2021-2022学年高二化学人教版选修四学案：3.1-弱电解质的电离-Word版含解析.docx

第一节弱电解质的电离
[学习目标]　1.理解强电解质、弱电解质的概念。(重点)　2.能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，正确书写电离方程式。　3.理解确定条件下弱电解质的电离平衡移动。(难点)4.了解电离常数的概念、表达式和意义。 (难点)

一、强弱电解质
1．电解质与非电解质
(1)电解质：在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
(2)非电解质：在水溶液中和熔融状态下都不导电的化合物。
2．强电解质和弱电解质
(1)试验探究。请描述试验现象并写出你的试验结论。

1 mol·L－1
HCl溶液
1 mol·L－1
CH3COOH溶液
与镁条反
应的现象
反应猛烈，产生大量气泡
反应缓慢，产生气泡
溶液的pH
0
2.4
结论
相同浓度的盐酸和醋酸，HCl和CH3COOH的电离程度不同
(2)强电解质和弱电解质。

1．25 ℃时1 mol·L－1 CH3COOH溶液中，c(H＋)是1 mol·L－1吗？为什么？
【提示】　小于1 mol·L－1，由于CH3COOH是弱电解质，在水溶液中部分电离。
2．NaCl是强电解质，所以NaCl在任何状态下均可导电，这种说法正确吗？
【提示】　不正确。NaCl固体由于未发生电离不能导电。
二、弱电解质的电离
1．电离平衡
在确定条件(如温度、浓度确定)下，弱电解质在溶液中电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等，电离过程就达到了平衡状态。如图：

2．弱电解质电离方程式的书写
(1)弱电解质电离是可逆的，用表示。
如：CH3COOHCH3COO－＋H＋
NH3·H2ONH＋OH－
(2)多元弱酸分步电离，以第一步电离为主。如H2S的电离方程式为H2SH＋＋HS－、HS－H＋＋S2－。
(3)多元弱碱用一步电离来表示：如Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。

3．确定条件下弱电解质达到电离平衡后，还会连续电离吗？
【提示】　确定条件下，弱电解质达到电离平衡后，还会连续电离，只是电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等。
4．H2SO3在水溶液中的电离方程式：H2SO32H＋＋SO，这样书写正确吗？为什么？
【提示】　H2SO3为二元中强酸，为弱电解质，电离过程分步进行，电离方程式为：H2SO3H＋＋HSO，HSOH＋＋SO。
三、电离常数

2．有关电离常数的留意事项
(1)电离常数的大小由物质本身的性质打算，同一温度下，不同弱电解质的电离常数不同，K值越大，电离程度越大。
(2)同一弱电解质在同一温度下转变浓度时，其电离常数不变。
(3)电离常数K只随温度的变化而变化，上升温度，K值增大。
(4)多元弱酸电离常数：K1≫K2≫K3，其酸性主要由第一步电离打算，K值越大，相应酸的酸性越强。

5．醋酸和碳酸均存在电离平衡。请写出醋酸和碳酸电离(第一级电离)的电离方程式，并写出对应的电离平衡常数的表达式。
【提示】　CH3COOHCH3COO－＋H＋，K＝
H2CO3H＋＋HCO，K＝
6．查阅资料发觉，醋酸、碳酸和硼酸在25 ℃的电离平衡常数分别是1.75×10－5、4.4×10－7(第一步电离)和5.8×10－10。它们的酸性强弱挨次是怎样的？有何规律？
【提示】　醋酸>碳酸>硼酸。K值越大，酸性越强。

1．易误诊断
(1)氨气的水溶液能导电，所以氨气属于电解质。(　　)
(2)离子化合物是强电解质，共价化合物是弱电解质。(　　)
(3)Fe(OH)3在水中的电离方程式是Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。
(　　)
(4)确定温度下，CH3COOH浓度越大，电离常数越大。(　　)
【答案】　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
2．下列电离方程式中，正确的是(　　)
A．H2S2H＋＋S2－
B．NaHCO3Na＋＋H＋＋CO
C．NaCl===Na＋＋Cl－
D．CH3COOH===CH3COO－＋H＋
【解析】　H2S是二元弱酸，分步电离，所以A项错误(一般只写第一步：H2SH＋＋HS－)；NaHCO3为弱酸酸式盐，其中HCO不能拆分为离子形式，B项错误，应为NaHCO3===Na＋＋HCO；CH3COOH为弱酸，部分电离，其电离方程式“===”应改为“”，D项错误。
【答案】　C
3．下列叙述中，能证明某物质是弱电解质的是(　　)
A．熔融时不导电
B．水溶液的导电力气很差
C．不是离子化合物，而是极性共价化合物
D．溶液中已电离的离子和未电离的分子共存
【解析】　推断强、弱电解质的关键，是在水溶液里能否完全电离，是否存在电离平衡。
【答案】　D
4．将下列物质按要求进行分类：①氢氧化钠、②氨水、③NH3·H2O、④乙醇、⑤HCl、⑥稀硝酸、⑦醋酸、⑧氯化钠、⑨氯气
电解质
非电解质
强电解质
弱电解质

【答案】　
电解质
非电解质
强电解质
弱电解质
①③⑤⑦⑧
④
①⑤⑧
③⑦

同学分组探究一　强电解质、弱电解质的比较
第1步探究——问题引入，自主探究
1．强弱电解质的本质区分是什么？
【提示】　在水溶液中能否完全电离。
2．强电解质其溶液导电力气确定强吗？
【提示】　不愿定。
3．难溶物BaSO4、CaCO3等是强电解质吗？
【提示】　是。
第2步阐述——要点归纳，深化学问
1．强电解质、弱电解质的比较
比较项目
强电解质
弱电解质
相同点
在水溶液里都能产生自由移动的离子，都是电解质

粒子存在的形式
只存在电解质电离产生的阴、阳离子，不存在电解质分子
大量存在弱电解质分子，少量存在弱电解质电离产生的离子
不同点
电离过程
不行逆，不存在电离平衡，电离方程式用“===”
可逆，存在电离平衡，电离方程式用“”
电离程度
完全电离
不完全电离
化学键
离子键或某些极性键
某些极性键
实例
绝大多数的盐(包括难溶性盐)；强酸：HCl、HNO3、H2SO4、HClO4等；
强碱：KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等
弱酸：H2CO3、CH3COOH、HClO等；弱碱：NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等，水也是弱电解质
2.电解质强、弱与物质导电性、溶解性的关系
(1)电解质的强弱与溶液导电力气没有必定联系。假如某强电解质溶液浓度很小，那么它的导电力气就很弱，溶液导电力气大小取决于离子浓度大小和离子带电荷多少。
(2)电解质的强、弱与其溶解度无关。某些难溶(或微溶)于水的盐(如AgCl、BaSO4等)溶解度很小，但溶于水的部分却是完全电离的，它们仍属于强电解质。
第3步例证——典例印证，思维深化
　(双选)醋酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是(　　)
A．1 mol/L的醋酸溶液中c(H＋)＝0.01 mol/L
B．醋酸以任意比与水互溶
C．10 mL 1 mol/L的醋酸溶液恰好与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液完全反应
D．在相同条件下，醋酸溶液的导电性比盐酸弱
【解析】　A项中若醋酸完全电离，则c(H＋)＝1 mol/L，而现在c(H＋)＝0.01 mol/L，说明醋酸部分电离，为弱电解质；C项是与强碱的反应，不能说明其电离程度的大小；D项是在相同条件下，比较二者导电性强弱，醋酸溶液的导电性弱，说明醋酸溶液中离子浓度小，即电离程度小，盐酸中的HCl是完全电离的，故说明醋酸是部分电离，为弱电解质。
【答案】　AD
第4步运用——精选习题，落实强化
1．下列物质的分类组合全部正确的是(　　)
选项
强电解质
弱电解质
非电解质
A
NaCl
HCl
CO2
B
NaHCO3
NH3·H2O
CCl4
C
Ba(OH)2
BaCO3
Cu
D
H2SO4
NaOH
C2H5OH
【解析】　A项，HCl为强电解质；C项，BaCO3为强电解质，Cu既不是电解质也不是非电解质；D项，NaOH为强电解质。
【答案】　B
2．下列关于强弱电解质的叙述中正确的是(　　)
A．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物
B．强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物
C．强电解质的水溶液中无溶质分子，弱电解质的水溶液中有溶质分子
D．强电解质的导电力气强，弱电解质的导电力气弱
【解析】　本题需要在深刻理解强弱电解质的异同的基础上弄清强弱电解质与结构的关系，接受举例法来解答。选项A中，可举出HCl、HNO3是强电解质来加以否定；选项B中，可举出BaSO4、CaCO3为强电解质(尽管它们难溶于水，但它们溶于水的部分是完全电离的)来加以否定；选项D中，若强电解质溶液的浓度很小时，其导电力气也会很弱，从而否定之；仅有选项C的说法是正确的，因强电解质在水溶液中完全电离为离子，不存在溶质分子，而弱电解质在水溶液中只能部分电离，溶液中还存在溶质分子。故选C。
【答案】　C
3．(双选)把0.05 mol NaOH固体分别加入下列100 mL液体中，溶液的导电力气变化不大的是(　　)
A．自来水　　　　 B．0.5 mol/L盐酸
C．0.5 mol/L醋酸溶液 D．0.5 mol/L 氯化铵溶液
【解析】　溶液导电力气的大小与溶液中离子浓度的大小、离子所带的电荷数的多少有关，离子浓度越大，溶液的导电力气越强，离子所带电荷数越多，溶液的导电力气越强。A项中，水是弱电解质，加入NaOH后将产生大量的Na＋和OH－，溶液的导电力气显著增加；B项中，原溶液中c(H＋)＝c(Cl－)＝0.5 mol/L，加入NaOH后发生中和反应，反应后溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＝0.5 mol/L，离子浓度基本不变，溶液的导电力气也基本不变；
C项中，加入NaOH后，发生反应CH3COOH＋OH－===CH3COO－＋H2O，溶液中离子浓度增大，溶液的导电力气明显增加；D项中，加入NaOH后，发生反应NH＋OH－===NH3·H2O，但溶液中的c(Na＋)、c(Cl－)与加入前的c(NH)、c(Cl－)几乎相同，因而溶液的导电力气变化不大。故正确答案为BD。
【答案】　BD
4．写出下列物质在水溶液中的电离方程式：
(1)HNO3_______________；
(2)Al(OH)3的酸式电离________________；
(3)Al(OH)3的碱式电离________________；
(4)Na2CO3_______________；
(5)KHSO4_______________。
【答案】　(1)HNO3===H＋＋NO
(2)Al(OH)3H＋＋AlO＋H2O
(3)Al(OH)3Al3＋＋3OH－
(4)Na2CO3===2Na＋＋CO
(5)KHSO4===K＋＋H＋＋SO

强弱电解质推断的一般思路
(1)先看物质是否是电解质，若不是电解质，则既不是强电解质也不是非电解质。
(2)若是电解质，再看溶液是否完全电离；全部电离的是强电解质，部分电离的为弱电解质。
(3)导电性强、溶解度大的电解质不愿定是强电解质。
(4)证明HA为一元弱酸可以从以下几个方面分析：
①比较相同条件下，HA和HCl溶液中c(H＋)的大小(或pH的大小)；
②比较同浓度的HA、盐酸与活泼金属(如Zn)反应的快慢；
③证明HA溶液中存在着电离平衡；
④比较同浓度HA和HCl溶液的导电性的强弱。
同学分组探究二　弱电解质的电离平衡
第1步探究——问题引入，自主探究
1．弱电解质电离是吸热还是放热过程？
【提示】　吸热。
2．增大弱电解质的浓度，电离平衡如何移动？其电离程度如何转变？
【提示】　正移。电离程度减小。
第2步阐述——要点归纳，深化学问
1．弱电解质电离平衡的特点
和化学平衡一样，在弱电解质溶液里，也存在着电离平衡，该平衡除了具备化学平衡的特点外，还具有的特点是：
(1)电离过程是吸热的。
(2)分子、离子共存，这完全不同于强电解质。
(3)弱电解质在溶液中的电离都是微弱的。一般来说，分子已电离的极少，绝大多数以分子形式存在。如0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中，c(H＋)大约在1×10－3 mol·L－1左右。
(4)多元弱酸分步电离，电离程度逐步减弱。如H2CO3的电离常数：K1＝4.4×10－7，K2＝4.7×10－11。
2．影响电离平衡的因素
电离平衡状态时，溶液里离子的浓度和分子的浓度保持不变，但当影响电离平衡状态的条件如温度、浓度等转变时，电离平衡就会从原来的平衡状态变化为新条件下新的电离平衡状态。
因素
影响规律
内因
电解质本身的性质打算电解质电离程度的大小
外因
温度
由于电离过程吸热，温度转变，平衡移动，升温促进电离
浓度
电解质溶液浓度越小，电离程度越大
外加电解质)
同离子
效应
加入含弱电解质离子的强电解质，电离平衡向逆向移动，抑制电离
含与弱电解质反应的离子
电解质电离程度增大，促进电离
3.实例
以0.1 mol·L－1的CH3COOH为例(CH3COOHH＋＋CH3COO－)，当转变条件，其平衡移动方向、平衡常数K、n(H＋)、c(H＋)、导电性变化如下表所示：

平衡移动方向
平衡常
数K
n(H＋)
c(H＋)
导电性
加水稀释
右移
不变
增大
减小
减弱
加冰醋酸
右移
不变
增大
增大
增加
升温
右移
增大
增大
增大
增加
加CH3COONa
左移
不变
减小
减小
增加
加NaOH
右移
不变
减小
减小
增加

条件转变时，电离平衡会发生移动，但电离平衡常数(K)不愿定转变，只有当温度转变时，K才转变。
第3步例证——典例印证，思维深化
　在确定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电力气I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。请回答：

(1)“O”点导电力气为0的理由是_______________。
(2)a、b、c三点处，溶液的c(H＋)由小到大的挨次为_______________。
(3)a、b、c三点处，电离程度最大的是________。
(4)若将c点溶液中c(CH3COO－)增大，c(H＋)减小，可实行的措施是
①______________；
②_______________；
③_______________。
【解析】　溶液的导电力气主要由离子浓度来打算，题目中的图像说明冰醋酸加水稀释过程中，离子浓度随着水的加入先渐渐增大到最大值又渐渐减小，故c(H＋)是b点最大，c点最小，这是由于c(H＋)＝，加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，n(H＋)增大使c(H＋)有增大的趋势，而V(aq)增大使c(H＋)有减小的趋势，c(H＋)是增大还是减小，取决于这两种趋势中哪一种占主导地位。在“O”点时，未加水，只有醋酸，因醋酸未发生电离，没有自由移动的离子存在，故不能导电；要使CH3COO－的浓度增大，H＋浓度减小，可通过加入OH－、活泼金属等使平衡正向移动。
【答案】　(1)在“O”点处醋酸未电离，无离子存在
(2)c<a<b　(3)c
(4)①加少量NaOH固体　②加少量Na2CO3固体
③加入Zn、Mg等金属
第4步运用——精选习题，落实强化
1．在氨水中存在下列电离平衡：NH3·H2ONH＋OH－，下列状况能引起电离平衡向正向移动的有(　　)
①加NH4Cl固体　②加NaOH溶液　③通HCl
④加CH3COOH溶液　⑤加水　⑥加压
A．①③⑤　　　　　　 B．①④⑥
C．③④⑤ D．①②④
【解析】　①加入NH4Cl固体相当于加入NH，平衡左移；②加入OH－，平衡左移；③通HCl，相当于加入H＋，中和OH－，平衡右移；④加CH3COOH溶液，相当于加H＋，中和OH－，平衡右移；⑤加水，稀释，越稀越电离，平衡右移；⑥加压，无气体参与和生成，无影响。
【答案】　C
2．欲使醋酸溶液中的CH3COO－浓度增大，电离平衡向右移动，且不放出气体，可向醋酸溶液中加入少量固体(　　)
A．NaOH　　　　　　　 B．NaHCO3
C．CH3COOK D．Mg
【解析】　A项由于加入NaOH会削减H＋的物质的量，使平衡向右移动，A选项正确；B项加入NaHCO3会降低H＋的物质的量浓度，使平衡右移，但产生了CO2，B选项错误；C项加入CH3COOK会增加CH3COO－的物质的量，电离平衡向左移动，C选项错误；D项加入Mg会降低H＋的物质的量浓度，使平衡右移，但产生了H2，D选项错误。
【答案】　A
3．已知25 ℃，醋酸溶液中各微粒存在下述关系：
K＝＝1.75×10－5
下列有关说法可能成立的是(　　)
A．25 ℃条件下，向该溶液中加入确定量的盐酸时，K＝8×10－5
B．25 ℃条件下，向该溶液中加入确定量的盐酸时，K＝2×10－4
C．标准状况下，醋酸溶液中K＝1.75×10－5
D．上升到确定温度，K＝7.2×10－5
【解析】　题中K为醋酸电离常数的表达式，由于电离常数不随浓度变化而变化，只随温度变化而变化，所以排解A、B项；且醋酸的电离是吸热的，所以上升温度，K增大，降低温度，K减小。标准状况下(0 ℃)，温度低于25 ℃，则K小于1.75×10－5，所以C项错误；正确答案为D项。
【答案】　D
4．有下列物质的溶液
①CH3COOH　②HCl　③H2SO4　④NaHSO4
(1)若四种溶液的物质的量浓度相同，其c(H＋)的大小比较为________(用序号表示，下同)。
(2)若四种溶液的c(H＋)相同，其物质的量浓度的大小比较为________。
(3)将6 g CH3COOH溶于水制成1 L溶液，此溶液的物质的量浓度为________，经测定溶液中c(CH3COO－)为1.4×10－3 mol/L，此温度下醋酸的电离常数Ka＝_______，温度上升，Ka将______(填“变大”、“不变”或“变小”，下同)，加入少量CH3COONa后c(H＋)______，Ka____________。
【解析】　(3)开头时c(CH3COOH)＝0.1 mol·L－1，由于CH3COOH电离的很少，平衡后可认为c(CH3COOH)仍为0.1 mol·L－1。由CH3COOHCH3COO－＋H＋
Ka＝
＝
＝1.96×10－5。
【答案】　(1)③>②＝④>①　(2)①>④＝②>③
(3)0.1 mol·L－1　1.96×10－5　变大　变小　不变

试验探究(3)　探究溶液导电性与离子浓度的关系
某化学课外活动小组设计试验探究溶液导电性与离子浓度的关系。试验装置如下图所示，依据所学学问思考回答下列问题。

1．接通电源后a，b两个灯泡哪个更亮？试分析缘由。
【提示】　b灯泡更亮。CH3COOH是弱电解质，HCl是强电解质。相同浓度的盐酸和醋酸溶液中，盐酸中离子浓度更大，溶液导电性更强。
2．向烧杯①中加入适量NaOH(s)与CH3COOH恰好完全反应，思考能看到什么现象？试分析缘由。
【提示】　a灯泡变亮。CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O，原溶液CH3COOH为弱电解质，部分电离，恰好完全反应后生成CH3COONa，为强电解质，使烧杯①的溶液中离子浓度增大，溶液导电性增加。
3．向烧杯②中加入适量NaOH(s)，与HCl恰好完全反应，思考灯泡b亮度怎样变化？试说明缘由。
【提示】　b灯泡亮度基本不变。由HCl＋NaOH===NaCl＋H2O可知，烧杯②中原溶质为HCl，反应后的溶质为NaCl，二者均为强电解质，溶液中离子浓度基本不变。
4．有的同学认为也可用该试验装置证明CH3COOH为弱电解质，你认为可行吗？
【提示】　可行。a灯泡暗说明①中离子浓度小，由于两种酸均为1 mol·L－1，所以可确定CH3COOH未能完全电离，属于弱电解质。