2012屆高三復(fù)習(xí)化學(xué)課件(蘇教版)第7單元第22講-弱電解質(zhì)的電離平衡

2012屆高三復(fù)習(xí)化學(xué)課件(蘇教版)第7單元第22講-弱電解質(zhì)的電離(diànlí)平衡第一頁，共47頁。一、強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)1．電解質(zhì)與非電解質(zhì)(1)電解質(zhì)：但凡在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物叫做電解質(zhì)。在外電場的作用下，自由移動的陰、陽離子分別向兩極運(yùn)動(yùndòng)，并在兩極發(fā)生氧化復(fù)原反響，所以，電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)導(dǎo)電過程是電解的過程，它不同于一般自由電子的導(dǎo)電過程。酸、堿、鹽都是電解質(zhì)，其他一些離子化合物也是電解質(zhì)，例如，活潑金屬的氧化物、過氧化物、氫化物以及一些離子型碳化物等。第二頁，共47頁。(2)非電解質(zhì)：但凡在水溶液里和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物叫做非電解質(zhì)。常見(chánɡjiàn)的非電解質(zhì)：①非金屬氧化物：CO2，SO2，SO3，NO2，P2O5等。②某些非金屬氫化物：CH4，NH3等。③大多數(shù)有機(jī)物：苯(C6H6)、乙醇(C2H5OH)、甘油(C3H8O3)、葡萄糖(C6H12O6)等。而像Cu、Cl2等單質(zhì)那么既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)。第三頁，共47頁。(3)電解質(zhì)和非電解質(zhì)(fēidiànjiězhì)的比較電解質(zhì)非電解質(zhì)定義在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物在水溶液里和熔融狀態(tài)下均不導(dǎo)電的化合物物質(zhì)種類大多數(shù)的酸、堿、鹽(固態(tài)鹽、堿不導(dǎo)電)；部分金屬氧化物烴、乙醇、蔗糖等多數(shù)有機(jī)化合物；無機(jī)酸酐；NH3組成微粒及類屬離子化合物(陰、陽離子)、強(qiáng)極性共價化合物弱極性、非極性共價化合物在溶液中存在形態(tài)水合離子(或自由移動的離子)；弱電解質(zhì)在水溶液中仍含有其分子水合分子(或分子)實例HCl，NaOH，H2O，CH3COOHSO2，NH3，乙醇，烴等導(dǎo)電的實質(zhì)主要是化合物電離時生成自由移動的離子，在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)(電解過程)；與金屬不同非電解質(zhì)化合物在溶液中和熔化時不能生成自由移動的離子(不電離)，故不導(dǎo)電第四頁，共47頁。(1)電解質(zhì)和非電解質(zhì)的范疇都是化合物，所以單質(zhì)既不是(bùshi)電解質(zhì)也不是(bùshi)非電解質(zhì)。(2)化合物為電解質(zhì)，其本質(zhì)是自身能電離出離子，有些物質(zhì)溶于水時所得溶液也能導(dǎo)電，但這些物質(zhì)自身不電離，而是生成了一些電解質(zhì)，那么這些物質(zhì)不屬于電解質(zhì)。如：SO2、SO3、CO2、NO2等。第五頁，共47頁。強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)定義溶于水后完全電離的電解質(zhì)溶于水后只有部分電離的電解質(zhì)化合物類型離子化合物及具有強(qiáng)極性鍵的共價化合物(除HF等)某些具有弱極性鍵的共價化合物電離程度完全電離只有部分電離電離過程不可逆過程，無電離平衡可逆過程，存在電離平衡溶液中存在的微粒(水分子不計)只有電離出的陰、陽離子，不存在電解質(zhì)分子既有電離出的陰、陽離子，又有電解質(zhì)分子實例絕大多數(shù)鹽(包括難溶性鹽)；強(qiáng)酸：HClO4，HNO3，H2SO4，HCl等；強(qiáng)堿：KOH，NaOH，Ba(OH)2等弱酸：HF，H2CO3，CH3COOH，HClO等；弱堿：NH3·H2O，Cu(OH)2等；兩性氫氧化物：Al(OH)3等；水電離方程式2.強(qiáng)、弱電解質(zhì)的比較(bǐjiào)第六頁，共47頁。3．電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電(dǎodiàn)能力電解質(zhì)溶液之所以能夠?qū)щ?dǎodiàn)，是由于溶液里有能夠自由移動的離子存在。電解質(zhì)在溶液中導(dǎo)電(dǎodiàn)能力的大小取決于溶液中自由移動離子的濃度和離子的電荷數(shù)。當(dāng)兩種電解質(zhì)溶液的濃度相同時，其導(dǎo)電(dǎodiàn)能力取決于電解質(zhì)的相對強(qiáng)弱，即電解質(zhì)越強(qiáng)，其導(dǎo)電(dǎodiàn)能力越強(qiáng)。第七頁，共47頁。(1)強(qiáng)、弱電解質(zhì)的范圍強(qiáng)電解質(zhì)：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、絕大多數(shù)鹽弱電解質(zhì)：弱酸、弱堿、水(2)強(qiáng)、弱電解質(zhì)與溶解性的關(guān)系(guānxì)電解質(zhì)的強(qiáng)弱取決于電解質(zhì)在水溶液中是否完全電離，與溶解度的大小無關(guān)。一些難溶的電解質(zhì)，其溶解的局部能全部電離，那么仍屬強(qiáng)電解質(zhì)。如：BaSO4、BaCO3等。第八頁，共47頁。(3)強(qiáng)、弱電解質(zhì)與溶液導(dǎo)電性的關(guān)系溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)弱與溶液中的離子濃度大小有關(guān)。強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性不一定強(qiáng)，如很稀的強(qiáng)電解質(zhì)溶液，其離子濃度很小，導(dǎo)電性很弱。而弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性不一定弱，如較濃的弱電解質(zhì)溶液，其電離出的離子濃度可以(kěyǐ)較大，導(dǎo)電性可以(kěyǐ)較強(qiáng)。(4)強(qiáng)、弱電解質(zhì)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系強(qiáng)電解質(zhì)一般為離子化合物和一些含強(qiáng)極性鍵的共價化合物，弱電解質(zhì)一般為含弱極性鍵的化合物。第九頁，共47頁。(5)強(qiáng)、弱電解質(zhì)在熔融態(tài)的導(dǎo)電性離子型的強(qiáng)電解質(zhì)由離子構(gòu)成，在熔融態(tài)時產(chǎn)生自由移動的離子，可以導(dǎo)電。而共價型的強(qiáng)電解質(zhì)以及弱電解質(zhì)由分子構(gòu)成，熔融態(tài)時仍以分子形式(xíngshì)存在，所以不導(dǎo)電。第十頁，共47頁。二、弱電解質(zhì)的電離平衡(pínghéng)1．電離平衡(pínghéng)在一定條件(如溫度、濃度)下，當(dāng)電解質(zhì)分子電離成離子的速率和離子重新結(jié)合成電解質(zhì)分子的速率相等時，電離過程就到達(dá)了平衡(pínghéng)狀態(tài)，叫做電離平衡(pínghéng)。平衡(pínghéng)建立過程如下圖。時間(shíjiān)第十一頁，共47頁。2．電離平衡的特點(1)動態(tài)平衡：v(電離)＝v(結(jié)合)≠0。(2)在一定條件下平衡建立以后，溶液中弱電解質(zhì)分子及其電離出的各離子的濃度都將保持不變。(3)電離平衡也是相對的，平衡建立在特定的條件下，當(dāng)條件發(fā)生改變時，平衡發(fā)生相應(yīng)的移動。3．電離常數(shù)(1)概念：在一定溫度下，當(dāng)弱電解質(zhì)在水溶液中到達(dá)電離平衡時，溶液中弱電解質(zhì)電離的離子濃度的乘積(chéngjī)與未電離的分子濃度的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做電離平衡常數(shù)，簡稱電離常數(shù)，用K表示(酸用Ka表示，堿用Kb表示)。第十二頁，共47頁。(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式對一元弱酸(ruòsuān)HA：

對一元弱堿BOH：

(3)K的意義K值越大，表示該弱電解質(zhì)越易電離，所對應(yīng)的弱酸(ruòsuān)、弱堿的酸、堿性相對較強(qiáng)。

第十三頁，共47頁。(3)K的意義K值越大，表示該弱電解質(zhì)越易電離，所對應(yīng)的弱酸、弱堿的酸、堿性相對較強(qiáng)。(4)注意問題①電離常數(shù)與溫度有關(guān)，升高溫度，K值增大(zēnɡdà)。②多元弱酸的各級電離常數(shù)的大小關(guān)系是Ka1＞Ka2Ka3，所以其酸性主要取決于第一步電離。第十四頁，共47頁。一元強(qiáng)酸與一元弱酸的比較相同pH、相同體積的一元強(qiáng)酸(如鹽酸(yánsuān))與一元弱酸(如醋酸)的比較見下表：比較項目c(H＋)c(酸)中和堿的能力與活潑金屬產(chǎn)生H2的量開始與金屬反應(yīng)的速率一元強(qiáng)酸相同小小少相同一元弱酸大大多第十五頁，共47頁。一元(yīyuán)強(qiáng)堿與一元(yīyuán)弱堿的比較規(guī)律類似。相同相同物質(zhì)(wùzhì)的量濃度、相同體積的一元強(qiáng)酸(如鹽酸)與一元弱酸(如醋酸)的比較見下表：比較項目c(H＋)pH中和堿的能力與活潑金屬發(fā)生H2的量開始與金屬反應(yīng)的速率一元強(qiáng)酸大小

相同

相同大一元弱酸

小大小第十六頁，共47頁。4．外界(wàijiè)條件對電離平衡的影響勒夏特列原理也適用于外界(wàijiè)條件(濃度、溫度)對電離平衡的影響。濃度降低(加水稀釋)，平衡向電離方向移動；降低生成離子濃度(通常是將離子消耗)，平衡向電離方向移動；增大生成物離子濃度，平衡向結(jié)合方向移動(即同離子效應(yīng))。以0.1mol/L的醋酸溶液為例分析如下：在醋酸溶液中存在以下平衡(pínghéng)：(正方向為吸熱方向)第十七頁，共47頁。(1)溫度：弱電解質(zhì)的電離過程是吸熱(xīrè)過程。升高溫度，電離平衡向右移動，c(CH3COO－)和c(H＋)都增大，溶液的導(dǎo)電能力增強(qiáng)。(2)加水稀釋：向醋酸溶液中加水稀釋，單位體積內(nèi)CH3COO－和H＋的數(shù)目減少，離子碰撞結(jié)合成分子的傾向減弱，電離平衡向右移動。故加水稀釋有利于弱電解質(zhì)的電離。稀釋后，醋酸溶液中CH3COO－和H＋的數(shù)量增多，但c(CH3COO－)和c(H＋)都減小，溶液的導(dǎo)電能力減弱。第十八頁，共47頁。(3)加少量NaOH固體：NaOH溶于水電離出OH－，中和醋酸(cùsuān)電離出的H＋，使c(H＋)減小，CH3COOH的電離平衡向右移動，c(CH3COO－)增大，c(H＋)減小，溶液導(dǎo)電能力增強(qiáng)(還增加了局部Na＋)。(4)通入少量HCl氣體：HCl溶于水電離出H＋，使溶液中c(H＋)增大，使CH3COOH的電離平衡向左移動，c(H＋)增大，c(CH3COO－)減小，溶液導(dǎo)電能力增強(qiáng)(還增加了局部Cl－)。第十九頁，共47頁。(5)參加少量CH3COONa固體：CH3COONa溶于水電(shuǐdiàn)離出CH3COO－，使c(CH3COO－)增大，CH3COOH的電離平衡向左移動，c(CH3COO－)增大，c(H＋)減小，溶液導(dǎo)電能力增強(qiáng)。(6)參加少量純醋酸：溶解后c(CH3COOH)增大，電離平衡向右移動，c(CH3COO－)和c(H＋)都增大，溶液導(dǎo)電能力增強(qiáng)。第二十頁，共47頁。對于弱電解質(zhì)的水溶液(以CH3COOH CH3COO－＋H＋為例)，加水稀釋，溶液的體積增大，相當(dāng)于化學(xué)平衡的減壓擴(kuò)體，平衡向粒子數(shù)增大的一方(即向電離(diànlí)的方向)移動(化學(xué)平衡中氣體分子數(shù)大的方向)。假設(shè)參加冰醋酸，CH3COOH分子的濃度增大，平衡也向電離(diànlí)方向移動。第二十一頁，共47頁。電解質(zhì)與非電解質(zhì)(fēidiànjiězhì)【典例1】用以下圖表示的一些物質(zhì)或概念間的附屬(fùshǔ)關(guān)系中正確的選項是()XYZA銅單質(zhì)非電解質(zhì)B氯化鈉溶液導(dǎo)電的物質(zhì)電解質(zhì)C氫氧化鈉堿類電解質(zhì)D氯化氫不導(dǎo)電的物質(zhì)非電解質(zhì)C第二十二頁，共47頁?！窘馕?jiěxī)】銅屬于單質(zhì)，單質(zhì)既不屬于電解質(zhì)，也不屬于非電解質(zhì)，A選項錯誤；氯化鈉溶液能夠?qū)щ?，但是氯化鈉溶液屬于混合物，混合物既不屬于電解質(zhì)，也不屬于非電解質(zhì)，B選項錯誤；氫氧化鈉屬于堿類物質(zhì)，在水溶液中或者熔融狀態(tài)下都能夠?qū)щ?，屬于電解質(zhì)，C選項正確；氯化氫氣體不導(dǎo)電，但溶于水能夠?qū)щ?，且是氯化氫本身電離產(chǎn)生H＋和Cl－，屬于電解質(zhì)，D選項錯誤。第二十三頁，共47頁。點撥：選項中四種物質(zhì)在一定條件下都能導(dǎo)電，但原因有所不同。①電解質(zhì)、非電解質(zhì)的相同之處在于它們都是化合物。二者的根本區(qū)別是在水溶液中或熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電，單質(zhì)、混合物既不屬于電解質(zhì)也不屬于非電解質(zhì)。②電解質(zhì)的導(dǎo)電是有條件的，即必須在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?。③能?dǎo)電的物質(zhì)不全都是電解質(zhì)，如銅、鋁、石墨(shímò)、鹽溶液等。④酸、堿、鹽和大局部金屬氧化物都是電解質(zhì)。⑤大局部非金屬氧化物、大局部有機(jī)物為非電解質(zhì)，如蔗糖、酒精等。第二十四頁，共47頁?！具w移訓(xùn)練】以下物質(zhì)(wùzhì)的水溶液能導(dǎo)電，但屬于非電解質(zhì)的是()A．CH3COOHB．Cl2C．NH4HCO3D．SO2D【解析】A選項中CH3COOH是一種弱電解質(zhì)；B選項中Cl2是單質(zhì)，既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)；C選項中NH4HCO3是一種強(qiáng)電解質(zhì)；D選項中SO2與水反響(fǎnxiǎng)生成的亞硫酸能電離出自由移動的離子，使其溶液導(dǎo)電，但離子不是SO2本身電離出來的，SO2是一種非電解質(zhì)。第二十五頁，共47頁?！镜淅?】(2010·常州模擬)現(xiàn)有等pH或等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸溶液，分別參加足量鎂，產(chǎn)生H2的體積(同溫同壓下測定)的變化圖示如下，其中(qízhōng)正確的選項是()A．①③B．②④C．①②③④D．都不對強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)D第二十六頁，共47頁?！窘馕觥竣佗鄣腻e誤是顯而易見的，因為隨著反響的進(jìn)行V(H2)只可能增大而不可能減??；②圖看起來是對的，但要注意等pH的醋酸和鹽酸溶液，醋酸的物質(zhì)的量濃度要比鹽酸大得多，與足量的鎂反響時，不僅產(chǎn)生的氫氣的體積更大，反響更快，而且反響的時間更長，不可能比鹽酸更早結(jié)束反響；④圖看起來好似(hǎosì)也對，但要注意到一個細(xì)節(jié)，在物質(zhì)的量濃度相同的情況下，醋酸中c(H＋)在反響完成之前都比鹽酸中的小，因此其反響速率應(yīng)該比鹽酸中的反響速率小，即取相同的時間點，鹽酸所對應(yīng)的V(H2)應(yīng)比醋酸的大，因此④圖也是錯的。第二十七頁，共47頁。點撥：一元強(qiáng)酸(qiánɡsuān)與一元弱酸的比較是考試中常見的一類問題，解答時要分清是等pH還是等物質(zhì)的量濃度，然后再考慮在反響過程中各個量的變化，當(dāng)與圖像相結(jié)合的時候，要看清圖像的坐標(biāo)軸的含義，圖像中的拐點，曲線的走勢及其含義等。第二十八頁，共47頁?！具w移訓(xùn)練2】(2010·徐州模擬)以下實驗事實不能證明醋酸是弱酸的是()A．常溫下，測得醋酸鈉溶液的pH>7B．常溫下，測得醋酸溶液的pH＝4C．常溫下，將pH＝1的醋酸溶液稀釋1000倍，測得pH<4D．常溫下，將物質(zhì)的量濃度相同(xiānɡtónɡ)的醋酸溶液與氫氧化鈉溶液等體積混合后恰好中和【解析】弱酸不完全電離(diànlí)，存在電離(diànlí)平衡，但在中和堿時，考慮的是它能提供的所有氫離子，而不是溶液中自由移動的氫離子。另外，恰好中和是指酸和堿恰好完全反響，與反響后溶液的酸堿性無關(guān)。D第二十九頁，共47頁。電離(diànlí)方程式【典例3】雙氧水(H2O2)和水都是極弱電解質(zhì)，但H2O2比H2O更顯酸性。(1)假設(shè)把H2O2看成是二元弱酸，請寫出它在水中的電離方程式_____________________________。(2)鑒于H2O2顯弱酸性，它能同強(qiáng)堿作用形成正鹽，在一定(yīdìng)條件下也可形成酸式鹽，請寫出H2O2與Ba(OH)2作用形成正鹽的化學(xué)方程為____________。(3)水電離生成H3O＋和OH－叫做水的自偶電離。同水一樣，H2O2也有極微弱的自偶電離，其自偶電離的方程式為_______________________________。第三十頁，共47頁。第三十一頁，共47頁。第三十二頁，共47頁。D第三十三頁，共47頁。弱電解質(zhì)的電離(diànlí)平衡【典例4】在0.1mol/L的CH3COOH溶液中存在如下電離平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，對于(duìyú)該平衡，以下表達(dá)正確的選項是()A．參加水時，平衡逆向移動B．參加少量NaOH固體，平衡正向移動C．參加少量0.1mol/L的HCl溶液，溶液中c(H＋)減小D．參加少量CH3COONa固體，平衡正向移動B第三十四頁，共47頁?！窘馕觥扛鶕?jù)勒夏特列原理，改變影響平衡的一個條件，平衡會向著能夠減弱這種改變的方向移動，但平衡的移動不能完全消除這種改變。A選項中參加水時，c(CH3COO－)和c(H＋)減小，平衡向其增大的方向(也就是正方向)移動。B選項參加的少量NaOH與H＋反響，c(H＋)變小，平衡正向移動。C選項參加HCl溶液時c(H＋)變大，平衡向其減小(也就是逆方向)移動，但最終(zuìzhōnɡ)c(H＋)比未加HCl溶液前還是要大。D選項參加CH3COONa，c(CH3COO－)增大，平衡逆向移動。第三十五頁，共47頁。點撥：外界條件的改變對電離平衡的影響是高考的重點，因為它是勒夏特列原理的具體應(yīng)用。影響電離平衡的因素：(1)濃度：濃度越大，電離程度越小。在稀釋溶液時，電離平衡向右移動，但離子濃度會減小。(2)溫度(wēndù)：溫度(wēndù)越高，電離程度越大。因電離是吸熱反響，升溫平衡向吸熱方向(電離方向)移動。(3)同離子效應(yīng)：如醋酸溶液中參加醋酸鈉晶體，平衡左移，電離程度減小，參加稀鹽酸亦然。(4)能反響的離子：醋酸溶液中參加NaOH，平衡右移，電離程度增大。第三十六頁，共47頁?！具w移訓(xùn)練4】對室溫下pH相同、體積相同的HCl溶液和CH3COOH溶液分別采取以下措施，有關(guān)表達(dá)正確的選項是()A．加適量的CH3COONa晶體，兩溶液的pH均增大B．使溫度升高(shēnɡɡāo)20℃，兩溶液的pH均不變C．加水稀釋2倍，兩溶液的pH均減小D．加足量的Zn充分反響后，兩溶液的pH均減小A第三十七頁，共47頁?！窘馕觥吭贖Cl溶液中參加CH3COONa晶體，CH3COO－將與H＋結(jié)合成難電離的CH3COOH，從而使H＋濃度減小，pH增大，在CH3COOH中參加CH3COONa，抑制了CH3COOH的電離，pH增大，A對；對于CH3COOHCH3COO－＋H＋，升溫，平衡(pínghéng)右移，H＋濃度增大，pH減小，B錯；加水稀釋，酸性減弱，H＋濃度減小，pH增大，C錯；加足量Zn，c(H＋)減小，pH增大，D錯。第三十八頁，共47頁。電離(diànlí)平衡常數(shù)【典例5】(2010·江蘇常州)25℃時有關(guān)(yǒuguān)弱酸的電離平衡常數(shù)：弱酸化學(xué)式CH3COOHHCNH2CO3電離平衡常數(shù)(25℃)1.8×10－54.9×10－10K1＝4.3×10－7K2＝5.6×10－11那么(nàme)以下有關(guān)說法正確的選項是()第三十九頁，共47頁。A．等物質(zhì)的量濃度的各溶液pH關(guān)系為pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)B．a(chǎn)mol·L－1HCN溶液與bmol·L－1NaOH溶液等體積混合后，所得溶液中c(Na＋)>c(CN－)，那么a一定大于bC．冰醋酸中逐滴加水，那么溶液的導(dǎo)電性、醋酸的電離(diànlí)程度、pH均先增大后減小D．NaHCO3和Na2CO3混合溶液中，一定存在c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)第四十頁，共47頁?！窘馕觥克岬乃嵝栽饺酰瑢?yīng)離子的水解(shuǐjiě)程度越大，因此pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>PH(CH3COONa),此處注意對應(yīng)的酸為，A選項錯誤；在a＝b時，由于CN－的水解(shuǐjiě)，amol·L－1HCN溶液與bmol·L－1NaOH溶液等體積混合后，所得溶液中仍有c(Na＋)>