2022版高考化学一轮复习-专题8-溶液中的离子反应-第1单元-弱电解质的电离平衡学案.doc

2022版高考化学一轮复习 专题8 溶液中的离子反应 第1单元 弱电解质的电离平衡学案2022版高考化学一轮复习 专题8 溶液中的离子反应 第1单元 弱电解质的电离平衡学案年级：姓名：- 19 -第一单元弱电解质的电离平衡课标解读1.理解弱电解质电离平衡的特征及影响因素。2.电离常数的计算及应用。3.会比较强电解质和弱电解质的异同。弱电解质的电离平衡知识梳理1弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的概念一定条件(如温度、浓度)下，弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程达到平衡状态。(2)电离平衡的建立与特征开始时，v(电离)最大，而v(结合)为0。平衡的建立过程中，v(电离)v(结合)。当v(电离)v(结合)时，电离过程达到平衡状态。辨易错(1)CH3COOH溶于水达到电离平衡时，c(CH3COOH)与c(CH3COO)相等。()(2)当弱酸在水中达到电离平衡时，v(电离)0。()(3)氨气溶于水，当NH3H2O电离出的c(OH)c(NH)时，表明NH3H2O电离处于平衡状态。()答案(1)(2)(3)2影响电离平衡的因素(1)内因：弱电解质本身的性质决定因素。(2)外因温度：温度升高，电离平衡正向移动，电离程度增大。浓度：稀释溶液，电离平衡正向移动，电离程度增大。同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡逆向移动，电离程度减小。加入能反应的物质：电离平衡正向移动，电离程度增大。深思考思考下列问题，并分析总结。(1)稀氨水稀释，溶液中各离子浓度均减小吗？为什么？(2)电离平衡向右移动，电解质浓度一定减小吗？电解质的电离程度一定增大吗？电离出的离子浓度一定增大吗？答案(1)不一定，稀氨水稀释，c(OH)减小而c(H)增大。(2)电离平衡右移，电解质分子的浓度不一定减小，如对于CH3COOHCH3COOH，平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能消除这种改变，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大。电离平衡右移，电离程度也不一定增大，如增大弱电解质的浓度，电离平衡向右移动，弱电解质的电离程度减小。电离平衡右移，离子的浓度不一定增大，如在CH3COOH溶液中加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c(CH3COOH)、c(H)都比原平衡时要小。知识应用填表：实例(稀溶液)CH3COOHHCH3COOH0改变条件平衡移动方向c(H)c(OH)导电能力电离程度加水稀释向右加CH3COONa(s)向左加入少量冰醋酸向右加NaOH(s)向右答案减小增大减弱增大减小增大增强减小增大减小增强减小减小增大增强增大命题点电解质的电离平衡及影响因素1已知人体体液中存在如下平衡：CO2H2OH2CO3HHCO，以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是 ()A当强酸性物质进入体液后，上述平衡向左移动，以维持体液pH的相对稳定B当强碱性物质进入体液后，上述平衡向右移动，以维持体液pH的相对稳定C若静脉滴注大量生理盐水，则体液的pH减小D进行呼吸活动时，如果CO2进入血液，会使体液的pH减小C若静脉滴注大量生理盐水，则血液被稀释，平衡虽然正向移动，但根据勒夏特列原理，c(H)减小，体液的pH增大。2一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示，下列说法正确的是()Aa、b、c三点溶液的pH：cabBa、b、c三点CH3COOH的电离程度：caac，故pH：cab；B项，加水体积越大，越利于CH3COOH电离，故电离程度：cba；C项，用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，相当于稀释a点溶液，c(H)增大，pH偏小。3常温下将浓度为0.1 molL1 HF溶液加水稀释，下列各量如何变化？(填“变大”“变小”或“不变”)(1)c(H) 、c(OH) 、c(F) 、c(HF) 。(2) 、 、 。(3) 、 。答案(1)变小变大变小变小(2)变大变大变大(3)不变不变加水稀释粒子浓度比值变化分析模型(1)同一溶液、浓度比等于物质的量比。如HF溶液：。(由浓度比较变成物质的量比较)(2)将浓度比换算成含有某一常数的式子，然后分析。如HF溶液：。(由两变量转变为一变量)注意：两个常数表达式：Ka，Kh。电离常数与电离度知识梳理1电离常数(1)电离常数表达式一元弱酸HA的电离常数：根据HAHA，可表示为Ka。一元弱碱BOH的电离常数：根据BOHBOH，可表示为Kb。H2CO3的第一步电离常数为Ka1，第二步电离常数为Ka2。(2)电离常数意义：相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸性或碱性相对越强。(3)电离常数的影响因素电离常数只与温度有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是吸热的，故温度升高，K增大。多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K1K2K3，其理由是前一步电离出的H抑制下一步的电离，故其酸性主要决定于第一步电离。辨易错(1)改变条件，电离平衡右移，电离常数一定增大。()(2)弱酸H2S的电离常数表达式为Ka。()(3)25 时，0.01 molL1的HA溶液的pH4，其电离常数为1104。()(4)电离常数与化学平衡常数一样，均只与温度有关，与浓度无关。()答案(1)(2)(3)(4)2电离度()(1)表达式100%或100%(2)影响因素温度的影响升高温度，电离平衡向右移动，电离度增大；降低温度，电离平衡向左移动，电离度减小浓度的影响当弱电解质溶液浓度增大时，电离度减小；当弱电解质溶液浓度减小时，电离度增大深思考思考下列问题，并分析总结。(1)改变条件，电离度增大，电离常数一定增大吗？为什么？(2)向醋酸溶液中加入少量冰醋酸，电离平衡右移，电离度增大吗？为什么？答案(1)不一定，升温引起电离度增大，电离常数一定增大，否则不变。(2)不增大，根据勒夏特列原理可知，电离程度变小，电离度变小。知识应用125 时，0.01 molL1的HA溶液中HA的电离度为0.1%，则25 时，c(H)和Ka(HA)分别为多少？写出解题步骤。答案c(H)0.01 molL10.1%1105 molL1，Ka(HA)108。2已知H2CO3的Ka14.4107，Ka24.71011，Ka(HClO)3.0108。向NaClO溶液中通入少量CO2，反应的离子方程式为 。答案ClOCO2H2O=HClOHCO命题点1电离常数及其应用1(2020济宁模拟)醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHHCH3COO，下列叙述不正确的是 ()A升高温度，平衡正向移动，醋酸的电离常数Ka值增大B0.10 molL1的CH3COOH溶液中加水稀释，溶液中c(OH)增大CCH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体，平衡逆向移动D25 时，欲使醋酸溶液pH、电离常数Ka和电离程度都减小，可加入少量冰醋酸 D醋酸的电离吸热，升高温度促进电离，导致电离常数增大，A项正确；加水稀释促进电离，溶液中c(H)减小，c(OH)增大，B项正确；向醋酸溶液中加入CH3COONa固体，c(CH3COO)增大，平衡逆向移动，C项正确；温度不变，电离常数不变，D项错误。2分析表中数据，下列叙述错误的是()弱酸CH3COOHHCNH2CO3电离常数(25 )1.81054.91010Ka14.4107Ka24.71011A.CH3COO、HCO、CN在溶液中可以大量共存BCH3COOHCN=CH3COOHCN不能发生C向NaCN溶液中通入少量CO2，发生的离子方程式为2CNCO2H2O=2HCNCODCH3COOH、H2CO3、HCN的电离程度依次减弱C根据电离常数可知，HCN与CO可以反应生成HCO，C项错误。电离常数(K)的三大应用(1)判断弱电解质的强弱，K越大，性质越强。(2)判断盐溶液中酸碱性强弱，K越大，对应的盐水解程度越小，呈现的酸、碱性越弱。(3)判断复分解反应能否发生，K较大的酸或碱能制K较小的酸或碱。命题点2电离常数的有关计算电离常数的计算模板(1)已知c(HX)和c(H)，求电离平衡常数：HXHX起始： c(HX) 00平衡： c(HX)c(H)c(H)c(X)则：K由于弱酸只有极少一部分电离，c(H)的数值很小，可做近似处理：c(HX)c(H)c(HX)。则K，代入数值求解即可。(2)特定条件下的Ka或Kb的有关计算25 时，a molL1弱酸盐NaA溶液与b molL1的强酸HB溶液等体积混合，溶液呈中性，则HA的电离常数Ka求算三步骤：电荷守恒c(Na)c(H)c(OH)c(A)c(B)c(A)c(Na)c(B) molL1。物料守恒c(HA)c(A) molL1c(HA) molL1 molL1。Ka。3(1)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH5.60，c(H2CO3)1.5105 molL1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCOH的电离常数K1 (已知：105.602.5106)。(2)25 时，用0.1 molL1的CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 molL1的NaOH溶液，当滴加V mL CH3COOH溶液时，混合溶液的pH7。已知CH3COOH的电离常数为Ka，忽略混合时溶液体积的变化，则Ka为 (用含V的式子表示)。(3)25 时，向含a mol NH4NO3的溶液中滴加b L氨水呈中性，则所滴加氨水的浓度为 molL1已知Kb(NH3H2O)2105。(4)25 时，将a molL1 CH3COOH溶液与0.01 molL1 Ba(OH)2溶液等体积混合，溶液中2c(Ba2)c(CH3COO)，则CH3COOH的Ka为 。解析(1)由H2CO3HHCO得K14.2107。(2)根据电荷守恒式：c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)及c(H)c(OH)可得，c(Na)c(CH3COO) molL1，混合溶液的pH7，说明醋酸过量，c(CH3COOH) molL1，则Ka。(3)根据溶液呈中性可知c(OH)c(H)1107 molL1，n(NH)n(NO)a mol设加入氨水的浓度为c molL1，混合溶液的体积为V L由Kb2105 molL1，得c molL1。(4)根据电荷守恒知：c(H)2c(Ba2)c(OH)c(CH3COO)，因为2c(Ba2)c(CH3COO)故c(H)c(OH)107 molL1，c(CH3COO)2 molL1。根据物料守恒知c(CH3COOH) molL1molL1。所以，Ka。答案(1)4.2107(2)(3)(4)命题点3利用图像特殊点求电离常数4常温下，0.1 molL1的H2C2O4溶液中H2C2O4、HC2O、C2O三者所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图所示。则H2C2O4的Ka1 ，Ka2 。H2C2O4溶液中各种粒子分布曲线解析pH1.3时，c(H2C2O4)c(HC2O)，故Ka11101.3，同理求Ka21104.3。答案1101.31104.35甲胺(CH3NH2)是一种应用广泛的一元弱碱，其电离方程式为：CH3NH2H2OCH3NHOH。常温下，向20.0 mL 0.10 molL1的甲胺溶液中滴加V mL 0.10 molL1的稀盐酸，混合溶液的pH与相关粒子浓度的关系如图所示。则常温下，甲胺的电离常数表达式Kb ，其数值为 。解析Kb，a点时，pH10.6，c(OH)103.4，lg 0，c(CH3NH)c(CH3NH2)故Kb103.4。答案103.4利用图像求电离常数的步骤(以HA为例)强、弱电解质的判断与比较知识梳理1强、弱电解质的判断(以HA为例)实验方法结论测0.01 molL1 HA溶液的pHpH2，HA为强酸pH2，HA为弱酸测NaA溶液的pH(25 )pH7，HA为强酸pH7，HA为弱酸相同条件下，测相同浓度的HA和HCl(强酸)溶液的导电能力若HA溶液的导电能力比HCl(强酸)溶液的弱，则HA为弱酸测相同pH的HA溶液与盐酸稀释相同倍数前后的pH变化若HA溶液的pH变化较小，则HA为弱酸测等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与足量锌反应产生H2的快慢及H2的量若HA溶液反应过程中产生H2较快且最终产生H2的量较多，则HA为弱酸测等体积、等pH的HA溶液和盐酸中和等浓度碱溶液所需消耗的碱的量若HA溶液耗碱量大，则HA为弱酸2.一元强酸(碱)和一元弱酸(碱)的比较(1)相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较比较项目酸c(H)pH中和碱的能力与足量Zn反应产生H2的量开始与金属反应的速率一元强酸大小相同大相同一元弱酸小大小(2)相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较比较项目酸c(H)c(酸)中和碱的能力与足量Zn反应产生H2的量开始与金属反应的速率一元强酸相同小小少相同一元弱酸大大多说明：一元强碱与一元弱碱的比较规律与以上类似。3图像法理解一强一弱稀释规律(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释到相同的倍数，醋酸的pH大加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多(3)一元弱酸和一元强酸与金属的反应(以盐酸和醋酸为例)图像实验操作图像同体积、同浓度的盐酸和醋酸分别与足量Zn反应同体积、同pH的盐酸和醋酸分别与足量Zn反应命题点1强、弱电解质的判断1下列事实一定能说明HNO2为弱电解质的是()常温下，NaNO2溶液的pH7用HNO2溶液做导电实验灯泡很暗HNO2不能与NaCl反应常温下0.1 molL1的HNO2溶液pH21 L pH1的HNO2溶液加水稀释至100 L后溶液的pH2.21 L pH1的HNO2和1 L pH1的盐酸与足量的NaOH溶液完全反应，最终HNO2消耗的NaOH溶液多HNO2溶液中加入一定量NaNO2晶体，溶液中c(OH)增大HNO2溶液中加水稀释，溶液中c(OH)增大ABC DC如果盐酸(强酸)的浓度很小灯泡也很暗；如果是强酸，pH1；如果是强酸，加水稀释至100 L后溶液的pH3，实际pH2.2，这说明HNO2溶液中存在HNO2HNO，是弱酸；依据HNO2NaOH=NaNO2H2O、HClNaOH=NaClH2O可知，c(HNO2)大于c(HCl)，而溶液中c(H)相同，所以HNO2没有全部电离；加入NaNO2，溶液中c(OH)增大，说明电离平衡移动；不论是强酸还是弱酸，加水稀释，溶液中c(H)均减小，而c(OH)增大。弱电解质判断的四角度角度一：根据弱酸的定义判断，弱酸在水溶液中不能完全电离，如测0.1 molL1的CH3COOH溶液的pH1。角度二：根据弱酸在水溶液中存在电离平衡判断，条件改变，平衡发生移动，如pH1的CH3COOH加水稀释100倍后，1pH7。角度四：根据等体积、等pH的酸中和碱的量判断。如消耗的碱越多，酸越弱。命题点2一强一弱的比较2(1)体积相同，浓度均为0.2 molL1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释10倍，溶液的pH分别变成m和n，则m与n的关系为 。(2)体积相同，浓度均为0.2 molL1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为 。(3)体积相同，pH均为2的盐酸与醋酸溶液，分别与足量Zn反应生成H2的物质的量分别为n1和n2，则n1与n2的关系为 。(4)体积相同，pH均等于13的氨水和NaOH溶液，分别加水稀释100倍，溶液的pH分别为m和n，则m和n的关系为 。(5)25 ，pH4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离出的c(H)为 。解析(1)稀释10倍后两浓度均变为0.02 molL1，盐酸中的c(H)醋酸中的c(H)，故mn。(3)体积相同，pH为2的醋酸电离出的H多，生成H2多，故n1n。(5)25 ，pH4的H2SO4溶液加水稀释100倍，pH6，c(H)H2Oc(OH)1108。答案(1)mn(3)n1n(5)1108 molL1命题点3溶液稀释图像分析3(2019天津高考)某温度下，HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0104和1.7105。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()A曲线代表HNO2溶液B溶液中水的电离程度：b点c点C从c点到d点，溶液中保持不变(其中HA、A分别代表相应的酸和酸根离子)D相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后，溶液n(Na)相同C加相同体积水，曲线对应的pH变化较大，代表较强的酸，即HNO2，A错误；酸液中pH越小，水的电离程度越小，即b点CH3NH2D等浓度的CH3NH3Cl和NH3OHCl两种盐溶液中离子总浓度相等A浓度均为1 molL1的NH2OH溶液和CH3NH2溶液的pOH均大于2，说明NH2OH和CH3NH2均为弱碱，NH2OH溶液的pOH大于CH3NH2溶液的pOH，说明NH2OH的碱性弱于CH3NH2的碱性，根据NH2OHH2ONH3OHOH，结合题图知Kb(NH2OH)(104.5)2109，A项正确；lg V3时，NH2OH溶液的pOH大于CH3NH2溶液的pOH，说明CH3NH2溶液的碱性较强，对水的电离抑制作用较强，故lg V3时水的电离程度NH2OHCH3NH2，B项错误；CH3NH2溶液与NH2OH溶液浓度与体积均相同，但碱性CH3NH2NH2OH，则CH3NH3Cl的水解程度小于NH3OHCl，故用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至pH7时，消耗盐酸的体积CH3NH2NH2OH，C项错误；NH3OHCl水解程度较大，NH3OHCl溶液中H浓度较大，由电荷守恒知，等浓度的CH3NH3Cl和NH3OHCl两种盐溶液中离子总浓度不相等，D项错误。(1)酸、碱液稀释与pH的关系pH相同，强酸或强碱稀释的倍数小于弱酸或弱碱稀释的倍数。稀释相同倍数，强酸或强碱的pH大于弱酸或弱碱的pH。(2)酸、碱稀释时两个误区不能正确理解酸、碱的无限稀释规律常温下任何酸或碱溶液无限稀释时，溶液的pH都不可能大于7或小于7，只能无限接近7。不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律注意：表中an7。真题验收1(2019全国卷)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH2的H3PO4溶液，下列说法正确的是()A每升溶液中的H数目为0.02NABc(H)c(H2PO)2c(HPO)3c(PO)c(OH)C加水稀释使电离度增大，溶液pH减小D加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强B磷酸是中强酸，存在电离平衡。A项，常温下pH2的H3PO4溶液中，c(H)0.01 molL1，每升溶液中的H数目为0.01NA，错误；B项，由电荷守恒知，c(H)c(H2PO)2c(HPO)3c(PO)c(OH)，正确；C项，加水稀释使电离平衡右移，电离度增大，但是溶液中的离子浓度减小，溶液中的H浓度减小，故溶液pH增大，错误；D项，加入NaH2PO4固体，抑制了磷酸的第一步电离，溶液酸性减弱，错误。2(2020全国卷，T26(2)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数(X)，X为HClO或ClO与pH的关系如图所示。HClO的电离常数Ka值为 。解析HClO溶液中存在电离平衡HClOHClO，HClO的电离常数Ka，由题图(b)可知当pH7.5时，溶液中c(ClO)c(HClO)，即Kac(H)107.5。答案107.53(2016全国卷，节选)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 (已知：N2H4HN2H的K8.7107；Kw1.01014)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。解析将H2OHOHKw1.01014、N2H4HN2HK8.7107相加，可得：N2H4H2ON2HOHKalKwK1.010148.71078.7107。类比NH3与H2SO4形成酸式盐的化学式NH4HSO4可知，N2H4与H2SO4形成的酸式盐的化学式应为N2H6(HSO4)2。答案8.7107N2H6(HSO4)2新题预测1pC类似pH，如图为CO2的水溶液中加入强酸或强碱溶液后，平衡时溶液中各种组分的pCpH图。依据图中信息，下列说法不正确的是()AH2CO3、HCO、CO不能在同一溶液中大量共存BH2CO3电离平衡常数Ka1106C人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()可以抵消少量酸或碱，维持pH7.4，但当过量的酸进入血液中时，血液缓冲体系中的最终将变大DpH9时，溶液中存在关系c(H)c(H2CO3)c(OH)c(CO)DCOH2CO3=2HCO，A正确；pH6时，c(H2CO3)c(HCO)，故Ka1c(H)106，B正确；维持pH7.4，但当过量的酸进入血液中时，血液中氢离子浓度增大，平衡向左移动放出CO2，碳酸浓度基本不变，则血液缓冲体系中的最终将变大，故C正确；pH9时，由图像可得溶液中离子关系是c(HCO)c(CO)c(OH)c(H2CO3)c(H)，因此D选项的离子浓度关系不可能出现，故D错误。2T 时，向浓度均为1 molL1的两种弱酸HA、HB中不断加水稀释，并用pH传感器测定溶液pH。所得溶液pH的两倍(2pH)与溶液浓度的对数(lg c)的关系如图所示。下列叙述错误的是()已知：HA的电离常数：Ka；pKalg Ka。A酸性：HAHBBa点对应的溶液中：c(HA)0.1 molL1，c(H)0.01 molL1CT 时，弱酸HB的pKa5D弱酸的Ka随溶液浓度的降低而增大D从图中得到，浓度相等的时候，HB溶液的pH更高，说明HB的酸性更弱，A项正确；a点溶液的纵坐标为4，即溶液的pH为2(注意纵坐标为pH的2倍)，所以c(H)0.01 molL1，a点溶液的横坐标为1，即lg c(HA)1，所以c(HA)0.1 molL1，B项正确；从图中得到，1 molL1的HB溶液的pH2.5，即c(H)102.5 molL1，所以Ka105，pKa5，C项正确；Ka是电离常数，其数值只与温度相关，温度不变，Ka值不变，D项错误。