第21講電離平衡

宜考綱考情

i.從電離、離子反應(yīng)、化學(xué)平衡的角度認(rèn)識(shí)電解質(zhì)水溶液的組成、性質(zhì)和反應(yīng)，如酸堿性、導(dǎo)電性等。

2.認(rèn)識(shí)弱電解質(zhì)在水溶液中存在電離平衡，了解電離平衡常數(shù)的含義。

3.能運(yùn)用化學(xué)用語正確表示水溶液中的離子反應(yīng)與平衡，能通過實(shí)驗(yàn)證明水溶液中存在的離子平衡，

能舉例說明離子反應(yīng)與平衡在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。

【核心素養(yǎng)分析】

1.變化觀念與平衡思想：認(rèn)識(shí)弱電解質(zhì)的電離有一定限度，是可以調(diào)控的，能多角度、動(dòng)態(tài)地分析弱電

解質(zhì)的電離平衡，并運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解決實(shí)際問題。

2.科學(xué)研究與創(chuàng)新意識(shí)：能發(fā)現(xiàn)和提出有關(guān)弱電解質(zhì)的判斷問題；能問題和假設(shè)出發(fā)，確定探究目的，

設(shè)計(jì)探究方案，進(jìn)行噲驗(yàn)探究。

3.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)電離平衡的本質(zhì)特征，建立模型。能運(yùn)用

模型解釋電離平衡的移動(dòng)，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。

^梳理

知識(shí)點(diǎn)一弱電解質(zhì)的電離平衡

1.弱電解質(zhì)

⑴概念

全部電離，強(qiáng)電解質(zhì)，包括迤鰲、

申解而在水溶液里強(qiáng)逋、大多數(shù)鹽等

'人部分電離，弱電解質(zhì)，包括更酸、

一“弱堿、水等

(2)與化合物類型的關(guān)系

強(qiáng)電解質(zhì)主要是大部分離子化合物及某些共價(jià)化合物，弱電解質(zhì)主要是某些共價(jià)化合物。

2.弱電解質(zhì)的電離概念

(1)電離平衡的建立

在一定條件下(如溫度、壓強(qiáng)等)，當(dāng)弱電解質(zhì)電離產(chǎn)生離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等時(shí)，電

離過程達(dá)到了平衡。

(2)電離平衡的建立與特征

"（電離）三“結(jié)合）三0

-定：各組分濃度保持恒定不變

-變：條件改變，平衡發(fā)生移動(dòng)

①開始時(shí)，v（電離）最大，而v（結(jié)合）為0。

②平衡的建立過程中，V（電離）＞v（結(jié)合）。

③當(dāng)V（電離）=V（結(jié)合）時(shí)，電離過程達(dá)到平衡狀態(tài)。

3.外因?qū)﹄婋x平衡的影響

（1）濃度：在一定溫度下，同一弱電解質(zhì)溶液，濃度越小，越易電離。

（2）溫度：溫度越高，電離程度越大。

（3）同離子效應(yīng)：加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的電解質(zhì)時(shí)，可使電離平衡向結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的方

向移動(dòng)。

⑷化學(xué)反應(yīng)：加入能與弱電解質(zhì)電離出的離子反應(yīng)的物質(zhì)時(shí)，可使電離平衡向電離方向移動(dòng)。如：

以O(shè).lmoLL-CH3coOH溶液為例，填寫外界條件對(duì)CH3coOH==^CH3coeT+H+AH＞。的影響。

改變條件平衡移動(dòng)方向?(H+)cW)導(dǎo)電能力Ka

加水稀釋向右增大減小減弱不變

加入少量冰醋酸向右增大增大增強(qiáng)不變

通入HCl(g)向左增大增大增強(qiáng)不變

力口NaOH(s)向右減小減小增強(qiáng)不變

加CH3coONa(s)向左減小減小增強(qiáng)不變

加入鎂粉向右減小減小增強(qiáng)不變

升高溫度向右增大增大增強(qiáng)增大

知識(shí)點(diǎn)二電離平衡常數(shù)及其應(yīng)用

1.表達(dá)式

（1）一元弱酸HA的電離常數(shù)：根據(jù)HAUH++A，可表示為Ka="A

（2）一元弱堿BOH的電離常數(shù)：根據(jù)BOHUB++OH，可表示為Kb=°\吃工）。

2.特點(diǎn)

（1）電離平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，升高溫度，K值增大。

（2）電離平衡常數(shù)反映弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱，K越大，表示弱電解質(zhì)越易電離，酸性或堿性越強(qiáng)。

5

例如，在25℃時(shí)，K(HNO2)=4.6x10-4,/C(CH3COOH)=1.8X10,因而HNCh的酸性比CH3coOH強(qiáng)。

⑶多元弱酸的各級(jí)電離常數(shù)的大小關(guān)系是K1?K2?K3……，故其酸性取決于第一步電離。

3.電離度

(1)概念

在一定條件下的弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí)，已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原電解質(zhì)總數(shù)的百分比。

(2)表示方法

己電離的弱電解質(zhì)分子數(shù)

a一溶液中原有弱電解質(zhì)的總分子數(shù)

必”弱電解質(zhì)的某離子濃度

也可表示為a-弱電解質(zhì)的濃度xlOO%

(3)影響因素

①相同溫度下，同一弱電解質(zhì)，濃度越大，其電離度(a)越小。

②相同濃度下，同一弱電解質(zhì)，溫度越高，其電離度(a)越大。

4.一元強(qiáng)酸(HC1)與一元弱酸(CH3co0H)的比較

(1)相同物質(zhì)的量濃度、相同體積的鹽酸與醋酸溶液的比較

項(xiàng)目與活潑金屬反應(yīng)開始與金屬反

c(H+)PH中和堿的能力

應(yīng)的速率

酸產(chǎn)生H2的量

鹽酸大小大

相同相同

醋酸溶液小大小

(2)相同pH、相同體積的鹽酸與醋酸溶液的比較

較項(xiàng)目與足量活潑金屬開始與金屬

c(H+)C(酸)中和堿的能力

酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的量反應(yīng)的速率

鹽酸小小少

相同相同

醋酸溶液大大多

5.一元強(qiáng)酸(HC1)與一元弱酸(CH3co0H)稀釋圖像比較

(1)相同體積、相同濃度的鹽酸、醋酸

PHpH

77

___

a/J^^CHaCOOHCX

bCH3COOH

//[HC1

0V’丫(水)0-VtV(^)

加水稀釋相同的倍數(shù)，醋酸的pH大加水稀釋到相同的pH,鹽酸加入的水多

(2)相同體積、相同pH值的鹽酸、醋酸

pHpH

77

aHC1

c

b77CFCCOOH

CH.COOH

1

°Vy（水）0V.V2叭水）

加水稀釋相同的倍數(shù)，鹽酸的pH大加水稀釋到相同的pH,醋酸加入的水多

d題型剖析

高頻考點(diǎn)一弱電解質(zhì)的電離平衡

【例1】(2022.全國(guó)乙卷)常溫下，一元酸HA的Ka(HA)=1.0xl0-3。在某體系中，H+與A-離子不

能穿過隔膜，未電離的HA可自由穿過該膜(如圖所示)。

溶液I膜溶液n

pH=7.0pH=1.0

H++A=HA**HA=田+A-

設(shè)溶液中c總(HA)=c(HA)+c(A-),當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，下列敘述正確的是

A.溶液I中c(H+)=c(OH-)+c(A-)

C.溶液I和n中的c(HA)不相等

D.溶液I和II中的c總(HA)之比為10-4

【變式探究】(2020?全國(guó)卷II節(jié)選)次氯酸為一元弱酸，具有漂白和殺菌作用，其電離平衡體系中各成分

c(x)

的組成分?jǐn)?shù)次況X)=+'X為HC1O或CKT］與pH的關(guān)系如圖所示。HC1O的電離常

Cxv-/J-I-C\K.?l.)

數(shù)Ka值為0

【歸納總結(jié)】外界條件對(duì)電離平衡影響的四個(gè)“不一定”

(1)稀醋酸加水稀釋時(shí)，溶液中不一定所有的離子濃度都減小o

因?yàn)闇囟炔蛔?，Kw=c(H+>c(OH-)是定值，稀醋酸加水稀釋時(shí)，溶液中的c(H+)減小，故c(OJT)增大。

(2)電離平衡右移，電解質(zhì)分子的濃度不一定減小，離子的濃度不一定增大，電離程度也不一定增大。

-+

CH3COOH^^CH3COO+H,平衡后，加入冰醋酸，C(CH3coOH)增大，平衡右移，根據(jù)勒夏特

列原理，只能“減弱”而不能“消除”，再次平衡時(shí)，c(CH3co0H)比原平衡時(shí)大；加水稀釋或加少量NaOH固

體，都會(huì)使平衡右移，但c(CH3coOH)、c(H+)都比原平衡時(shí)要小；加水稀釋或增大弱電解質(zhì)的濃度，都使

平衡右移，但加水稀釋時(shí)弱電解質(zhì)的電離程度增大，而增大弱電解質(zhì)的濃度時(shí)弱電解質(zhì)的電離程度減小。

【變式探究】(2019?天津卷)某溫度下，HNCh和CH3coOH的電離常數(shù)分別為5.0x10-4和1.7乂10-5。將

pH和體積均相同的兩種酸溶液分別稀釋，其pH隨加水體積的變化如圖所示。下列敘述正確的是()

A.曲線I代表HNO2溶液

B.溶液中水的電離程度：b點(diǎn)>。點(diǎn)

C.從c點(diǎn)到d點(diǎn)，溶液中。，保持不變(其中HA、A-分別代表相應(yīng)的酸和酸根離子)

D.相同體積a點(diǎn)的兩溶液分別與NaOH恰好中和后，溶液中“(Na+)相同

高頻考點(diǎn)二溶液導(dǎo)電性圖像分析

[例2](2019?新課標(biāo)I)NaOH溶液滴定鄰苯二甲酸氫鉀(鄰苯二甲酸H2A的3,

Ka2=3.9xl(T6)溶液，混合溶液的相對(duì)導(dǎo)電能力變化曲線如圖所示，其中b點(diǎn)為反應(yīng)終點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的

是()

7

6

5

4

3

2

010203040

HNaOH)/mL

A.混合溶液的導(dǎo)電能力與離子濃度和種類有關(guān)

B.Na+與A?-的導(dǎo)電能力之和大于HA一的

C.b點(diǎn)的混合溶液pH=7

D.c點(diǎn)的混合溶液中，c(Na+)>c(K+)>c(OH^)

【方法技巧】影響電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力的主要因素

電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力主要取決于離子的濃度、離子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速率以及離子所帶的電荷數(shù)目。

(1)相同條件下溶液的離子濃度越大，其導(dǎo)電能力越強(qiáng)。

(2)相同離子濃度時(shí)，離子所帶的電荷數(shù)越多，溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。

(3)溫度越高，溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。

【變式探究】一定溫度下，將一定質(zhì)量的冰醋酸加水稀釋過程中，溶液的導(dǎo)電能力變化如圖所示，下

列說法正確的是()

導(dǎo)

電

能

力

u加水體積

A.a、b、c三點(diǎn)溶液的pH：c<a<b

B.a、b、c三點(diǎn)CH3coOH的電離程度：c<a<b

C.用濕潤(rùn)的pH試紙測(cè)量a處溶液的pH,測(cè)量結(jié)果偏小

D.a、b、c三點(diǎn)溶液用1molLNaOH溶液中和，消耗NaOH溶液體積：c<a<b

高頻考點(diǎn)三強(qiáng)、弱電解質(zhì)的判斷與比較

【例3】(2022?浙江卷)下列物質(zhì)屬于非電解質(zhì)是()

A.CH4B.KIC.NaOHD.CH3COOH

【變式探究】(2022?浙江卷)下列物質(zhì)屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是

A.HCOOHB.FeC.NaCChD.C2H2

【方法技巧】判斷弱電解質(zhì)的三個(gè)思維角度

角度一：弱電解質(zhì)的定義，即弱電解質(zhì)不能完全電離，如0.1moll-的CH3coOH溶液的pH>l。

角度二：弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡，條件改變，平衡移動(dòng)，如pH=l的CH3coOH溶液加水稀釋

10倍后，l<pH<2?

角度三：弱電解質(zhì)形成的鹽能水解，如判斷CH3coOH為弱酸可用下面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：

(1)配制某濃度的醋酸鈉溶液，向其中加入幾滴酚猷溶液，溶液變?yōu)闇\紅色。

(2)用玻璃棒蘸取一定濃度的醋酸鈉溶液滴在pH試紙上，測(cè)其pH,pH>7?

【變式探究】(2021.浙江卷)某同學(xué)擬用pH計(jì)測(cè)定溶液pH以探究某酸HR是否為弱電解質(zhì)。下列說

法正確的是

A.25℃時(shí)，若測(cè)得O.OlmolL'NaR溶液pH=7,則HR是弱酸

B.25℃時(shí)，若測(cè)得O.Olmol-L-iHR溶液pH>2且pH<7,則HR是弱酸

C.25℃時(shí)，若測(cè)得HR溶液pH=a,取該溶液10.0mL,加蒸儲(chǔ)水稀釋至100.0mL,測(cè)得pH=b,b-a<l,

則HR是弱酸

D.25C時(shí)，若測(cè)得NaR溶液pH=a,取該溶液10.0mL,升溫至50℃,測(cè)得pH=b,a>b,則HR是

弱酸

【變式探究】（2021?浙江卷）某同學(xué)擬用pH計(jì)測(cè)定溶液pH以探究某酸HR是否為弱電解質(zhì)。下列說

法正確的是（）

A.25℃時(shí)，若測(cè)得0.01mol-L-1NaR溶液pH=7,則HR是弱酸

B.25℃時(shí)，若測(cè)得O.OlmoLL—】HR溶液pH>2且pH<7,則HR是弱酸

C.25℃時(shí)，若測(cè)得HR溶液pH=a,取該溶液10.0mL,加蒸儲(chǔ)水稀釋至100.0niL,測(cè)得pH=6,b

一"1,則HR是弱酸

D.25℃時(shí)，若測(cè)得NaR溶液pH=a,取該溶液10.0mL,升溫至50℃,測(cè)得pH=6,a>b,則HR是

弱酸

高頻考點(diǎn)四利用電離平衡常數(shù)判斷微粒濃度

1

【例4】（2021?浙江卷）實(shí)驗(yàn)測(cè)得10mL0.50mol-LNH4Cl溶液、10mLO.SOmolL^CHsCOONa溶液的

pH分別隨溫度與稀釋加水量的變化如圖所示。已知25℃時(shí)CH3coOH和NH3H2O的電離常數(shù)均為1.8x10-5.

下列說法不正頌的是

251加水鼠ml.

A.圖中實(shí)線表示pH隨加水量的變化，率繾表示pH隨溫度的變化，

1

B.將NH4C1溶液加水稀釋至濃度日0molL,溶液pH變化值小于Igx

x

C.隨溫度升高，Kw增大，CH3coONa溶液中c(OH-)減小，c(H+)增大，pH減小

D.25℃時(shí)稀釋相同倍數(shù)的NH4cl溶液與CH3coONa溶液中：c(Na+)-c(CH3co0-)=c(Cl)c(NH：)

【舉一反三】(2020?北京卷)室溫下，對(duì)于110.11!1011-1醋酸溶液。下列判斷正確的是()

A.該溶液中CH3coeT的粒子數(shù)為6.02x1022

B.加入少量CH3coONa固體后，溶液的pH降低

C.滴加NaOH溶液過程中，w(CH3coeT)與w(CH3co0H)之和始終為0.1mol

+

D.與Na2c。3溶液反應(yīng)的離子方程式為COF+2H=H2O+CO2t

【變式探究】(2020.海南卷)某弱酸HA溶液中主要成分的分布分?jǐn)?shù)隨pH的變化如圖所示。下列說法錯(cuò)

誤的是()

A.該酸一坨及必.7

B.NaA的水解平衡常數(shù)

Ka

C.當(dāng)該溶液的pH=7.0時(shí)，c(HA)<c(A-)

D.某c(HA):c(A「)=4：1的緩沖溶液，pH=4

高頻考點(diǎn)五電離平衡常數(shù)的計(jì)算

[例5](2021.全國(guó)乙卷)HA是一元弱酸，難溶鹽MA的飽和溶液中c(M+)隨c(H+)而變化，M+不發(fā)

生水解。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，298K時(shí)c2(M+)-c(H+)為線性關(guān)系，如下圖中實(shí)線所示。

5

r22Q

T20

一17

E。15.5

r12.O

o.5

.x10Z.O

)wS5

.O

101520253035404550556065

c(H+)/(10-5moLLT)

下列敘述錯(cuò)誤的是

A.溶液pH=4時(shí)，c(M+)<3.0xW4mol/L

B.MA的溶度積Ksp(MA)=5.0xl08

C.溶液pH=7時(shí)，c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)

D.HA的電離常數(shù)Ka(HA)=2.0x1O-4