第1讲 弱电解质的电离平衡
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第1课时必备知识——弱电解质的电离平衡知识清单[重要概念]①强电解质;②弱电解质;③电离;④电离平衡[基本规律]①外界条件对电离平衡的影响;②电离平衡常数及相关计算知识点1弱电解质的电离平衡1.弱电解质(1)概念(2)强、弱电解质与化合物类型的关系强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物,弱电解质主要是某些共价化合物。
2.弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡状态。
(2)电离平衡的建立与特征①开始时,v(电离)最大,而v(结合)为0。
②平衡的建立过程中,v(电离)>v(结合)。
③当v(电离)=v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
3.外界条件对电离平衡的影响(1)理论依据:依据化学平衡移动原理进行分析,平衡向“减弱”这种改变的方向移动,移动结果不能“消除”或“超越”这种改变。
(2)具体分析:①浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,其浓度越小,越易电离。
②温度:对于同一弱电解质,其他条件相同时,温度越高,电离程度越大。
③同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。
④化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离方向移动。
以CH3COOH CH3COO-+H+为例进行分析:改变条件平衡移动方向n(H+) c(H+) 导电能力加水稀释向右增大减小减弱加入少量向右增大增大增强冰醋酸通入HCl(g) 向左增大增大增强加入NaOH(s) 向右减小减小增强加入镁粉向右减小减小增强升高温度向右增大增大增强4.溶液中离子浓度变化的宏观判断方法(1)有颜色的离子:通过溶液颜色的变化来判断,可用比色计测量离子浓度。
(2)H+或OH-浓度:可用酸碱指示剂或pH计测量H+或OH-浓度的变化。
(3)溶液的导电性:常用溶液的电导率,定量描述溶液的导电性。
《专题3溶液中的离子反应》第一单元弱电解质的电离平衡第1课时强电解和弱电解质【学习目标】1.了解强、弱电解质在水溶液中电离程度的差异及原因,了解强、弱电解质与物质结构的关系。
2.了解酸碱电离理论,会书写电离方程式。
3.通过活动与探究,学习科学探究的一般方法,培养提出问题、探究问题和解决问题的能力。
4.通过强、弱电解质概念的学习,掌握学习概念性知识的常用方法:归纳法和演绎法。
【你知道吗】一、电解质与非电解质1.电解质与非电解质的概念:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物叫做电解质。
在水溶液中或熔融状态下都不能导电的化合物叫做非电解质。
2.电解质与非电解质的判断:属于电解质的物质:酸、碱、盐、水、活泼金属氧化物属于非电解质的物质:绝大多数有机物(除羧酸)、非金属氧化物例1.下列物质中属于电解质的是,属于非电解质的是。
①醋酸;②氢氧化钠;③碳酸氢钠;④酒精;⑤铜;⑥二氧化硫;⑦生石灰;⑧硫酸钡;⑨氯化氢;⑩NaCl溶液;水3.电解质能导电的原因:存在的离子。
4.电解质的电离:电解质在中或状态下产生的离子的过程称为电离。
例:NaCl = Na++Cl-H2SO4 = 2H++SO42-Ca(OH)2 = Ca2++2OH-例2.写出下列物质的电离方程式:HNO3,NaOH ,MgCl2,KClO3。
【注意事项】要符合质量守恒,电荷守恒,符合事实(原子团不可拆、离子电荷不可错)5.酸、碱、盐的电离定义酸:电离时生成的阳离子全部是H+的化合物。
碱:电离时生成的阴阳离子全部是OH-的化合物。
盐:电离时生成的金属阳离子(或铵根)和酸根的化合物。
例3.写出NaHSO4的电离方程式,NaHSO4属于酸式盐。
例4.写出明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的电离方程式,明矾属于复盐。
例5:有下列物质:①铜;②硫酸钡固体;③氢氧化钠固体;④氨水;⑤熔融硝酸钾;⑥乙醇;⑦液态HCl;⑧金刚石;⑨二氧化硫;⑩冰醋酸。
高中化学选修第三章第一节弱电解质的电离 Revised at 2 pm on December 25, 2020.第三章第一节弱电解质的电离平衡一、电解质和非电解质电解质:在水溶液里或.熔融状态下能导电的化合物。
1、化合物非电解质:在水溶液中和.熔融状态下都不能导电的化合物。
(如:酒精[乙醇]、蔗糖、SO2、SO3、NH3、CO2等是非电解质。
)(1)电解质和非电解质都是化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
(2)酸、碱、盐和水都是电解质(特殊:盐酸是电解质溶液)。
(3)能导电的物质不一定是电解质。
能导电的物质:电解质溶液、熔融的碱和盐、金属单质和石墨。
电解质需在水溶液里或熔融状态下才能导电。
固态电解质(如:NaCl晶体)不导电,液态酸(如:液态HCl)不导电。
(4).一般来说,酸(不分强弱)、碱(不分强弱)、盐(不论溶解性如何)、活泼金属的氧化物都是电解质,而非金属的氧化物都不是电解质。
【例1】判断下列说法中正确的是()①氯气的水溶液导电,所以氯气是电解质。
②二氧化碳的水溶液能导电,二氧化碳是电解质。
③硫酸钡的水溶液不导电,但是硫酸钡是电解质。
④氯化钠溶液的水溶液能导电,氯化钠溶液是电解质。
A.①③B.③C.①③④D.都不正确2、强电电解质与弱电解质电解质分为两类:强电解质和弱电解质强电解质:在水溶液中能完全电离的化合物,如强酸、强碱弱电解质:在水溶液中部分电离的化合物,如弱酸(醋酸、碳酸、次氯酸)、弱碱(氨水)二、电离1.概念:电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程。
2.书写电离方程式的方法:(1)、多元弱酸分步电离,多元酸和强、弱碱一步电离(2)、遵守质量守恒和电荷守恒弱酸和弱碱的电离用“”,强酸和强碱电离用“==”例如:弱酸H 2CO3的电离:第一步:H2CO3H++HCO3—第二步:HCO3—H++CO 32—弱碱:Fe(OH)33OH—+Fe3+强酸强碱盐的电离方程式:KCl=K++Cl- H2SO4=2H++SO2— NaOH=Na++OH-注意:(1)常见的强酸有:HCl 、HNO3、H2SO4、HI、HBr、HClO4,(2)常见的强碱:四大强碱KOH、Ca(OH)2,Ba(OH)2、NaOH(3)酸式盐(酸根含H元素的盐)除了HSO4-盐以外的盐,第一步完全电离(用等号),第二步分步电离(用可逆符号)注意酸式盐都可溶所以第一步是完全电离的。
第1讲 弱电解质的电离平衡1.电解质与非电解质(1)概念电解质:在水溶液中或熔融状态时 能够导电的化合物,称为 电解质。
非电解质:在水溶液中和熔融状态时都不能够导电的化合物,称为非电解质。
(2)判断方法①酸、碱、盐、水、金属氧化物属于电解质;②非金属氧化物(除H 2O )、有机物(除羧酸)一般是非电解质;③单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。
练1:下列物质中,①NaCl 溶液 ②NaOH ③H 2SO 4 ④Cu ⑤CH 3COOH ⑥NH 3·H 2O ⑦CO 2⑧乙醇 ⑨水 其中属于电解质的有 ,属于非电解质的有 。
【答案】②③⑤⑥⑨ ⑦⑧2.强电解质与弱电解质(1)概念强电解质:在水溶液能完全电离的电解质,称为强电解质。
弱电解质:在水溶液只能部分电离的电解质,称为弱电解质。
(2)判断方法①强电解质:活泼金属氧化物:Na 2O盐 :NaCl 、K 2SO 4强碱:NaOH 、KOH 、Ca(OH)2 、Ba(OH)2强酸:HCl 、H 2SO 4、HNO 3 ②弱电解质:弱酸:CH 3COOH 、H 2CO 3、H 2SO 3、H 3PO 4、HClO 、HF 、有机羧酸 弱碱:NH 3·H 2O 、Fe(OH)3水(H 2O)例2:判断下列说法是否正确。
(1)金属铜能导电,所以金属铜是电解质。
( )(2)NaCl 溶液能导电,所以NaCl 溶液是电解质。
( )(3)氨水能导电,所以NH 3是电解质。
( )(4)固体NaCl 不能导电,所以NaCl 不是电解质。
( )(5)液态HCl 不能导电,所以HCl 不是电解质。
( )(6)BaSO 4不溶于水,其溶液不导电,所以BaSO 4是弱电解质。
( )(7)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质强。
( )【答案】(1)错(2)错(3)错(4)错(5)错(6)错(7)错【深化理解】电解质的强弱是由物质的内部结构决定的,与外界因素无关。
(1)与溶解性无关:如:BaSO 4属于难溶性物质,但却属于强电解质。
CH 3COOH 易溶性物质,但却属于弱电解质。
(2)与溶液的导电性无必然联系:HCl 属于强电解质,极稀的盐酸导电性弱;BaSO 4属于强电解质,溶液的导电性弱; 浓的CH 3COOH 溶液导电性可以比稀的盐酸溶液导电性强。
(3)与化学键没有必然联系:一般来说,强电解质由离子键或强极性键构成。
属于离子化合物 共价 化合物HF含强共价键,属于弱电解质。
(4)金属导体导电是物理变化过程,而电解质溶液导电是化学变化过程。
3.电离方程式的书写SO4=2H++SO42-强电解质在溶液中完全电离,用“=”:如HCOOH CH3COO-+H+弱电解质在溶液中部分电离,用“”:如CH多元弱酸的电离应分步完成电离方程式,多元弱碱则一步完成电离方程式:如H 2CO3H++HCO3-(主),HCO3-H++CO32-(次)Fe3++3OH-Fe(OH)离子化合物在水溶液中或熔融状态下均能电离,共价化合物在熔融状态下电离,如:NaHSO4(熔融)=Na++HSO4-NaHSO4(溶液)=Na++H++SO42-例3.写出下列物质在水溶液中的电离方程式:(1)HCl:,(2)HNO3:(3)H2SO4,(4)H2CO3:,(5)H2SO3:,(6)CH3COOH:,(7)HF:(8)NaOH ,(9)Ba(OH)2(10)Ca(OH)2,(11)Fe(OH)3(12)NH3·H2O:,(13)Na2SO4(14)NaHSO4:,(15)H2O(16)NaHCO3:,(17)KAl(SO4)2:【答案】(1)HCl=H++Cl-,(2)HNO3=H++NO3-(3)H2SO4=2H++SO42-(4)H 2CO3H++HCO3-,HCO3-H++CO32-(5)H 2SO3H++HCO3-,HSO3-H++CO32-(6)CHCOOH CH3COO-+H+ ,(7)HF H++F-(8)NaOH= Na++OH-,(9)Ba(OH)2= Ba2++2OH-(10)Ca(OH)2= Ca2++2OH-,(11)Fe(OH)3Fe3++3OH-(12)NH 3·H2O NH4++OH-,(13)Na2SO4=2Na++SO42-(14)NaHSO 4=Na++ H++SO42-,(15)H2O H++ OH-(16)NaHCO 3=Na++ HCO3-,HCO3-H++CO32-(17)KAl(SO4)2= K++Al3++2SO42-例4.下列物质中:A.NaOH溶液B.Cu C.液态HCl D.液态CH3COOH E.蔗糖溶液F.液氨G.氨水H.CuSO4晶体I.石墨J.无水乙醇(1)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。
【答案】(1)ABIG(2)CDH(3)FG(4)CH(5)D4.弱电解质在水溶液中的电离平衡。
(1)电离平衡的建立在一定温度下,在水溶液中弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都保持不变,达到电离平衡状态。
(2)电离平衡的特点:①电离的过程是吸热(填“放热”或“吸热”)的过程;②电离的过程是粒子数增多(填“增多”或“减少”)的过程。
(3)影响电离平衡的因素温度:升高温度,电离程度增大(填“增大”或“减小”)。
浓度:①稀释,电离程度增大(填“增大”或“减小”)。
②发生离子反应,电离程度增大(填“增大”或“减小”)。
③同离子效应,电离程度减小(填“增大”或“减小”)。
【深化理解】以0.1 mol·L-1CH3COOH溶液为例,讨论外界条件改变对弱电解质电离平衡的影响。
CH3COOH CH3COO-+H+改变条件平衡移动方向c(H+) c(CH3COO-) c(OH-) 导电性加入少量H2SO4加少量NaOH固体加水稀释滴入纯醋酸加热升温加醋酸铵晶体【答案】CH3COOH CH3COO-+H+改变条件平衡移动方向c(H+) c(CH3COO-) c(OH-) 导电性加入少量H2SO4 逆向增大减小减小增大加少量NaOH固体正向减小增大增大增大加水稀释正向减小减小增大减小滴入纯醋酸正向增大增大减小增大加热升温正向增大增大增大增大加醋酸铵晶体逆向减小增大增大增大(4)电离平衡的移动符合化学平衡原理(勒沙特列原理)。
例5.稀氨水中存在着下列平衡:NH·H2O NH4++OH-。
若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,应加采取的措施是()A.加NH4Cl固体B.加入硫酸C.加入NaOH固体D.加水E.加热【答案】C(5)衡量电离程度的物理量 ①电离平衡常数电离方程式平衡常数 意义 影响 弱酸HA H ++A - )()()(HA c A c H c K a -+⋅= 衡量酸性的强弱 温 度 弱碱 MOH M ++OH - )()()(MOH c OH c M c K b -+⋅=衡量碱性的强弱 ②电离度: A .表达式:%100 ⨯=初始电解质浓度已电离的电解质浓度α B .影响因素:温度越高,电离度越 大 ,浓度越高,电离度越 小 。
例6.已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10。
分别是下列有关的三种酸的电离常数,若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO 2=HCN+NaNO 2 ,NaCN+HF =HCN+NaF ,NaNO 2+HF =HNO 2+NaF , 由此可判断下列叙述不正确的是 ( )A .K(HF)=7.2×10-4B .K(HNO 2)=4.9×10-10C .根据两个反应即可得出结论D .K(HCN)<K(HNO 2)<K(HF)【答案】B【解析】根据“强酸制弱酸”原理:酸性HF > HNO 2 > HCN ,结构相似的酸,电离常数越大,酸性越强,所以K(HF)=7.2×10-4,只有D 错误。
例7.25℃时,某一元强碱BOH 溶液的pH 为a ,某一元酸HA 溶液的pH 为b ,电离度为1.0%。
若将1体积的此强碱溶液与10体积的HA 溶液混合,恰好完全反应,则a 与b 之和为 ( )A .14B .15C .16D .17 .【答案】D【解析】BOH=B ++OH -,pH = a ,c(H +)=10-a ,c(OH -)=10a-14 = c(BOH),HA H + + A -,pH = b ,c(H +)=10-b ,c(HA)=b bHA H c --+==210%110)()(αBOH +HA = BA +H 2Oc(BOH) ×V(BOH) = c(HA)×V(HA)10a-14×1=102-b ×10 解得a+b=17。