高中化学课时讲练通课件:31 弱电解质的电离平衡(苏教版选修4)

文档属性

名称 高中化学课时讲练通课件:31 弱电解质的电离平衡(苏教版选修4)
格式 rar
文件大小 3.0MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 化学
更新时间 2011-11-10 18:28:22

图片预览

文档简介

(共82张PPT)
1.请结合强电解质和弱电解质的概念和外延,举例判断下列说法是否正确。
(1)BaSO4难溶于水,所以它是弱电解质。
(2)离子化合物都是电解质。
(3)共价化合物都是弱电解质。
提示:(1)错误。BaSO4虽然难溶于水,但是溶解的BaSO4全部电离,属于强电解质。
(2)正确。离子化合物在水溶液中或熔融状态下,能够完全电离,都是电解质。
(3)错误。HCl是共价化合物,但是属于强电解质。
2.电解质溶液导电的原因是什么?
提示:电解质溶液导电是因为电解质电离产生自由移动的阴、阳离子。
3.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强吗?
提示:这种说法是错误的。溶液导电能力的强弱主要取决于溶液中自由移动的离子浓度的大小及离子所带电荷数,而与溶质为强电解质或弱电解质无直接联系。
【典例1】下列有关强电解质和弱电解质的说法正确的是
A.碳酸钙难溶于水,放入水中不导电,且碳酸钙960 ℃时分解不存在熔融状态导电的性质,故碳酸钙是非电解质
B.SO3溶于水后得到的水溶液具有很强的导电性,所以它是强电解质
C.NH3·H2O虽然极易溶于水,但在水中是部分电离的,所以它是弱电解质
D.因为碳酸是弱酸,故NaHCO3溶于水时的电离方程式为NaHCO3 Na++HCO3-
【思路点拨】(1)强电解质与弱电解质的本质区别;
(2)注意强电解质和弱电解质的物质类别及电离方程式的不同写法。
【自主解答】选C。电解质导电的根本原因在于化合物在这种条件下电离了,产生了自由移动的离子,而且只有离子达到一定程度才能表现出“导电”现象。因此判断某一化合物是不是电解质关键看它是否能电离,而且离子是它本身电离产生的,不是化合物与水反应生成新化合物电离出的离子。强电解质和弱电解质的区别是在水中的电离程度,完全电离的为强电解质,不完全电离的为弱电解质。碳酸钙难溶于水,但溶于水的那部分是完全电离的,故碳酸钙不仅是电解质,而且是强电解质,
A项错;SO3的水溶液具有很强的导电性,是因为SO3与水反应生成H2SO4,发生电离的不是SO3,而是“H2SO4”,所以H2SO4是强电解质,而SO3是非电解质,B项错;NH3·H2O虽然极易溶于水,但在水中是部分电离的,所以它是弱电解质,C项正确;虽然碳酸是弱酸,但NaHCO3是盐,属于强电解质,故NaHCO3溶于水时的电离方程式为NaHCO3
====Na++HCO3-,D项错。
1.你能利用v-t图像描述CH3COOH在水中的电离情况吗?试描述电离平衡的建立过程。
提示:
醋酸加入水中,在水分子的作用下,CH3COOH会电离成CH3COO-和H+,与此同时,电离出的CH3COO-和H+又会结合成CH3COOH分子,随着CH3COOH分子的电离,CH3COOH分子的浓度逐渐减小,而CH3COO-和H+浓度会逐渐增大,所以,CH3COOH的电离速率会逐渐减小,CH3COO-和H+结合成CH3COOH分子的速率逐渐增大,即CH3COOH的电离过程是可逆的。
2.试探究冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电性如何变化?并用图像表示。
提示:CH3COOH是共价化合物,所以冰醋酸中没有自由移动的H+和CH3COO-,不能导电。加入少量水,醋酸发生电离,溶液导电性增强;随着水量的增加,虽然溶液中H+和CH3COO-的物质的量增多,但是溶液的体积也增大,当体积增大的幅度大于溶液中H+和CH3COO-的物质的量的增大幅度时,H+和CH3COO-的物质的量浓度降低,溶液的导电性减弱。
图像:
3.试探究25 ℃,0.1 mol·L-1醋酸溶液,当改变外界条件时所发生的变化。填充下表并简单解释。
4.增大弱电解质溶液浓度时,电离平衡右移,为什么电离程度减小?
提示:增大弱电解质溶液浓度时,电离平衡右移,离子的物质的量增大,溶液中溶质的物质的量也增大,由于溶质的物质的量增大是主要的,所以,电离程度反而减小。
【典例2】一定温度下,冰醋酸加水稀
释过程中溶液的导电能力如图所示,
请回答。
(1)“O”点为什么不导电_______。
(2) a、b、c三点的pH由小到大的顺序为_________。
(3)a、b、c三点中,醋酸的电离程度最大的是_______。
(4)若使c点溶液中的c(CH3COO-)增大,在如下措施中,可选择_________。
A.加热 B.加很稀的NaOH溶液
C.加固体KOH D.加水
E.加固体CH3COONa F.加Zn粒
(5)在稀释过程中,随着醋酸浓度的降低,下列始终保持增大趋势的量是_________。
A.c(H+) B.H+数目
C.CH3COOH分子数 D.c(H+)/c(CH3COOH)
【思路点拨】1.知道冰醋酸是共价化合物,熔融状态下不导电;
2.了解外界因素对弱电解质电离平衡的影响;
3.注意稀释过程中微粒物质的量及浓度的变化。
【自主解答】(1)因为冰醋酸是共价化合物,在O点冰醋酸未电离,无离子。
(2)从图像可知a、b、c三点导电能力大小顺序为b>a>c,说明溶液中H+离子浓度大小顺序为 b>a>c,因此pH由小到大的顺序为b<a<c。
(3)因为在一定温度下,溶液越稀电离度越大,因此c点的电离度最大。
(4)在醋酸溶液中存在下列平衡:CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0,由此可知加热以及加固体KOH、加Zn粒均
可使平衡正向移动,且c(CH3COO-)增大。加入很稀的NaOH溶液,加水虽也可使平衡正向移动,但因溶液变稀,所以c(CH3COO-)减小。加入固体CH3COONa,平衡逆向移动,但因加入较多CH3COO-,故使其浓度增大,因此答案为A、C、E、F。
(5)在稀释过程中,CH3COOH的电离度增大,因而H+数目肯定增大,CH3COOH分子数不断减小,但因溶液变稀,c(H+)也在不断减小。
答案:(1)因为冰醋酸是共价化合物,在O点冰醋酸未电离,无离子 (2)b<a<c (3)c (4)A、C、E、F (5)B、D
1.请根据你对电离平衡常数的理解,思考并解释下列问题:
(1)在一定条件下,一定量的CH3COOH溶液达到电离平衡,此时电离平衡常数为K1,当加入少量冰醋酸,再次达到平衡,此时平衡常数为K2,则K1、K2什么关系?
提示:电离平衡常数为温度的函数,只要温度不变,K不变,故K1=K2。
(2)室温下Kb(NH3·H2O)=1.70×10-5 mol·L-1,
Ka(CH3COOH)=1.70×10-5 mol·L-1由此你可以得出什么结论?
提示:相同温度条件下NH3·H2O与CH3COOH的电离程度相同。
(3)Ka(HA)>Ka(HB),则HA一定比HB酸性强吗?
提示:不一定。相同温度条件下的Ka值可以比较酸的电离程度的大小,进而比较酸性强弱,不同条件下的Ka比较无意义。
2.在相同温度下弱电解质的电离常数越大,则溶液中的离子浓度越大,溶液的导电性越强。以上说法对吗?试交流讨论。
提示:弱电解质的电离常数越大,只能说明其分子发生电离的程度越大。离子浓度不仅与电离程度有关,还与弱电解质的浓度有关。因此,电离常数大的弱电解质溶液中,离子浓度不一定大,其导电性不一定强。
3.多元弱酸是分步电离的,每一步都有相应的电离常数。试从平衡移动角度探究说明各级电离常数之间的大小关系。
提示:因为上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用,使下一级电离越来越困难,故K值越来越小。
4.(1)联系化学平衡,如何理解弱电解质的电离度?
提示:弱电解质的电离度即为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,相当于化学平衡中的平衡转化率。
(2)若已经测得25 ℃时,c mol·L-1的CH3COOH的电离度为α。你能够用α表示该温度下醋酸的电离常数K吗?
提示:
【典例3】(2010·安庆高二检测)0.10 mol·L-1HA溶液中有1%的HA电离,则HA的电离平衡常数Ka为
A.1.0×10-5 B.1.0×10-7
C.1.0×10-8 D.1.0×10-9
【思路点拨】计算平衡常数的步骤如下:
【自主解答】选A。电离出的HA的物质的量浓度为:
c(HA)=0.10 mol·L-1×1%=1.0×10-3 mol·L-1,根据:
HA H++A-,则平衡时:c(H+)=c(A-)=1.0×
10-3 mol·L-1,c(HA)平=0.10 mol·L-1-1.0×
10-3 mol·L-1≈1.0×10-1 mol·L-1,将有关数据代入
平衡常数表达式得:
1.结合影响弱电解质电离的因素分析,酸、碱如何影响水的电离?
提示:加入酸会使c(H+)增大,从而抑制水的电离;同理加入碱会使c(OH-)增大,从而抑制水的电离。
2.请与同学探究,在室温下,酸或碱的稀溶液中,由水电离出的c(H+)和c(OH-)还相等吗?c(H+)·c(OH-)= 1×10-14还成立吗?
提示:在酸或碱的稀溶液中由水电离出的c(H+)和c(OH-)一定相等,但溶液所有的c(H+)和所有的c(OH-)一定不相等。c(H+)·c(OH-)=1×10-14仍然成立。
3.含有H+的溶液一定是酸,含OH-的溶液一定是碱吗?
提示:不对,因为溶液中有水,水存在如下电离平衡:
H2O H++OH-,而且Kw=c(H+)·c(OH-),所以任何溶液
中,H+和OH-是同时存在的,只不过浓度大小不同而已。
4.分析表格中的数据,总结Kw随温度的变化规律,并加以解释。
提示:规律:温度越高,水的离子积Kw越大。
解释:水的电离是吸热过程,升高温度,促进水的电离,c(H+)与c(OH-)增大,水的离子积Kw增大。
【典例4】(2010·太原模拟)25 ℃时,水的电离达到
平衡:H2O H++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入少量CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,KW增大,pH不变
【思路点拨】(1)明确外界各因素对水的电离的影响。
(2)水的离子积KW=c(H+)·c(OH-)。
(3)KW仅与温度有关。
【自主解答】选B。本题考查外界条件对水的电离平衡的
影响。解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向,
然后再讨论c(H+)、c(OH-)或KW的变化。向水中加入稀氨
水,c(OH-)增大,平衡逆向移动,c(H+)减小,A项不正
确;向水中加入少量固体NaHSO4:NaHSO4 Na++H++
SO42-,c(H+)增大,但KW不变,B项正确;向水中加入少
量CH3COOH后,使水的电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,
c(H+)增大,C项不正确;将水加热,水的电离平衡正向
移动,c(H+)、c(OH-)均增大,KW增大,pH减小,但仍呈
中性,D项不正确。
知识点一:强电解质和弱电解质
1.(双选)(2010·伊犁高二检测)下列物质中,属于强电解质的是( )
A.SO2 B.H3PO4 C.BaSO4 D.HI
【解析】选C、D。SO2溶于水,发生如下反应:SO2+H2O
====H2SO3,H2SO3可以在水溶液中电离出自由移动的离子,可以导电,而SO2本身却不能电离出离子,所以H2SO3是电解质,而SO2是非电解质。H3PO4在水溶液中不能全部电离,仅能部分电离,所以H3PO4是弱电解质。BaSO4的溶解度很小,所以其导电能力极弱,但它溶解的部分,能全部电离,所以BaSO4是强电解质。HI在水溶液中能全部电离成自由移动离子,所以它属于强电解质。
2.下列物质中
A.盐酸 B.铜 C.液态HCl
D.液态CH3COOH E.蔗糖溶液 F.液氨
G.氨水 H.CuSO4溶液 I.石墨
J.无水乙醇 K.BaSO4 L.CaO
(1)常温下能导电的是______________________;
(2)属于电解质的是________________________;
(3)属于非电解质的是______________________;
(4)属于强电解质的是______________________;
(5)属于弱电解质的是______________________。
【解析】本题考查了两方面知识:一方面是电解质、非电解质及强、弱电解质的概念;另一方面是能导电的物质包括金属单质,存在自由移动离子的溶液以及熔融状态下的离子化合物。
答案:(1)A、B、G、H、I
(2)C、D、K、L
(3)F、J
(4)C、K、L
(5)D
知识点二:弱电解质的电离平衡
3.下列关于电解质的电离平衡状态的叙述中,正确的是
( )
A.弱电解质的电离达到平衡状态后,电离就停止了
B.弱电解质的电离达到平衡状态后,分子的消耗速率和离子的生成速率相等
C.弱电解质的电离达到平衡状态后,分子和离子的浓度相等
D.弱电解质的电离达到平衡状态后,外界条件改变,电离平衡可能要发生移动
【解析】选D。电离平衡也是一种平衡,因而是一种动态平衡,所以A描述错误。可以从直接因素来表达,二者已达平衡,一定要体现正反应方向和逆反应方向,或者说各组分的浓度,含量不随时间变化而变化的意思,所以B、C也是错误的。外因会影响平衡,所以D正确。
4.氢硫酸溶液里存在着下列平衡:
H2S H++HS- HS- H++S2-
(1)已知CuS是一种不溶于水和酸的黑色沉淀。当向其中加入硫酸铜溶液时,电离平衡向_____(填“左”或“右”下同)移动;H+浓度______;S2-______浓度(填“增大”或“减小”,下同)。
(2)当向其加入氢氧化钠固体时,电离平衡向______移动;H+浓度________;S2-浓度__________。
(3)若将溶液加热至沸腾,H2S浓度_______。
(4)若要增大溶液中n(S2-),最好加入________。
【解析】(1)加入硫酸铜时,Cu2+遇到S2-发生离子反应:Cu2++S2-====CuS↓,使溶液中的c(S2-)减小,从而促进H2S的电离,使c(H+)增大;(2)加入氢氧化钠固体时,发生离子反应:OH-+H+====H2O,致使溶液中的c(H+)减小,从而促进氢硫酸的电离,致使c(S2-)增大;(3)加热时,温度升高,会促进氢硫酸的电离,从而使c(H2S)减小;(4)如要增大溶液中的n(S2-),即是要促进氢硫酸电离,促进弱电解质电离最方便的做法就是加水稀释,促进氢硫酸的电离。
答案:(1)右 增大 减小 (2)右 减小 增大
(3)减小 (4)水
知识点三:电离平衡常数和电离度
5.下列关于弱电解质的电离平衡常数的叙述中,正确的是( )
A.弱电解质的电离平衡常数就是电解质加入水后电离出的各种离子浓度的乘积与未电离分子的浓度的比值
B.弱电解质的电离平衡常数只与弱电解质的本性及外界温度有关
C.同一温度下,弱酸的电离平衡常数越大,酸性越强;弱碱的电离平衡常数越大,碱性越弱
D.多元弱酸的各级电离常数相同
【解析】选B。弱电解质的电离平衡常数是达到平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的化学计量数次幂之积与溶液中未电离的分子浓度的比值。这个比值必须是达到电离平衡时的,而不是任意时刻的。弱电解质的电离平衡常数是由弱电解质的本性决定的,并且受外界温度的影响,同一温度下,弱酸的电离平衡常数越大,酸性越强;同样,弱碱的电离平衡常数越大,碱性越强。弱电解质一旦确定,温度越高,电离平衡常数越大。多元弱酸是分步电离的,其各级电离常数是逐级减小的且差别很大。
6.(2010·济南高二检测)向CH3COOH CH3COO-+H+
的平衡体系中,加入下列物质能使醋酸的电离度变小
和溶液的c(H+)变大的是( )
A.H2O B.CH3COONa
C.NH3·H2O D.H2SO4
【解析】选D。加水,促进CH3COOH的电离,电离程度增大,但c(H+)减小,A错误;加入CH3COONa,c(CH3COO-)增大,醋酸电离度减小,c(H+)减小,B错误;加入NH3·H2O,消耗H+,醋酸电离度增大,C错误;加入H2SO4,c(H+)增大,电离平衡向左移动,电离度减小,
D正确。
知识点四:水的离子积常数
7.关于水的电离平衡,下列说法正确的是( )
A.纯水的导电性很差,说明水是弱电解质,存在电离平衡
B.水的电离平衡只随温度改变而发生移动
C.水的离子积常数就是水的电离平衡常数
D.水的离子积常数只适用于纯水,会随温度而发生变化
【解析】选A。纯水的导电性很差,说明纯水中自由移动
的阴阳离子的浓度很小,水的电离程度很小,水是弱电
解质,存在电离平衡,A项正确;水的电离平衡与化学平
衡一样,都属于动态平衡,受外界条件的影响而发生变
化,如温度、浓度等都会影响到平衡移动,B项错;水的
电离平衡常数 ,水的离子积常数Kw=
c(H+)c(OH-)=K[H2O],二者联系密切但不相同,C项错;
水的离子积不仅适用于纯水,也适用于其他稀的水溶
液,如酸、碱、盐溶液,水的离子积常数只随温度而发
生变化,D项错。
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.关于水的离子积常数,下列说法中不正确的是( )
A.纯水中c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.25 ℃纯水中c(H+)·c(OH-)=1×10-14
C.25 ℃稀盐酸中c(H+)·c(OH-)=1×10-14
D.KW值随温度升高而增大
【解析】选A。25 ℃时纯水电离出c(H+)=c(OH-)=
1×10-7 mol/L,则KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,适用于纯水及稀的电解质水溶液,但必须是在25 ℃时,KW=
1×10-14,因为温度升高,水的电离程度增大,KW增大,故选A。
2.(2010·北京五中高二检测)下列各组物质中,都是强电解质的是( )
A.HBr、HCl、BaSO4
B.NH4Cl、CH3COOH、Na2S
C.NaOH、Ca(OH)2、NH3·H2O
D.HClO、NaF、Ba(OH)2
【解析】选A。判断强弱电解质的依据是在溶液中是否全部电离,全部电离的是强电解质,部分电离的是弱电解质。A中全部是强电解质,B中CH3COOH,C中NH3·H2O,D中HClO都是弱电解质,故选A。
3.下列叙述中,能证明某物质是弱电解质的是( )
A.熔化时不导电
B.不是离子化合物,而是极性共价化合物
C.水溶液的导电能力很差
D.溶液中已电离的离子和未电离的分子共存
【解析】选D。弱电解质的特点是在水溶液中不能全部电离。溶液中既有分子存在,又有离子存在。不能根据化合物的类型及溶液的导电能力来判断。故选D。
4.(2010·黄冈高二检测)0.1 mol/L的醋酸溶液中存
在着下列电离平衡:CH3COOH H++CH3COO-,如想
使c(H+)增大,可加入下列物质( )
A.醋酸钠 B.氢氧化钠晶体
C.同浓度的醋酸溶液 D.0.1 mol/L的稀盐酸
【解析】选D。A项醋酸钠是强电解质,加入后使c(CH3COO-)增大,使电离平衡左移,c(H+)减小,故A错误;B项NaOH也是强电解质,加入后发生反应OH-+H+==== H2O,生成更弱电解质水,使c(H+)减小,故B项错误;C项同浓度的醋酸不会影响原电离平衡,c(H+)不变,C错误;D项加入0.1 mol/L稀盐酸,HCl为强电解质,电离平衡左移,但增加的c(H+)远远大于移动减小的c(H+),c(H+)增大,故选D。
5.室温下,向纯水中加入少量NaHSO4固体(保持温度不变),溶解后液体中发生的变化是( )
A.c(H+)降低
B.c(H+)不变
C.c(H+)·c(OH-)的乘积增大
D.c(H+)>c(OH-)
【解析】选D。NaHSO4在水中可以电离出H+,使溶液中c(H+)增大,所以A、B两项均错误;c(H+)·c(OH-)的值是水的离子积常数,只要温度不变,该值不变,C项错误;因为溶液呈酸性,所以c(H+)>c(OH-),D项正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.将6 g CH3COOH溶于水制成1 L溶液,此溶液的物质的量浓度为__________,若此温度下醋酸的电离常数K=1.96×10-5,则溶液中CH3COO-为______mol/L,H+为_______mol/L,若升高温度,则c(H+)________(填“变大”、“变小”或“不变”),K将_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解析】c(CH3COOH)= =0.1 mol/L,因当
CH3COOH达到电离平衡时生成的CH3COO-与H+的浓度相等,
设为x mol/L
则 CH3COOH CH3COO-+H+
c(初)/mol·L-1 0.1 0 0
Δc/mol·L-1 x x x
c(平)/mol·L-1 0.1-x≈0.1 x x
解得x=1.4×10-3
当升高温度时,电离平衡向右移动,c(H+)变大,c(CH3COOH)变小,K值变大。
答案:0.1 mol/L 1.4×10-3 1.4×10-3 变大
变大
1.(5分)下列物质不属于电解质,但与水反应的产物中既有强电解质又有弱电解质的是( )
A.NH3 B.Cl2 C.Na2O2 D.NO2
【解析】选B。NH3与H2O发生反应,NH3+H2O
NH3·H2O, NH3·H2O是弱电解质且NH3不是电解质,故A项
错;Cl2是单质,不是电解质,且Cl2+H2O HCl+HClO,HCl是强电解质,HClO是弱电解质,符合题目要
求,B项正确;Na2O2是电解质,故C项错;3NO2+H2O
2HNO3+NO,只生成强电解质,不符合题目要求,故
D项错。
2.(15分)下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃)。
回答下列各题:
(1)当温度升高时,K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在温度相同时,各弱酸的K值不同,那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系?____________________。
(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO3-、H2S、HS-、H3PO4、
H2PO4-,HPO42-都看作是酸,其中酸性最强的是______,最弱的是_______________。
(4)多元弱酸是分步电离的,每一步都有相应的电离平衡常数。对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律,此规律是,产生此规律的原因是
___________________________________________。
【解析】(1)弱电解质的电离过程为吸热过程,所以升高温度,电离平衡向右移动,c(H+)、c(A-)增大,c(HA)减小,所以K值增大。(2)K值越大,电离出的氢离子浓度越大,所以酸性越强。(3)比较这几种粒子的电离常数可知,H3PO4酸性最强,HPO42-酸性最弱。(4)由于上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用,使得上一级的电离常数远大于下一级的电离常数。
答案:(1)增大
(2)K值越大,电离出的氢离子浓度越大,所以酸性越

(3)H3PO4 HPO42-
(4)K1? K2? K3(答K1>K2>K3也可) 上一级电离产生
的H+对下一级电离有抑制作用