耗时间短，C正确；H2C2O4为二元弱酸，分步电离，其电离方程式为、，D错误。]
2．(1)25 ℃时，在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA溶液中，有0.001 mol 的HA电离。则该温度下HA的电离常数为________。
(2)25 ℃时，0.1 mol·L-1的该酸溶液中的 c平(H＋)＝________。
[答案] (1)2.02×10-5 mol·L-1 (2)1.42×10-3 mol·L-1
[教材 拓展视野]
已知25 ℃时几种物质的电离度(溶液的浓度为0.1 mol·L-1时所得数据)如下表所示(已知硫酸的第一步电离是完全的)：
溶液 ①H2SO4 溶液 ②NaHSO4 溶液 ③CH3COOH 溶液 ④HCl 溶液
微粒 CH3COOH HCl
电离 度α 10% 29% 1.33% 100%
(1)25 ℃时，0.1 mol·L-1的上述四种溶液中c平(H＋)由大到小的顺序是_______________(填序号，下同)。
(2)25 ℃时，c平(H＋)相同的上述四种溶液中溶质的物质的量浓度由大到小的顺序是________。
(3)25 ℃时，将足量锌粉放入等体积、c平(H＋)为0.1 mol·L-1的上述四种溶液中，产生H2的体积(同等压强下)由大到小的顺序是________。
(4)25 ℃时，0.1 mol·L-1的H2SO4溶液中的电离度小于0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中的电离度的原因是___________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案] (1)①④②③ (2)③②④① (3)③②①④ (4)H2SO4一级电离产生的H＋抑制了其二级电离
外界条件对弱电解质电离平衡的影响
醋酸电离过程中正、逆速率的变化：
1．醋酸电离过程中粒子浓度的变化(填“增大”“减小”或“不变”)
c(H＋) c(CH3COO－) c(CH3COOH)
初溶于水时 0 0 最大
达到平衡前 ______ ______ ______
达到平衡时 ______ ______ ______
提示：增大 增大 减小 不变 不变 不变
2．若在t1时刻升高一定温度，画出再次达到平衡时的v - t图像。
提示：
电离平衡的影响因素
实例：CH3COOH H＋＋CH3COO－ ΔH＞0
影响 因素 平衡移 动方向 n(H＋) c平(H＋) c平(CH3COO－) Ka pH 导电 能力
升温(不考虑挥发) 右 增大 增大 增大 增大 减小 增强
加冰醋酸 右 增大 增大 增大 不变 减小 增强
加入其 他物质 CH3COONa 固体 左 减小 减小 增大 不变 增大 增强
通HCl气体 左 增大 增大 减小 不变 减小 增强
NaOH固体 右 减小 减小 增大 不变 增大 增强
加水稀释 右 增大 减小 减小 不变 增大 减弱
【例题】 室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是( )
A．溶液中导电离子的数目减小
B．溶液中不变
C．醋酸的电离程度增大，c平(H＋)也增大
D．醋酸的电离平衡常数Ka随醋酸浓度减小而减小
B [加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，溶液中离子数目增多，因此溶液中导电离子的数目增多，A错误；表示醋酸的电离平衡常数，温度不变，则电离平衡常数不变，B正确；加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，醋酸的电离程度增大，但溶液酸性减弱，所以c平(H＋)减小，C错误；醋酸的电离平衡常数Ka只与温度有关系，温度不变，电离平衡常数不变，D错误。]
[母题发散]
(1)A项改为溶液中导电离子的浓度都减小，对吗？
(2)10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液升高温度，溶液中不变，对吗？
提示：(1)不对。加水稀释，c平(H＋)减小，因KW不变，故c平(OH－)增大。
(2)不对。升温，电离程度增大，电离平衡常数Ka增大。
1．氨水中存在电离平衡：＋OH－。下列叙述正确的是( )
A．加水后，溶液中n(OH－)增大
B．加入少量浓盐酸，溶液中c(OH－)增大
C．加入少量浓NaOH溶液，电离平衡正向移动
D．加入少量NH4Cl固体，溶液中)减小
A [向氨水中加入水，促进一水合氨电离，所以溶液中n(OH－)增大，A正确；向氨水中加入少量浓盐酸，氢离子和氢氧根离子反应，导致溶液中c(OH－)减小，B错误；向氨水中加入少量浓NaOH溶液，氢氧根离子浓度增大，则一水合氨的电离平衡逆向移动，C错误；向氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液中增大，D错误。]
2．把1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液用蒸馏水稀释到10 L，下列叙述不正确的是( )
A．c平(CH3COOH)变为原来的
B．c平(H＋)大于原来的
C．的值增大
D．溶液的导电性减弱
A [由于加蒸馏水稀释，CH3COOH的电离程度增大，故c平(CH3COOH)应小于原来的，c平(H＋)应大于原来的＝，而n(CH3COO－)增大，n(CH3COOH)减小，故的值增大，加蒸馏水稀释后离子浓度减小，溶液的导电性减弱。]
一元强酸与一元弱酸的比较
盐酸与CH3COOH溶液酸性强弱的比较：
1．表面积相同的两粒锌粒分别加入相同浓度的盐酸、CH3COOH溶液中，产生H2的速率相同吗？为什么？
提示：不相同。因为HCl在溶液中全部电离，而CH3COOH在溶液中部分电离，前者c平(H＋)比后者大，因此前者产生H2的速率比后者快。
2．若取pH相同、体积相同的盐酸与CH3COOH溶液做相同的实验，两者反应过程中产生H2的量谁更大(锌粒足量)
提示：pH相同时，CH3COOH溶液的浓度大，在反应过程中产生H2的量大。
1．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较 项目 酸 c平(H＋) pH 中和 碱的 能力 与足量活 泼金属反 应产生 H2的量 开始与 金属反 应的速 率
盐酸 大 小 相同 相同 大
醋酸溶液 小 大 小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较 项目 酸 c平(H＋) c平(酸) 中和 碱的 能力 与足量活 泼金属反 应产生 H2的量 开始与 金属反 应的速 率
盐酸 相同 小 小 少 相同
醋酸溶液 大 大 多
2．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸溶液
加水稀释相同的倍数，醋酸溶液的pH大 加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸溶液
加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH，醋酸溶液加入的水多
1．体积相同、c平(H＋)相同的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积[V(H2)]随时间(t)变化的示意图正确的是( )
A B
C D
[答案] C
2．常温下，分别向体积相同、浓度均为1 mol·L-1的HA、HB两种弱酸溶液中不断加水稀释，酸溶液的pH与酸溶液浓度的对数(lg c)的关系如图所示。下列对该过程相关分析不正确的是( )
A．HB的电离常数(Ka)数量级为10-9
B．酸性：HA>HB
C．加水稀释过程中，HA的电离常数不变
D．常温下，当lg c＝－7时，两种酸溶液的pH均为7
D [由题图可知，b点时HB溶液中c平(HB)＝10-3 mol·L-1，pH＝3，则pH＝6，溶液中c平(H＋)＝10-6 mol·L-1，c平(B－)＝10-6 mol·L-1，则HB的电离常数Ka＝ mol·L-1＝10-9 mol·L-1，A正确；a点的坐标近似为(－3，1.8)，根据A选项的分析，同理可得HA的电离常数Ka＝ mol·L-1＝10-4.2 mol·L-1，HA的电离常数大于HB的电离常数，则酸性：HA>HB，B正确；HA的电离常数只与温度有关，加水稀释过程中，HA的电离常数不变，C正确；HA、HB溶液均为酸溶液，酸溶液无限稀释，常温下pH只能无限接近7，但不为7，D错误。]
1．HA H＋＋A－的电离常数Ka＝。温度升高K值增大。 2．相同条件下，K越大，表示该弱电解质越易电离，对应的酸性(或碱性)越强。 3．电离度α＝×100%，一般而言，弱电解质溶液的浓度越大，其电离度越小；弱电解质溶液的浓度越小，其电离度越大。
1．下列说法不正确的是( )
A．根据溶液中有CH3COOH、CH3COO－和H＋即可证明CH3COOH是弱电解质
B．根据溶液中CH3COO－和H＋的物质的量浓度相等即可证明CH3COOH达到电离平衡状态
C．当NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中NH3·H2O、和OH－的浓度不再改变
D．H2CO3是分步电离的，电离程度依次减小
B [溶液中除电解质电离出的离子外，还存在电解质分子，能证明该电解质是弱电解质，A项正确；根据CH3COOH CH3COO－＋H＋知，即使CH3COOH未达到电离平衡状态，CH3COO－和H＋的浓度也相等，B项错误；NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中各粒子的浓度不变，C项正确；H2CO3是二元弱酸，分步电离且电离程度依次减小，D项正确。]
2．已知25 ℃下，CH3COOH溶液中各微粒的浓度存在以下关系：Ka＝＝1.75×10-5 mol·L-1。下列有关结论不可能成立的是( )
A．25 ℃下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，Ka＝1.75×10-5 mol·L-1
B．25 ℃下，向该溶液中加入一定量的氢氧化钠时，Ka＝2×10-4 mol·L-1
C．标准状况下，醋酸的Ka<1.75×10-5 mol·L-1
D．升高到一定温度，Ka＝7.2×10-5 mol·L-1
B [醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO－＋H＋，题中Ka为醋酸的电离常数，由于电离常数不随浓度的变化而变化，只随温度的变化而变化，所以A项成立、B项不可能成立；因为醋酸的电离是吸热过程，所以升高温度时Ka增大，降低温度时Ka减小，标准状况下(0 ℃)温度低于25 ℃，则Ka<1.75×10-5 mol·L-1，所以C、D项可能成立。]
3．25 ℃时，0.10 mol·L-1草酸溶液中各微粒的物质的量浓度如下：
微粒
c平/ 5.1×10-2 4.9×10-2 5.1×10-2 5.3×10-5
下列关系不能说明草酸的第二步电离比第一步电离更难的是( )
A．c平大于c平
B．c平大于c平
C．c平远远大于c平
D．c平约等于c平
[答案] A
4．在氨水中存在下列平衡：
＋OH－
(1)向氨水中加入MgCl2固体时，平衡向________移动，OH－的浓度________的浓度________。
(2)向氨水中加入浓盐酸，平衡向________________移动，此时溶液中浓度减小的微粒有_______、________、________。
(3)向浓氨水中加入少量的NaOH固体，平衡向________移动，此时发生的现象是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] 氨水中存在平衡：＋OH－。(1)向氨水中加入MgCl2固体时，MgCl2固体溶于水电离出Mg2+，Mg2+和OH－反应生成氢氧化镁沉淀导致OH－浓度减小，平衡向正反应方向移动浓度增大。(2)向氨水中加入浓盐酸时，H＋和OH－反应，消耗OH－，所以OH－浓度减小；NH3·H2O的电离平衡向正反应方向移动，NH3、NH3·H2O的浓度均减小。(3)向浓氨水中加入少量NaOH固体，NaOH固体溶于水电离出OH－，导致溶液中OH－浓度增大，平衡向逆反应方向移动，OH－和反应生成NH3，所以有刺激性气味的气体逸出。
[答案] (1)正反应方向 减小 增大 (2)正反应方向 OH－ NH3·H2O NH3 (3)逆反应方向 固体溶解，有刺激性气味的气体放出
数智分层作业(二十) 弱电解质的电离平衡
(选择题每小题只有一个选项符合题目要求，选择题每小题3分，本试卷共45分)
1．室温下，对于1 L 0.1 mol·L-1氨水。下列判断正确的是( )
A．该溶液中的粒子数为6.02×1022
B．加入少量NH4Cl固体后，溶液的pH降低
C．滴加氢氧化钠溶液过程中与n(NH3·H2O)之和始终为0.1 mol
D．与MgCl2溶液反应的离子方程式为Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓
B [NH3·H2O部分电离，1 L 0.1 mol·L-1溶液中的粒子数少于6.02×1022，A错误；加入少量NH4Cl固体后，平衡左移，OH－浓度下降，溶液的pH降低，B正确；随着滴加的氢氧化钠溶液不断增多，氨的挥发越加明显与·H2O)之和小于0.1 mol，C错误；与MgCl2溶液反应的离子方程式为，D错误。]
2．0.1 mol·L-1HF溶液的pH＝2，则该溶液中有关浓度关系式不正确的是( )
A．c平(H＋)＞c平(F－)
B．c平(H＋)＞c平(HF)
C．c平(HF)＞c平(OH－)
D．c平(HF)＞c平(F－)
[答案] B
3．已知室温时，0.1 mol·L-1某一元酸(HA)在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是( )
A．升高温度，溶液中c平(H＋)增大
B．室温时，此酸的电离平衡常数约为1×10-7 mol·L-1
C．该溶液的氢离子浓度为1×10-3 mol·L-1
D．升高温度，电离平衡常数增大
C [弱电解质的电离过程是吸热的，升高温度，电离平衡正向移动，H＋的浓度增大，故A项正确；室温时，此酸的电离平衡常数Ka＝ mol·L-1＝1×10-7 mol·L-1，故B项正确；该溶液中H＋的浓度为0.1 mol·L-1×0.1%＝10-4 mol·L-1，故C项错误；升高温度，电离平衡正向移动，电离平衡常数增大，故D项正确。]
4．下列关于盐酸与醋酸溶液的说法正确的是( )
A．相同浓度的两溶液中c平(H＋)相同
B．100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C．c平(H＋)＝10-3 mol·L-1的两溶液稀释100倍，c平(H＋)均为10-5 mol·L-1
D．向两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c平(H＋)均明显减小
B [相同浓度的两溶液，盐酸完全电离，醋酸部分电离，故醋酸溶液中c平(H＋)比盐酸的小，故A错误；醋酸溶液稀释过程中平衡向电离的方向移动，稀释后醋酸溶液的c平(H＋)大于10-5 mol·L-1，故C错误；醋酸溶液中加入醋酸钠，由于增大了溶液中醋酸根离子的浓度，抑制了醋酸电离，使c平(H＋)明显减小，而盐酸中加入氯化钠，对溶液中c平(H＋)无影响，故D错误。]
5．相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是( )
酸 HX HY HZ
电离常数K/ (mol·L-1) 9×10-7 9×10-6 1×10-2
A．三种酸的强弱关系：HX>HY>HZ
B．反应HZ＋Y－===HY＋Z－不能够发生
C．V L HY溶液，加入水使溶液体积为2V L，则Q＝K(HY)，平衡正向移动，促进HY电离
D．0.1 mol·L-1 HX溶液加水稀释，的值变小
[答案] C
6．由表格中的电离平衡常数判断下列可以发生的反应是( )
化学式 电离常数K/(mol·L-1)
HClO Ka＝4.7×10-8
H2CO3 Ka1＝4.2×10-7
Ka2＝5.6×10-11
A．NaClO＋NaHCO3===HClO＋Na2CO3
C．2NaClO＋CO2＋H2O===2HClO＋Na2CO3
D．2HClO＋Na2CO3===2NaClO＋CO2↑＋H2O
B [依据电离常数分析可知酸性：，根据酸性较强的酸可以制取比它酸性弱的酸来判断反应是否可以发生。NaClO＋NaHCO3===HClO＋Na2CO3，与酸性矛盾，A项错误；，与酸性相吻合，B项正确；2NaClO＋CO2＋H2O===2HClO＋Na2CO3，与酸性矛盾，反应应生成NaHCO3，而不是Na2CO3，C项错误；2HClO＋Na2CO3===2NaClO＋CO2↑＋H2O，与酸性H2CO3>HClO矛盾，D项错误。]
7．(9分)已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸，常温下，向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液，混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。
(1)写出亚磷酸的电离方程式：___________________________________________
________________________、____________________________。(4分)
(2)表示pH与lg的变化关系的曲线是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(2分)
(3)根据图像计算亚磷酸的Ka1＝________。(3分)
[解析] Ka1＝，Ka2＝，且Ka1>Ka2，由图像可知，在相同或时，曲线Ⅱ对应的c平(H＋)较大，为第一步电离，曲线 Ⅰ 对应的c平(H＋)较小，为第二步电离，选用曲线Ⅱ中的特殊点B计算Ka1，Ka1＝＝10×10-2.4 mol·L-1＝10-1.4 mol·L-1。
[答案] ＋H＋ ＋H＋ (2)Ⅰ (3)10-1.4 mol·L-1
8．浓度均为0.1 mol·L-1、体积均为V0的HX、HY溶液，分别加水稀释至体积为V，pH随lg的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．HX、HY都是弱酸，且HX的酸性比HY的弱
B．常温下，由水电离出的c平(H＋)·c平(OH－)：a＜b
C．相同温度下，电离常数Ka(HX)：a＞b
D．lg ＝3，若同时微热两种溶液(不考虑HX、HY和H2O的挥发)，则减小
B [根据题图知，lg＝0时，HX溶液的pH＞1，说明HX部分电离，为弱酸，HY溶液的pH＝1，说明HY完全电离，为强酸，A错误；酸抑制水电离，酸中氢离子浓度越小，其抑制水电离的程度越小，根据题图知，b点溶液中氢离子浓度小于a点，则水的电离程度a＜b，所以由水电离出的c平(H＋)·c平(OH－)：a＜b，B正确；酸的电离平衡常数只与温度有关，所以相同温度下，电离常数Ka(HX)：a＝b，C错误；lg ＝3，若同时微热两种溶液，n(X－)增大，n(Y－)不变，二者溶液体积相等，所以＝＝增大，D错误。]
9．已知某二元酸H2A在溶液中的电离方程式为H2A=== H＋＋HA－，HA－ H＋＋A2-，HA－的电离常数K＝1.2×10-2 mol·L-1，设NA为阿伏加德罗常数的值。关于常温下0.01 mol·L-1的H2A溶液，下列说法不正确的是( )
A．<1.2
B．该溶液中c平(H＋)<0.02 mol·L-1
C．该溶液中存在的粒子有H＋、H2A、HA－、OH－
D．1 L溶液中H＋的数目小于0.02NA
C [H2A第一步完全电离，第二步部分电离，则0.01 mol·L-1的H2A溶液中，0.01 mol·L-110．(12分)(1)已知在常温下0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液电离程度是百分之一，求其电离平衡常数为________。(4分)
(2)已知常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c平(H2CO3)＝1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则＋H＋的平衡常数Ka1＝__________(已知10-5.60＝2.5×10-6)。(4分)
(3)现有2.0×10-3mol·L-1的HF溶液，调节溶液pH，测得25 ℃时平衡体系中c平(F－)、c平(HF)与溶液pH的关系如图所示：
25 ℃时，HF的电离平衡常数Ka(HF)＝_______________________________(列式求值)。(4分)
[答案] (1)1×10-5 mol·L-1 (2)4.2×10-7 mol·L-1 (3)＝＝4×10-4mol·L-1
1/1第2节 弱电解质的电离 盐类的水解
第1课时 弱电解质的电离平衡(基础课)
学习任务 1．知道电离平衡常数，认识电离平衡常数与弱酸、弱碱的酸碱性强弱之间的关系。能将化学平衡常数的有关内容迁移应用。 2．能通过化学平衡理论认识弱电解质在水溶液中的电离平衡，认识温度、浓度影响电离平衡的规律。
旧知回顾 1．从电离的角度认识酸、碱、盐 分类电离特征酸溶于水发生电离时，生成的阳离子全部是H＋ 的化合物碱溶于水发生电离时，生成的阴离子全部是OH－的化合物盐溶于水发生电离时，能生成金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子的化合物
2．强电解质：在水溶液中能完全电离的电解质。强酸、强碱、大部分盐等都是强电解质。书写电离方程式时用符号“===”。 3．弱电解质：在水溶液中部分电离的电解质。弱酸、弱碱、H2O等都是弱电解质。书写电离方程式时用符号“ ”。
一、电离平衡常数 电离度
1．弱电解质的电离平衡
(1)定义：在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子电离出离子的速率与离子结合成分子的速率____时，电离过程就达到了平衡状态，叫作电离平衡。
(2)特点：电离平衡是动态平衡，遵循化学平衡的一般规律。
2．电离平衡常数
(1)定义：在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子的__________________与溶液中__________________之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。
(2)表达式
一元弱酸：CH3COOH CH3COO－＋H＋
Ka＝。
一元弱碱：＋OH－
Kb＝。
(3)意义：根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的________，K越大，表示该弱电解质越__电离，对应的酸性(或碱性)越强。
(4)影响因素：电离平衡常数只与____有关，与____无关，且升高温度K值____。
微点拨：(1)多元弱酸是分步电离的，各级电离常数逐级减小且一般相差很大，Ka1 Ka2，故溶液中的c平(H＋)主要由第一步电离程度决定。
(2)多元弱碱的电离比较复杂，一般看作是一步电离。
3．电离度
(1)定义：弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分率称为电离度。
(2)表达式：α＝×100%。
(3)影响因素：弱电解质的电离度与溶液的浓度有关，一般而言，浓度越大，电离度越__；浓度越小，电离度越__。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)当CH3COOH在水溶液中达到电离平衡时：c平(CH3COOH)＝c平(H＋)＝c平(CH3COO－)。 ( )
(2)H2S的电离常数表达式Ka＝。 ( )
(3)相同温度下，Ka(HF)＞Ka(CH3COOH)，说明酸性：HF＞CH3COOH。 ( )
二、影响电离平衡的因素
1．内因：弱电解质__________。
2．外因
因素 影响结果
温度 升高温度，电离平衡____移动
浓度 加水稀释，电离平衡____移动
外加 物质 加入与弱电解质电离出的离子相同的离子，电离平衡____移动(同离子效应)
加入与弱电解质电离出的离子发生反应的离子，电离平衡____移动
微点拨：弱电解质电离遵循“越稀越电离，越热越电离”的规律。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)相同温度下，0.3 mol·L-1的醋酸溶液与0.1 mol·L-1的醋酸溶液的电离度相等。 ( )
(2)在醋酸溶液中加入NaOH溶液，可以使其电离平衡正向移动。 ( )
电离平衡常数的应用
查阅资料发现，在25 ℃ 时，醋酸、碳酸和硼酸的电离平衡常数分别是1.75×10-5 mol/L、4.4×10-7 mol/L(第一步电离)和5.8×10-10 mol/L。
1．它们的酸性强弱顺序是怎样的？有何规律？
2．向两支分别盛有0.1 mol/L醋酸溶液和 0.1 mol/L 硼酸溶液的试管中滴加等浓度Na2CO3溶液。试管1、2中会出现什么现象？为什么？
1．电离常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，相同温度下，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。
(2)判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律，如25 ℃时，Ka(HCOOH)＝1.77×10-4 mol·L-1，Ka(HCN)＝4.9×10-10 mol·L-1，故反应HCOOH＋NaCN===HCN＋HCOONa能发生。
2．有关电离平衡常数的计算模板(以弱酸HX为例)
(1)已知c始(HX)和c平(H＋)，求电离平衡常数：
HX H＋＋ X－
起始： c始(HX) 0 0
平衡： c始(HX)－c平(H＋) c平(H＋) c平(X－)
则Ka＝＝
由于弱酸只有极少一部分电离，c平(H＋)的数值很小，可做近似处理：c始(HX)－c平(H＋)≈c始(HX)。
则Ka＝，代入数值求解即可。
(2)已知c始(HX)和电离平衡常数，求 c平(H＋)：
HX H＋ ＋ X－
起始： c始(HX) 0 0
平衡： c始(HX)－c平(H＋) c平(H＋) c平(X－)
则：Ka＝＝。
由于c平(H＋)的数值很小，可做近似处理：c始(HX)－c平(H＋)≈c始(HX)。
则c平(H＋)＝，代入数值求解即可。
1．常温下，向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条，塞紧橡胶塞，用注射器向其中一个锥形瓶中注入2 mL 1 mol·L-1草酸溶液(H2C2O4的Ka1＝5.0×10-2 mol·L-1，Ka2＝5.4×10-5 mol·L-1)，向另一个锥形瓶中注入2 mL 2 mol·L-1 醋酸溶液(CH3COOH的Ka＝1.8×10-5 mol·L-1)，分别测得两个锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．曲线①表示醋酸溶液与镁条的反应
B．当反应停止时，醋酸溶液产生的气体与草酸溶液产生的气体一样多
C．反应结束，草酸溶液所耗时间比醋酸溶液所耗时间短
D．草酸的电离方程式为
2．(1)25 ℃时，在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA溶液中，有0.001 mol 的HA电离。则该温度下HA的电离常数为________。
(2)25 ℃时，0.1 mol·L-1的该酸溶液中的 c平(H＋)＝________。
[教材 拓展视野]
已知25 ℃时几种物质的电离度(溶液的浓度为0.1 mol·L-1时所得数据)如下表所示(已知硫酸的第一步电离是完全的)：
溶液 ①H2SO4 溶液 ②NaHSO4 溶液 ③CH3COOH 溶液 ④HCl 溶液
微粒 CH3COOH HCl
电离 度α 10% 29% 1.33% 100%
(1)25 ℃时，0.1 mol·L-1的上述四种溶液中c平(H＋)由大到小的顺序是_______________(填序号，下同)。
(2)25 ℃时，c平(H＋)相同的上述四种溶液中溶质的物质的量浓度由大到小的顺序是________。
(3)25 ℃时，将足量锌粉放入等体积、c平(H＋)为0.1 mol·L-1的上述四种溶液中，产生H2的体积(同等压强下)由大到小的顺序是________。
(4)25 ℃时，0.1 mol·L-1的H2SO4溶液中的电离度小于0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中的电离度的原因是__________________________________
_____________________________________________________________________。
外界条件对弱电解质电离平衡的影响
醋酸电离过程中正、逆速率的变化：
1．醋酸电离过程中粒子浓度的变化(填“增大”“减小”或“不变”)
c(H＋) c(CH3COO－) c(CH3COOH)
初溶于水时 0 0 最大
达到平衡前 ______ ______ ______
达到平衡时 ______ ______ ______
2．若在t1时刻升高一定温度，画出再次达到平衡时的v - t图像。
提示：
电离平衡的影响因素
实例：CH3COOH H＋＋CH3COO－ ΔH＞0
影响 因素 平衡移 动方向 n(H＋) c平(H＋) c平(CH3COO－) Ka pH 导电 能力
升温(不考虑挥发) 右 增大 增大 增大 增大 减小 增强
加冰醋酸 右 增大 增大 增大 不变 减小 增强
加入其 他物质 CH3COONa 固体 左 减小 减小 增大 不变 增大 增强
通HCl气体 左 增大 增大 减小 不变 减小 增强
NaOH固体 右 减小 减小 增大 不变 增大 增强
加水稀释 右 增大 减小 减小 不变 增大 减弱
【例题】 室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是( )
A．溶液中导电离子的数目减小
B．溶液中不变
C．醋酸的电离程度增大，c平(H＋)也增大
D．醋酸的电离平衡常数Ka随醋酸浓度减小而减小
[母题发散]
(1)A项改为溶液中导电离子的浓度都减小，对吗？
(2)10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液升高温度，溶液中不变，对吗？
1．氨水中存在电离平衡：＋OH－。下列叙述正确的是( )
A．加水后，溶液中n(OH－)增大
B．加入少量浓盐酸，溶液中c(OH－)增大
C．加入少量浓NaOH溶液，电离平衡正向移动
D．加入少量NH4Cl固体，溶液中)减小
2．把1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液用蒸馏水稀释到10 L，下列叙述不正确的是( )
A．c平(CH3COOH)变为原来的
B．c平(H＋)大于原来的
C．的值增大
D．溶液的导电性减弱
A [由于加蒸馏水稀释，CH3COOH的电离程度增大，故c平(CH3COOH)应小于原来的，c平(H＋)应大于原来的＝，而n(CH3COO－)增大，n(CH3COOH)减小，故的值增大，加蒸馏水稀释后离子浓度减小，溶液的导电性减弱。]
一元强酸与一元弱酸的比较
盐酸与CH3COOH溶液酸性强弱的比较：
1．表面积相同的两粒锌粒分别加入相同浓度的盐酸、CH3COOH溶液中，产生H2的速率相同吗？为什么？
2．若取pH相同、体积相同的盐酸与CH3COOH溶液做相同的实验，两者反应过程中产生H2的量谁更大(锌粒足量)
1．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较 项目 酸 c平(H＋) pH 中和 碱的 能力 与足量活 泼金属反 应产生 H2的量 开始与 金属反 应的速 率
盐酸 大 小 相同 相同 大
醋酸溶液 小 大 小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较 项目 酸 c平(H＋) c平(酸) 中和 碱的 能力 与足量活 泼金属反 应产生 H2的量 开始与 金属反 应的速 率
盐酸 相同 小 小 少 相同
醋酸溶液 大 大 多
2．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸溶液
加水稀释相同的倍数，醋酸溶液的pH大 加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸溶液
加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH，醋酸溶液加入的水多
1．体积相同、c平(H＋)相同的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积[V(H2)]随时间(t)变化的示意图正确的是( )
A B
C D
2．常温下，分别向体积相同、浓度均为1 mol·L-1的HA、HB两种弱酸溶液中不断加水稀释，酸溶液的pH与酸溶液浓度的对数(lg c)的关系如图所示。下列对该过程相关分析不正确的是( )
A．HB的电离常数(Ka)数量级为10-9
B．酸性：HA>HB
C．加水稀释过程中，HA的电离常数不变
D．常温下，当lg c＝－7时，两种酸溶液的pH均为7
1．HA H＋＋A－的电离常数Ka＝。温度升高K值增大。 2．相同条件下，K越大，表示该弱电解质越易电离，对应的酸性(或碱性)越强。 3．电离度α＝×100%，一般而言，弱电解质溶液的浓度越大，其电离度越小；弱电解质溶液的浓度越小，其电离度越大。
1．下列说法不正确的是( )
A．根据溶液中有CH3COOH、CH3COO－和H＋即可证明CH3COOH是弱电解质
B．根据溶液中CH3COO－和H＋的物质的量浓度相等即可证明CH3COOH达到电离平衡状态
C．当NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中NH3·H2O、和OH－的浓度不再改变
D．H2CO3是分步电离的，电离程度依次减小
2．已知25 ℃下，CH3COOH溶液中各微粒的浓度存在以下关系：Ka＝＝1.75×10-5 mol·L-1。下列有关结论不可能成立的是( )
A．25 ℃下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，Ka＝1.75×10-5 mol·L-1
B．25 ℃下，向该溶液中加入一定量的氢氧化钠时，Ka＝2×10-4 mol·L-1
C．标准状况下，醋酸的Ka<1.75×10-5 mol·L-1
D．升高到一定温度，Ka＝7.2×10-5 mol·L-1
3．25 ℃时，0.10 mol·L-1草酸溶液中各微粒的物质的量浓度如下：
微粒
c平/ 5.1×10-2 4.9×10-2 5.1×10-2 5.3×10-5
下列关系不能说明草酸的第二步电离比第一步电离更难的是( )
A．c平大于c平
B．c平大于c平
C．c平远远大于c平
D．c平约等于c平
4．在氨水中存在下列平衡：
＋OH－
(1)向氨水中加入MgCl2固体时，平衡向________移动，OH－的浓度________的浓度________。
(2)向氨水中加入浓盐酸，平衡向________________移动，此时溶液中浓度减小的微粒有_______、________、________。
(3)向浓氨水中加入少量的NaOH固体，平衡向________移动，此时发生的现象是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
1/1
