标题 | 弱电解质的电离平衡考查视角 |
范文 | 符晓东 弱电解质的电离是中学化学基本理论中的重要组成部分,也是学生在学习中感觉比较难理解的内容,更是近几年高考命题的必考内容,为了更好的学习这一部分内容,下面将其常见的考查方式介绍如下。 1.弱电解质的电离 (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。 (2)电离平衡的特征: 例1下列叙述正确的是( )。 A.盐酸中滴加氨水至中性,溶液中溶质为氯化铵 B.稀醋酸加水稀释,醋酸电离程度增大,溶液的pH减小 C.饱和石灰水中加入少量CaO,恢复至室温后溶液的pH不变 D.沸水中滴加适量饱和FeCl3溶液,形成带电的胶体,导电能力增强 解析A项,盐酸中滴加氨水至中性,氨水稍过量,溶液中溶质为NH4Cl和NH3·H2O;B项,稀醋酸加水稀释,电离程度增大,但c(H+)减小,溶液的pH增大;C项,温度不变,饱和石灰水浓度不变,溶液的pH不变;D项,胶体不带电,胶粒带电。答案:C。 例2pH=3的两种酸溶液A、B,分别与足量的锌反应,酸A比酸B产生的氢气的量多。下列说法正确的是( )。 A.A是强酸、B一定是弱酸 B.A是弱酸、B一定是强酸 C.A是强酸、B是强酸 D.A酸性一定比B酸性弱 解析A放出的H2比B多,说明A中酸的物质的量比B中多,A的酸性比B弱。答案:D。 2.外界条件对电离平衡的影响 (1)内因:弱电解质本身的性质。 (2)外因:①温度:升高温度,电离平衡向电离方向移动,电离程度增大,原因是电离过程吸热。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。③同离子效应:例如向CH3COOH溶液中加入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。 例3将100 mL 1 mol/L的NaHCO3溶液等分为两份,其中一份加入少许冰醋酸,另外一份加入少许Ba(OH)2固体,忽略溶液体积变化。两份溶液中c(CO2-3)的变化分别是( )。 A.减小、减小 B.减小、增大 C.增大、增大 D.增大、减小 解析NaHCO3溶液中有如下反应:NaHCO3Na++HCO-3,HCO-3+H2OH2CO3+OH-,HCO-3H++CO2-3,H2OH++OH-,当加入冰醋酸时,溶液中H+浓度增大,平衡向生成H2CO3的方向移动,则CO2-3浓度减小,当加入Ba(OH)2时,Ba(OH)2Ba2++2OH-,溶液中OH-浓度增大,平衡向生成CO2-3的方向移动,则CO2-3浓度增大,故选B。答案:B。 3.电离平衡常数 (1)电离平衡常数的意义:弱酸碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。电离平衡常数越大,电离程度越大。多元弱酸的电离以第一步电离为主,各级电离平衡常数的大小差距较大。 (2)外因对电离平衡常数的影响:电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与温度有关,与电解质的浓度无关,升高温度,K值增大,原因是电离是吸热过程。 例4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pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO-3+H+的平衡常数K1=。(已知:10-5.60=2.5×10-6) 解析H2CO3H++HCO-3,K1=c(H+)·c(HCO-3)c(H2CO3)=10-5.60×10-5.601.5×10-5=4.2×10-7。 答案:4.2×10-7 4.强弱电解质 (1)强电解质包括:强酸(HCl、HNO3、H2SO4等);强碱(NaOH、KOH、Ba(OH)2等);大多数盐(KCl、NH4Cl等)。弱电解质包括:弱酸、弱碱、水。 (2)判断弱电解质的三个思维角度 角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离,如测0.1 mol·L-1 的CH3COOH溶液的pH>1。角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1的CH3COOH加水稀释10倍,1 例5下列有关强、弱电解质的叙述正确的是( )。 A.强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强 B.强电解质的水溶液中不存在溶质分子 C.强电解质都是离子化合物,而弱电解质都是共价化合物 D.不同的弱电解质只要物质的量浓度相同,电离程度也相同 解析强电解质溶液的导电性不一定比弱电解质溶液的导电性强,电解质导电性强弱与其浓度有关,故A错误;强电解质也可以是共价化合物,如HCl,故C错误。答案:B。 例6某温度下,相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH随溶液体积变化的曲线如图1所示。据图1判断正确的是( )。 A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线 B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强 C.a点KW的数值比c点KW的数值大 D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度 解析在稀释的过程中CH3COOH不断电离,所以在稀释的整个过程中,CH3COOH的c(H+)都大于HCl的c(H+),即醋酸pH变化小,所以曲线Ⅰ是盐酸、Ⅱ是醋酸,A、D项错误;溶液导电性强弱取决于离子浓度大小,对于酸而言,其pH越大,c(H+)越小,离子浓度越小,导电能力越弱,所以B项正确;KW的大小只取决于温度,与溶液的浓度无关,C项错。答案:B。 跟踪训练 1.对氨水溶液中存在的电离平衡NH3·H2ONH+4+OH-, 下列叙述正确的是( )。 A.加水后,溶液中n(OH-)增大 B.加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大 C.加入少量浓NaOH溶液,电离平衡向正反应方向移动 D.加入少量NH4Cl固体,溶液中c(NH+4)减小 2.等浓度的下列稀溶液:①乙酸、②苯酚、③碳酸、④乙醇,它们的pH由小到大排列正确的是()。 A.④③②① B.③①②④ C.①②③④ D.①③②④ 3.将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )。 A.c(H+)B.Ka(HF)C.c(F-)c(H+)D.c(H+)c(HF) 4.下列关于pH=3的盐酸和醋酸溶液的说法正确的是( )。 A.两种溶液中由水电离出来的c(H+)不相同 B.中和相同体积的两种酸溶液所需NaOH的物质的量相同 C.加入等质量的铁粉,反应过程中放出H2的速度相同 D.分别用蒸馏水稀释m倍和n倍,两溶液pH仍相同,则m A.盐酸加水稀释B.Mg(OH)2悬浊液中滴加NH4Cl溶液C.NH4Cl稀溶液加水稀释D.NH3通入醋酸溶液中 6.某温度下,相同体积、相同pH的氨水 和氢氧化钠溶液加水稀释时的pH变化曲线如图2所示,下列判断正确的是( )。 A.a点导电能力比b点强 B.对于b、c两点,Kb>Kc C.与盐酸完全反应时,消耗盐酸体积Va>Vc D.X的值接近7,但大于7 跟踪训练参考答案: 1.A解析向氨水中加水,促进NH3·H2O的电离,n(OH-)增大。加入少量浓盐酸中和OH-,c(OH-)减小。加入少量浓NaOH溶液,c(OH-)增大,电离平衡向逆反应方向移动。加入少量NH4Cl固体,虽然平衡向逆反应方向移动,但c(NH+4)仍然是增大的。 2.D解析在等物质的量浓度下,各溶液的酸性强弱顺序是:乙酸>碳酸>苯酚>乙醇,所以它们的pH由小到大的顺序刚好相反,即:乙酸<碳酸<苯酚<乙醇。 3.D解析HF为弱酸,存在电离平衡:HFH++F-。根据勒夏特列原理:当改变影响平衡的一个条件时,平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动,但平衡的移动不能完全消除这种改变,故加水稀释,平衡正向移动,但c(H+)减小,A错误;电离常数只受温度的影响,温度不变,电离常数Ka不变,B错误;当溶液无限稀释时, c(F-)不断减小,c(H+)无限接近10-7 mol·L-1 ,所以c(F-)c(H+)减小,C错误; c(H+)c(HF)=n(H+)n(HF),由于加水稀释平衡正向移动,所以溶液中n(H+)增大,n(HF)减小,所以c(H+)/c(HF)增大,D正确。 4.D解析两种溶液H+浓度相等,则OH-浓度相等,而酸溶液中水电离出的c(H+)等于溶液中的c(OH-),A选项错;pH=3的醋酸溶液,其浓度远大于pH=3的盐酸,等体积的两种溶液中和所需NaOH物质的量醋酸溶液需要的多,B选项错;开始时c(H+)相等,与铁粉反应速率相等,随反应进行,醋酸溶液中存在电离平衡,继续电离出H+,使其c(H+)大于盐酸中c(H+),反应速度也快于盐酸,C选项错;醋酸溶液中存在电离平衡,要将两溶液稀释到相同的pH,醋酸溶液需稀释更多的倍数,n>m,D选项正确。 5.B解析A项,当加水稀释时,盐酸中c(H+)降低,由于温度不变,c(H+)·c(OH-)=KW不变,所以c(OH-)升高,A项错误;B项,Mg(OH)2沉淀可以在NH4Cl溶液中溶解,所以B项正确;C项,NH4Cl溶液呈酸性,加水稀释后酸性减弱,pH增大,则C项错误;D项,由于NH3+CH3COOHCH3COONH4 ,CH3COONH4是强电解质,则导电能力增强,D项错误。 6.D解析由于氨水中存在着电离平衡:NH3·H2ONH+4+OH-,加水稀释,平衡向右移动,故加入少量水,弱碱NH3·H2O的pH变化小,强碱的pH变化大,根据图示可知a点所在的曲线为氢氧化钠溶液加水稀释的pH变化曲线,b、c点所在的曲线为氨水加水稀释时的pH变化曲线,a点的pH比b点小,c(OH-)小,故导电能力a点的弱;对于b、c两点,温度相同,故Kb=Kc;相同体积、相同pH的氨水和氢氧化钠溶液中,NH3·H2O的物质的量远大于NaOH的物质的量,故消耗盐酸体积Va |
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