电 离 平 衡
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[考纲要求] 1.了解电解质在水溶液中的电离,以及电解质溶液的导电性;了解电解质的概念;了解强弱电解质的概念。
2.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
3.了解水的电离和水的离子积常数。
4.了解溶液pH的定义;了解测定溶液pH的方法,能进行pH的简单计算。
5.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素以及盐类水解的应用。
6.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡;了解溶度积的含义及其表达式,能进行相关的计算。
7.以上各部分知识的综合利用。
考点一溶液的酸碱性及pH1.一个基本不变相同温度下,不论是纯水还是稀溶液,水的离子积常数不变。
应用这一原则时需要注意两个条件:水溶液必须是稀溶液;温度必须相同。
2.两个判断标准(1)任何温度c(H+)>c(OH-),酸性;c(H+)=c(OH-),中性;c(H+)<c(OH-),碱性。
(2)常温(25 ℃)pH>7,碱性;pH=7,中性;pH<7,酸性。
3.三种测量方法(1)pH试纸用pH试纸测定溶液的pH,精确到整数且只能在1~14范围内,其使用方法为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
注意①pH试纸不能预先润湿,但润湿之后不一定产生误差。
②pH试纸不能测定氯水的pH。
(2)pH 计pH 计能精确测定溶液的pH ,可精确到0.1。
(3)酸碱指示剂酸碱指示剂能粗略测定溶液的pH 范围。
常见酸碱指示剂的变色范围如下表所示:4.四条判断规律 (1)正盐溶液强酸强碱盐显________,强酸弱碱盐(如NH 4Cl)显________,强碱弱酸盐(如CH 3COONa)显________。
弱电解质的电离平衡考点归纳弱电解质电离平衡是电解质理论的基础,也是中学化学基本理论中的重要组成部分,近几年高考命题中反复考查。
在学生已经学过化学平衡理论并了解电解质在水溶液中发生电离和离子间发生反应等知识的基础上,进一步学习弱电解质的电离平衡。
高考命题的热点主要有影响弱电解质电离平衡因素,通过图象分析弱电解质和强电解质,电离常数和电离度等,为了更好的学习这一部分内容,本文做了详细的总结和归纳,希望对同学们的学习有所启发,达到触类旁通的效果。
一、弱电解质电离平衡1.电离平衡概念一定条件(温度、浓度)下,分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态,简称电离平衡。
任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡,达到平衡时,弱电解质在该条件下的电离程度最大。
2.电离平衡的特征电解质的电离平衡属于化学平衡中的一种形式,具有以下一些特征:“逆”——弱电解质的电离是可逆的,存在电离平衡“动”——电离平衡是动态平衡“等”——v(=v(分子化)≠0离子化)“定”——达到电离平衡状态时,溶液中分子和离子的浓度保持不变,是一个定值“变”——电离平衡是相对的,外界条件改变时,平衡被破坏,发生移动形成新的平衡。
二、影响弱电解质电离平衡的因素(符合勒?夏特列原理)1.内因:弱电解质本身的性质,是决定性因素。
2.外因①温度: 升高温度,由于电离过程吸热,平衡向电离方向移动,电离程度增大。
②浓度: 加水稀释,使弱电解质的浓度减小,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大。
因为溶液浓度越小,离子相互碰撞结合成分子的机会越小,弱电解质的电离程度就越大;所以,稀释溶液会促进弱电解质的电离。
例如:在醋酸的电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+A 加水稀释,平衡向正向移动,电离程度变大,但c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)变小;B 加入少量冰醋酸,平衡向正向移动,c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)均增大但电离程度小;③外加相关物质(同离子效应)例如:0.1 mol/L的CH 3COOH溶液CH3COOH CH3COO-+ H+向其中加入CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)增大,CH3COOH的电离平衡向左移动,电离程度减小,c(H+)减小,pH增大。
知识清单21 电离平衡知识点01 弱电解质的电离平衡及影响因素1.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。
平衡建立过程如图所示:(2)电离平衡的特征①弱:研究对象是弱电解质。
②等:弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成弱电解质分子的速率相等。
③动:电离平衡是一种动态平衡,即1mol CH3COOH电离同时则有1mol CH3COOH分子形成。
④定:条件不变,溶液中各分子、离子的浓度不变,溶液里既有离子又有分子。
⑤变:条件改变时,电离平衡发生移动,各粒子的浓度要发生改变。
2.影响电离平衡的因素(1)影响电离平衡的内因:影响电离平衡的内因是弱电解质本身的结构与性质,其他条件相同时,电解质越弱越难电离。
(2)影响电离平衡的外因:①浓度:向弱电解质溶液中加水稀释,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大;②温度:电解质的电离一般是吸热过程,升高温度,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大;③同离子效应:加入与电解质电离出相同离子的强电解质,电离平衡向形成分子的方向移动,电离程度减小;④酸碱效应:加入强酸(或强碱),弱酸(或弱碱)的电离平衡向形成分子的方向移动,电离程度减小;弱碱(或弱酸)的电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大;⑤加入能与离子反应的物质,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大。
以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq) ΔH>0的影响。
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冰醋酸向右增大增大增强通入HCl(g)向左增大增大增强加NaOH(s)向右减小减小增强加CH3COONa(s)向左减小减小增强升高温度向右增大增大增强【易错提醒】(1)一般情况下,加水稀释时,弱电解质电离产生离子的浓度减小,并非溶液中所有离子的浓度都减小。
高中化学电离平衡九大知识点一、弱电解质的电离1、定义:电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。
非电解质:在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物。
强电解质:在水溶液里全部电离成离子的电解质。
弱电解质:在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。
2、电解质与非电解质本质区别:电解质一一离子化合物或共价化合物非电解质一一共价化合物注意:①电解质、非电解质都是化合物②SO2、NH3、CO2等属于非电解质③强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4 全部电离,故BaSO4为强电解质)一一电解质的强弱与导电性、溶解性无关。
3、电离平衡:在一定的条件下,当电解质分子电离成离子的速率和离子结合成时,电离过程就达到了平衡状态,这叫电离平衡。
4、影响电离平衡的因素:人、温度:电离一般吸热,升温有利于电离。
B、浓度:浓度越大,电离程度越小;溶液稀释时,电离平衡向着电离的方向移动。
C、同离子效应:在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质,会减弱电离。
D、其他外加试剂:加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时,有利于电离。
5、电离方程式的书写:用可逆符号弱酸的电离要分布写(第一步为主)6、电离常数:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积,跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。
叫做电离平衡常数,(一般用Ka 表示酸,Kb表示碱。
)二^ 表示方法:ABA++B- Ki=[ A+][B-]/[AB]7、影响因素:a、电离常数的大小主要由物质的本性决定。
b、电离常数受温度变化影响,不受浓度变化影响,在室温下一般变化不大。
C、同一温度下,不同弱酸,电离常数越大,其电离程度越大,酸性越强。
如:H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO二、水的电离和溶液的酸碱性1、水电离平衡:水的离子积:KW= c[H+]・c[OH -]25℃时,[H+]=[OH-] =10-7 mol/L ; KW= [H+]・[OH -] = 1*10-14注意:KW只与温度有关,温度一定,则KW值一定KW不仅适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐)2、水电离特点:(1)可逆(2)吸热(3)极弱3、影响水电离平衡的外界因素:①酸、碱:抑制水的电离KW〈 1*10-14②温度:促进水的电离(水的电离是吸热的)③易水解的盐:促进水的电离KW〉1*10-144、溶液的酸碱性和pH:(1)pH=-lgc[H+](2)pH的测定方法:酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞。
弱酸弱碱电离平衡
电离平衡
电离平衡是一种化学现象,通常发生在具有极性共价键的化合物溶于水中的情况。
具有极性共价键的弱电解质(例如部分弱酸、弱碱)溶于水时,其分子可以微弱电离出离子。
同时,溶液中的相应离子也可以结合成分子。
一般地,自上述反应开始起,弱电解质分子电离出离子的速率不断降低,而离子重新结合成弱电解质分子的速率不断升高,当两者的反应速率相等时,溶液便达到了电离平衡。
此时,溶液中电解质分子的浓度与离子的浓度分别处于稳定状态,不再发生变化。
影响电离平衡的因素
1.温度:温度升高,平衡向电离方向移动。
2.浓度:弱电解质分子浓度越大,电离程度越小。
3.同离子效应:在弱电解质溶液中加入含有与该弱电解质具有相同离子的强电解质,从而使弱电解质的电离平衡朝着生成弱电解质分子的方向移动,弱电解质的解离度降低的效应称为同离子效应。
4.化学反应:某一物质将电离出的离子反应掉而使电离平衡向正方向(电离方向)移动。
5.弱酸的电离常数越大,达到电离平衡时电离出的H+越多,酸性越强;反之,酸性越弱。
多元弱酸的电离是分步进行的,每一步电离都有各自的电离常数,且各级电离常数逐级减小,一般相差较大,所以其水溶液中的H+主要是由第一步电离产生的。
6.对弱碱来说,也有类似弱酸的规律。
7.分步电离中,越后面电离出的离子数越少。
电离平衡[学习目标]1.了解强、弱电解质与结构的关系。
2.理解弱电解质的电离平衡以及浓度等条件对电离平衡的影响。
[知识点讲解]一、常见的强弱电解质与结构的关系1.常见的强电解质碱性氧化物及两性氧化物:CaO、CuO、Na2O、Al2O3、ZnO等2.强电解质与结构的关系强电解质通常是具有离子键的离子化合物或某些具有极性键的共价化合物。
离子化合物本身就是由离子组成的,在离子化合物中不存在分子,离子化合物溶于水或受热熔化以后,都完全电离为自由移动的离子。
故离子化合物都是强电解质。
判断电解质强弱的标准是电解质在电离条件下是否完全电离,而不是以其溶解性大小来判断的。
BaSO4在水溶液中只要是溶解了,就会完全电离,BaSO4=Ba2++;Al2O3在熔融条件下能完全电离,Al2O 3 2Al3++3O2-。
3.常见的弱电解质4.弱电解质与结构的关系弱电解质是一些具有极性键的共价化合物。
有些具有极性键的共价化合物是非电解质,如SO2、CO2、CH3CH2OH、C12H22O11(蔗糖)等。
有些具有极性键的共价化合物是弱电解质,如HClO、HCN、H2S等弱酸;NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)2等弱碱;Al(OH)3、Zn(OH)2等两性氢氧化物;Pb(CH3COO)2等少数盐。
有些具有极性键的共价化合物是强电解质,这些化合物主要包括:HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO4等强酸。
将AlCl3熔融,通直流电,实验证明不能导电,说明AlCl3是共价化合物,而不是离子化合物。
但AlCl3是强电解质,因为AlCl3在溶液中完全电离:AlCl3=Al3++3Cl-。
即少数的盐不是离子化合物,是共价化合物;共价化合物型的盐也不一定是弱电解质(例如AlCl3)。
钾、钠、铵等的酸式盐,一般为强电解质。
因为它们的电离是完全的。
如:强电解质弱电解质概念在水溶液中全部电离成离子的电解质在水溶液中只有部分电离成离子的电解质化合物类型大多数盐:包括可溶性盐及难溶性盐(钾盐钠盐、铵盐、硝酸盐均可溶,BaSO4等不溶强酸:H2SO4、HCl、HNO3等强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2等弱酸:H2CO3、HF、H2S、CH3COOH等弱碱:NH·等两性物质:Al(OH)3等水:H2O相同点在水溶液中(或熔融状态时)都能产生自由移动的离子不同点粒子存在的只存在电解质电离生成的阴、阳离子,不存大量存在电解质的分子,少量存在弱电解质二、弱电解质的电离平衡1.弱电解质电离的特点弱电解质分子,原子之间的共价键键能较大,原子间相互结合得较牢固,要断开化学键常需较大的能量。
相反,弱电解质分子的对应离子较易相互结合成分子。
弱电解质溶于水后,在水分子作用下,弱电解质分子电离出离子,而离子可重新结合成分子,故弱电解质的电离过程是可逆的。
弱电解质的电离存在电离平衡,v(正)分子离解为离子和v(逆)离子重新结合成分子同时进行,最终达到速率相等,即达到平衡。
另外,弱电解质溶于水伴随着能量的变化,其电离过程是吸热的;而离子结合成弱电解质分子的过程是放热的。
2.电离平衡在一定的条件下,当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态,叫做电离平衡,电离平衡的建立可用下图表示:3.电离平衡状态的特征①动。
v电离=v结合≠0的动态平衡。
弱电解质分子电离成离子的过程和离子重新结合成弱电解质分子的过程仍在进行,没有停止。
②定。
在一定条件下建立平衡后,弱电解质分子及其电离出的离子的浓度都保持不变。
③变。
条件改变,电离平衡被破坏,平衡发生移动。
4.影响电离平衡的因素①浓度:减小溶液的浓度,电离程度加大;增大溶液的浓度,电离程度减小。
②温度:电离过程是一个吸热过程,故有:升高温度,电离程度加大;降低温度,电离程度减小。
③外加试剂:a.向弱酸或弱碱溶液中加入强酸或强碱,则抑制电离。
b.向弱酸或弱碱溶液中加入能够与电离产生的某种离子发生化学反应的物质时,可使电离平衡正向移动。
5.电离方程式的书写规则①强电解质的电离方程式用“═”表示,弱电解质的电离方程式用“”表示。
②多元弱酸的电离要分步书写,如;但多元弱碱的电离可一步写成,如Al(OH)3Al3++3OH-。
③化学平衡原理(勒夏特列原理),也适用于电离平衡。
例.以0.1mol/L的氨水为例,通过①升高温度、②加水稀释、③加入少量NaOH固体、④通入HCl 气体,⑤加入少量NH4Cl固体、⑥通入少量NH3(g)等外界条件的改变,说明对电离平衡有何影响?简述理由。
[解析]在氨水中存在下列平衡:NH3+H2O NH3•H2O +OH-①升高温度:弱电解质的电离过程是吸热过程,故升高温度,电离平衡向右移动。
若NH3不挥发,则c()和c(OH-)都增大。
②加水稀释:向氨水中加水稀释,单位体积内和OH-的数目减少,离子碰撞结合成分子的倾向减弱,电离平衡向右移动,故加水稀释有利于弱电解质的电离,稀释后,氨水中的和OH-的数量增多,但c( )和c(OH-)减小。
③加入少量NaOH固体;溶液中c(OH-)增大,使NH3·H2O的电离平衡向左移动,c( )减小。
④通入少量HCl气体:HCl溶于水电离出H+,H+与氨水中的OH-结合生成更难电离的水,使c(OH-)减小,NH3·H2O的电离平衡向右移动,c( )增大,c(OH-)减小。
⑤加入少量NH4Cl固体;溶液中c( )增大,进而使NH3·H2O的电离平衡向左移动,溶液中c(OH-)减小。
⑥通入少量的NH3(g);氨水中存在化学平衡NH3+H2O NH3·H2O,通入NH3使平衡向右移动,c(NH3·H2O)增大,使NH3·H2O的电离平衡向右移动,溶液中c(OH-)和c()都增大。
总之,改变温度或改变电离平衡体系中分子或离子的浓度,都会使电离平衡发生移动。
[典型例题]例1、某的物质的水溶液能导电,且该物质属于非电解质,溶于水时化学键被破坏的是()A、液溴B、干冰C、蔗糖D、硫酸钡解析:A、液溴(Br2)是单质,既不是电解质,也不是非电解质,不合题意。
B、干冰(CO2)溶于水与水反应生成H2CO3,H2CO3能电离产生自由移动的离子,所以CO2的水溶液能导电,但CO2是非电解质,溶于水时生成H2CO3化学键被破坏,故B符合题意。
C、蔗糖的水溶液不导电,不合题意。
D、硫酸钡难溶于水,但硫酸钡是电解质,不合题意。
答案:B例2、把0.05mol NaOH固体分别加入到下列100mL液体中,溶液的导电性基本不变,该液体是()A、自来水B、0.5mol/L盐酸C、0.5mol/L醋酸D、0.05mol氨解析:溶液能否导电决定于溶液中有否离子存在;导电性强弱主要由离子浓度大小决定。
加入NaOH固体后,因NaOH是强电解质,溶于水全部电离,而水是极弱电解质,CH3COOH、都是弱电解质,所以A、C、D中离子浓度显著增大,导电性增强;对于B有NaOH+HCl=NaCl+H2O,正好反应后离子浓度不变。
答案:B例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。
思路分析:解答此题必须明确强弱电解质的有关概念。
弱电解质在水溶液中部分电离,因此在溶液中已电离出的离子和未电离的分子一定共存,选项D正确。
有些电解质(无论强弱)在熔化时不能电离,故不能导电,如极性共价化合物H2SO4、 HNO3(强电解质),可见选项A不是答案。
从结构上讲极性共价化合物可能为强电解质如强酸,可以是非电解质如NH3,也可以是弱电解质如HF、H2S等,因此选项B 也不是答案。
溶液的导电能力与溶液中离子的浓度有关,强电解质的稀溶液导电能力也很差,因此在没有浓度限制时不能用导电能力台弱来判断弱电解质。
C不正确。
答案:D第二阶段例1、在同一温度下,强电争质溶液A、弱电解溶液B、金属导体C的导电能力相同,则升高温度后它的导电能力()A、A>B>CB、A=B=CC、C>A>BD、B>A>C解析:A、B、C、D的导电能力本来相同,升高温度时,促进弱电解质的电离,所以B的导电性增强,而金属的导电性随着温度的升高。
电阻增大,导电能力减弱。
答案:D例2、下列物质容易导电的是()A、熔融的氯化钠B、硝酸钾溶液C、硫酸铜晶体D、无水乙醇解析:电解质在水溶液中或熔融状态下才能离解为自由移动的离子,在此状态下才能导电,而非电解质在上述两种条件下均不能导电。
导电微粒一种是自由电子,另一种是自由的阴、阳离子。
A、B具有自由的阴、阳离子,C中虽有阴、阳离子,但不能自由移动。
无水乙醇为非电解质。
答案:A、B例3、若用(NH4)2SO4溶液培养植物,溶液的pH会()A、逐渐上升B、逐渐下降C、不变D、无规律解析:植物根细胞吸收矿物质元素的高子与根细胞呼吸作用产生的二氧化碳有关。
CO2溶于水,生成H2CO3,H2CO3分解成H+和HC03-,吸附在根细胞的细胞膜表面。
吸附在细胞膜表面的H+、HCO3-可分别与地壤溶液中的阳离子(如K+、NH+4)和阴离子(如NO3-)发生交换。
将植物培养在(NH4)2SO4溶液中,植物的根吸收的比SO42-多,而植物的根在吸收NH4+时就要用吸附在根细胞表面的H+交换,于是H+就会残留在土壤的溶液中,久而久之,溶液逐渐酸化,pH逐渐下降。
例4、从下列现象可以判断某酸是强酸的是( )A、加热该酸至沸腾也不分解。
B、该酸可以与石灰石反应放出CO2气体。
C、该酸可以把Al(OH)3沉淀溶解。
D、该酸浓度为0.1时的pH为1。
解析:不是强酸加热至沸腾也有可能分解,如H3PO4。
与石灰石反应产生CO2的酸以及可以把Al(OH)3沉淀溶解的酸不一定是强酸,如醋酸。
PH为1,说明c(H+)为0.1mol/L,则该酸一定是强酸,如是弱酸,不管是一元酸还是多元酸,0.1mol/L酸的c(H+)不可能为0.1mol/L。
第三阶段例1.甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是()A.1mol/L的甲酸溶液的c(H+)约为0.01mol/LB.甲酸能以任意比与水互溶C.10mL 1mol/L甲酸恰好与10mL 1mol/L NaOH溶液完全反应D.在相同条件下,甲酸溶液的导电性比强酸溶液的弱[分析]弱电解质在水溶液中只能部分电离,存在电离平衡,甲酸若是强酸,在1mol/L的溶液里c(H+)=1mol/L,而实际上c(H+)=0.01mol/L,远小于1mol/L,所以甲酸是部分电离的,是弱电解质,故A选项是正确的。
在1mol/L的盐酸里,c(H+)=1mol/L,大于同浓度甲酸溶液的c(H+),所以甲酸溶液的导电性比同条件下的强酸要弱,故D选项正确,相同物质的量的甲酸和盐酸分别与NaOH溶液反应,所消耗NaOH的物质的量相同,它无法说明电解质的强弱,同样以其溶解性的大小来判断是否是弱电解质也是绝对错误的。