【备课推荐】2017年秋高二化学人教版选修四同步学案：第3章 第1节 弱电解质的电离

第一节　弱电解质的电离
【学习目标】
1.能准确判断强电解质和弱电解质。
2.会描述弱电解质的电离平衡，能正确书写弱电解质的电离方程式，会分析电离平衡的移动。3.知道电离平衡常数的意义。
一　强电解质和弱电解质
【新知导学】
1．化合物按照其在________或____________下能否导电，可分为电解质和非电解质。按要求回答下列问题：
有以下几种物质：①液态HCl　②熔融NaCl　③稀硫酸
④蔗糖　⑤乙醇　⑥氯水　⑦Al2O3　⑧NH3　⑨氨水
⑩Cu　 CaCO3　 SO2　 Al(OH)3　 NaOH
CH3COOH
(1)属于电解质的是________________，属于非电解质的是________________。
(2)能导电的是________________。
2．分别试验等体积、等浓度的盐酸、醋酸与等量镁条的反应；并测定两溶液的pH，填写下表：
1
mol·L－1
HCl
1
mol·L－1
CH3COOH
与镁条反应的现象
产生气泡较快
产生气泡较慢
溶液的pH
实验结论
c(H＋)
相同物质的量浓度时，盐酸______醋酸
电离程度
HCl在稀溶液中______电离，CH3COOH在水溶液中________电离
3.根据电解质在水溶液中是否全部电离，把电解质分为强电解质和弱电解质。强电解质在水溶液中能够________电离，而弱电解质在水溶液中只有________电离。
【归纳总结】
1.电解质与非电解质
(1)单质和混合物既不是电解质，也不是非电解质；
(2)必须是由本身电离出离子的化合物才是电解质；
(3)酸、碱、盐、活泼金属氧化物是电解质。
2．强电解质和弱电解质
(1)判断依据：根据电解质在水溶液中能否完全电离判断
(2)与物质类别的关系
强电解质
弱电解质
(3)注意事项
①电解质的强弱与溶液导电能力没有必然联系。电解质溶液的导电能力与离子浓度和离子所带电荷数有关，强电解质溶液的导电能力不一定强。
②电解质的强弱与其溶解度无关。某些难溶盐，虽然溶解度小，但其溶于水的部分完全电离，仍属于强电解质。有少数盐尽管能溶于水，但只有部分电离，属于弱电解质，如(CH3COO)2Pb等。
【活学活用】
1．下列说法正确的是(　　)
A．氯化钾溶液在电流作用下电离成钾离子和氯离子
B．二氧化硫溶于水能部分转化成离子，故二氧化硫属于弱电解质
C．碳酸钡难溶于水，所以碳酸钡属于弱电解质
D．纯净的强电解质在液态时，有的导电有的不导电
2．下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是(　　)
A．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物
B．强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物
C．强电解质熔化时都完全电离，弱电解质在水溶液中部分电离
D．强电解质不一定能导电，弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质弱
二　弱电解质的电离平衡
【新知导学】
1．弱电解质在水溶液中的电离都是可逆过程。醋酸是一种常见的弱电解质，它的电离方程式是________________________________，在醋酸溶液中含有的溶质粒子有________________________。
2．下图是醋酸溶于水时，电离过程中醋酸分子电离成离子的速率、离子结合成醋酸分子的速率随时间的变化曲线。请回答下列问题：
(1)va表示__________________________的速率；vb表示________________________的速率。
(2)在时间由t0到t1过程中，va的变化是____________，vb的变化是____________。
(3)当时间达t1后，va与vb的关系是________________，此时醋酸达到____________状态。
(4)分析醋酸电离过程中，溶液中各粒子浓度的变化，填写下表：
粒子浓度
c(H＋)
c(CH3COO－)
c(CH3COOH)
醋酸初溶于水
达到电离平衡前
达到电离平衡时
3.醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH??H＋＋CH3COO－，分析改变下列条件对醋酸电离平衡的影响，填写下表：
条件改变
平衡移动方向
c(H＋)
n(H＋)
电离程度
导电能力
升高温度
加H2O
通HCl
加少量NaOH(s)
加少量CH3COONa
(s)
加少量CH3COOH
【归纳总结】
1.电离平衡状态：在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子____________________和________________________________相等时，电离过程就达到了电离平衡状态。
2．电离平衡的特征：动、等、定、变、逆。
3．影响电离平衡的条件
(1)温度：由于电离过程吸热，升高温度，电离平衡向________方向移动；降低温度，电离平衡向________方向移动。
(2)浓度：电解质溶液的浓度越小，它的电离程度就________。
(3)其他因素：加入含有弱电解质离子的强电解质时，电离平衡向________方向移动；加入能与弱电解质离子反应的物质时，电离平衡向________方向移动。
4．弱电解质的电离方程式的书写
(1)弱电解质的电离方程式的书写用“??”表示。如NH3·H2O的电离方程式是________________________________________。
(2)多元弱酸是分步电离的，电离程度逐步减弱，可分步书写电离方程式。如H2CO3的电离方程式是________________________________________________。
(3)多元弱碱的电离也是分步进行的，但是一般按一步电离的形式书写。如Fe(OH)3的电离方程式是________________________________________________。
【活学活用】
3．在醋酸中存在电离平衡：CH3COOH??CH3COO－＋H＋，要使电离平衡右移且c(H＋)增大，应采取的措施是(　　)
A．加入NaOH(s)
B．加入盐酸
C．加蒸馏水
D．升高温度
4．已知0.1
mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH??CH3COO－＋H＋，要使溶液中值增大，可以采取的措施是(　　)
①加少量烧碱固体　②升高温度　③加少量冰醋酸
④加水　⑤加少量醋酸钠固体
A．①②
B．②③⑤
C．③④⑤
D．②④
三　电离平衡常数
【新知导学】
1．电离平衡与化学平衡类似，请你根据化学平衡常数的表达式，推断写出弱电解质AB??A＋＋B－的电离平衡常数(简称电离常数)的表达式______________________。
2．一元弱酸的电离常数用________表示，一元弱碱的电离常数用________表示。CH3COOH的电离常数的表达式是__________________________，NH3·H2O的电离常数的表达式是__________________________________。
3．H2S在水溶液中分两步电离，即：__________________、________________________，其电离常数表达式分别为______________________、________________________。
【归纳总结】
关于电离平衡常数的理解
(1)电离常数的定义：指一定温度下，弱电解质达到电离平衡时，________________________，简称电离常数，用K表示。
(2)电离常数的意义：根据电离常数大小，可以判断弱电解质的相对强弱，K值越大，离子浓度越大，即表示该电解质越强。所以根据Ka或Kb的大小，可以判断弱酸或弱碱的相对强弱。
(3)多元弱酸________电离，每一步电离都有各自的电离常数。各级电离常数的大小关系是______________________，所以其酸性主要决定于______________。
(4)电离常数的大小与温度有关，电解质的电离是吸热过程，________温度电离常数增大。
【活学活用】
5．下列曲线中，可以描述乙酸(甲，Ka＝1.8×10－5)和一氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10－3)在水中的电离度与浓度关系的是(已知：电离度＝×100%)(　　)
6．已知下面三个数据：7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是三种酸的电离平衡常数，若已知这些酸可发生如下反应：
①NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2，
②NaCN＋HF===HCN＋NaF，
③NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。
由此可判断下列叙述中不正确的是(　　)
A．HF的电离平衡常数为7.2×10－4
B．HNO2的电离平衡常数为4.9×10－10
C．根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D．HNO2的电离平衡常数比HCN大，比HF小
【学习小结】
【达标检测】
1．下列说法中不正确的是(　　)
①将硫酸钡放入水中不能导电，所以硫酸钡是非电解质
②氨溶于水得到的溶液氨水能导电，所以氨是电解质
③固态的共价化合物不导电，熔融态的共价化合物可以导电　④固态的离子化合物不导电，熔融态的离子化合物也不导电
A．仅①④
B．仅①②④
C．仅①②③
D．①②③④
2．下列说法正确的是(　　)
A．相同温度下，饱和溶液的导电性一定比不饱和溶液的导电性强
B．Na2O的水溶液能导电是因为Na2O与水反应生成的NaOH发生电离，所以NaOH是电解质，Na2O是非电解质
C．强电解质水溶液的导电能力一定比弱电解质水溶液的导电能力强
D．难溶于水的物质不一定是弱电解质
3．下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是(　　)
A．相同浓度的两溶液中c(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(H＋)＝10－3
mol·L－1的两溶液稀释100倍，c(H＋)都为10－5
mol·L－1
D．两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c(H＋)均明显减小
4．常温下向0.1
mol·L－1
CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa晶体时，会引起(　　)
A．溶液中的c(H＋)减小
B．电离平衡左移，电离常数减小
C．溶液的导电能力减弱
D．溶液中的c(OH－)减小
5．已知：
Ka1
Ka2
H2SO3
1.54×10－2
1.02×10－7
H2CO3
4.3×10－7
5.6×10－11
(1)在相同浓度的H2SO3和H2CO3的溶液中，用“>”“<”或“＝”填空。
c(H＋)：H2SO3________H2CO3；
c(SO)________c(CO)；
c(H2SO3)________c(H2CO3)；
溶液导电能力：H2SO3________H2CO3。
(2)HSO的电离平衡常数表达式为________________。
(3)H2SO3溶液与NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为________________________________。
答案精析
一
新知导学
1．水溶液　熔融状态　(1)①②⑦ 　④⑤⑧ 　(2)②③⑥⑨⑩
2．pH＝0　pH>0　>　全部　只有部分
3．全部　部分
活学活用
1．D　[A项，KCl溶液不需在电流作用下就能电离成K＋和Cl－；B项，SO2本身不能电离出离子，故SO2不是电解质，SO2与H2O反应生成的H2SO3才是电解质；C项，BaCO3属于强电解质；D项，纯净的强电解质在液态时有的导电(如熔融NaCl)，有的不导电(如HCl、HClO4等)。]
2．D　[判断强、弱电解质的根本依据是看电解质在水中是否完全电离，与其溶解度、浓度大小及水溶液导电能力的强弱无关。强极性的共价化合物如HCl也是强电解质，A错误；强、弱电解质与溶解性无关，B错误；有些强电解质熔化时不能电离，如H2SO4等，C错误；电解质导电是有条件的，溶液的导电性与溶液中离子浓度和所带的电荷数有关，D正确。]
二
新知导学
1．CH3COOH??H＋＋CH3COO－　H＋、CH3COO－、CH3COOH
2．(1)醋酸分子电离成离子　离子结合成醋酸分子　(2)不断减小　不断增大　(3)va＝vb≠0　电离平衡　(4)(从左到右，从上到下)接近于0　接近于0　最大　增大　增大　减小　不变　不变　不变
3．(从左到右，从上到下)向右移动　增大　增大　增大　增强　向右移动　减小　增大　增大　减弱　向左移动　增大　增大　减小　增强　向右移动　减小　减小　增大　增强　向左移动　减小　减小　减小　增强　向右移动　增大　增大　减小　增强
归纳总结
1．电离成离子的速率　离子结合成弱电解质分子的速率
3．(1)正反应　逆反应　(2)越大　(3)逆反应　正反应
4．(1)NH3·H2O??NH＋OH－　(2)H2CO3??H＋＋HCO，HCO??H＋＋CO　(3)Fe(OH)3??Fe3＋＋3OH－
活学活用
3．D　[加入NaOH(s)、蒸馏水、升高温度均能使平衡右移，但加入NaOH、蒸馏水时c(H＋)减小，升高温度时c(H＋)增大。]
4．D　[①中加少量NaOH固体时，H＋与OH－结合生成难电离的H2O，使值减小；②中CH3COOH的电离是吸热过程，升温，c(H＋)增大，c(CH3COOH)减小，故值增大；③中加入无水CH3COOH时，c(CH3COOH)增大量大于c(H＋)增大量，致使值减小；④中加水稀释，电离平衡右移，n(CH3COOH)减小，n(H＋)增大，故＝增大；⑤加少量醋酸钠固体时，平衡逆向移动，c(H＋)减小，c(CH3COOH)增大，值减小。]
三
新知导学
1．K＝
2．Ka　Kb　Ka＝　Kb＝
3．H2S??H＋＋HS－　HS－??H＋＋S2－　Ka1＝　Ka2＝
归纳总结
(1)弱电解质电离生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值(为一常数)　(3)分步　Ka1
Ka2 Ka3　第一步电离　(4)升高
活学活用
5．B　[根据甲、乙的电离平衡常数得，这两种物质都是弱电解质，在温度不变、浓度相等时，电离程度CH3COOH6．B　[由这三个反应化学方程式可以得出：HF、HNO2、HCN的酸性依次减弱。酸性越强，电离常数越大，据此可以将三个K值与酸对应起来。以上三个反应中，第①个反应说明酸性HNO2>HCN，第③个反应说明酸性HF>HNO2，只根据这两个反应即可作出比较。]
达标检测　提升技能
1．D　[BaSO4是强电解质，NH3是非电解质，离子化合物的熔融态能导电而共价化合物的熔融态不导电，4种说法均错。]
2．D　[由于不同物质的溶解度不同，饱和溶液的浓度不一定大，导电性不一定强，A项错；Na2O在熔融状态可以导电，是电解质，B项错；强电解质溶液的浓度若太小，即使全部电离，离子浓度也很小，导电能力并不强，C项错；CaCO3等物质虽然难溶于水，但溶于水的部分全部电离，属于强电解质，D项正确。]
3．B　[相同浓度时，盐酸中c(H＋)大于醋酸中c(H＋)，故A错；c(H＋)＝10－3
mol·L－1的HCl和CH3COOH溶液，稀释100倍，盐酸中c(H＋)＝10－5
mol·L－1，醋酸中c(H＋)大于10－5
mol·L－1，因为加水稀释，CH3COOH??CH3COO－＋H＋，平衡右移，故C错；加入少量对应的钠盐时，对盐酸无影响，CH3COOH电离平衡左移，c(H＋)减小，故D错。]
4．A　[CH3COOH??CH3COO－＋H＋，当加入CH3COONa晶体时，溶液中c(CH3COO－)增大，平衡向左移动，c(H＋)减小，c(OH－)增大；由于体系温度不变，电离常数不变，由于加入CH3COONa，使c(CH3COO－)增大，溶液导电性增强。]
5．(1)>　>　<　>　(2)Ka＝　(3)H2SO3＋HCO===H2O＋CO2↑＋HSO