高中化学第三章第一节弱电解质的电离学案新人教版选修41
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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。
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. 理解一定条件下弱电解质的电离平衡移动。
4. 了解电离常数的概念、表达式和意义。 【学习过程】
1. 强电解质和弱电解质
(1)强电解质:在水溶液里全部电离为离子的电解质叫做强电解质。包括强酸、强碱、大部分盐类。
(2)弱电解质:在水溶液里部分电离为离子的电解质叫做弱电解质,包括弱酸、弱碱等。
(3)强电解质与弱电解质的比较:电解质在水溶液中可根据离解成离子的程度大小分为
强电解质和弱电解质,它们的区别关键在于电离程度的大小,在水溶液中是否完全电离....
(或是否存在电离平衡)。
①电解质的强弱与溶液导电能力没有必然联系:如果某强电解质溶液浓度很小,那么它的导电能力就很弱,溶液导电能力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 、BaSO 4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。
2. 弱电解质的电离平衡
(1)定义:在一定条件(如温度,压强)下,当电解质分子离解成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态,这种状态叫做电离平衡状态。
(2)特征: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CH 3COOH 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H 2CO 3的电离常数:K 1=4.4×10-7
,K 2=4.7×10
-11
。
(4)影响因素: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、浓度等改变时,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。
3.弱电解质电离方程式的书写
(1)由于弱电解质在溶液中部分电离,所以写离子方程式时用“”符号。如:
NH·H 2O
NH 4+
+OH -
、 CH 3COOH CH 3COO -
+ H
+
(2)多元弱酸分步..
电离,以第一步电离为主。如:H 2CO 3
H + + HCO 3-、HCO 3
-
H +
+
CO 3
2-
(3)多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况相似,但常用一步....
电离表示。如:Mg(OH)2
Mg 2+
+2OH
-
4.电离常数:与化学平衡常数相似,在弱电解质溶液中也存在着电离平衡常数,叫做电离常数。
(1)一元弱酸和弱碱的电离平衡常数: CH 3COOH CH 3COO —
+ H +
NH 3·H 2O
NH 4+
+OH —
①电离常数K 越小,则电解质的电离程度越小,电解质就越弱。例如,298K 时醋酸、碳酸和硼酸的电离常数分别是1.75×10-5
,4.4×10-7
(第一步电离)和5.8×10-10
,由此可知,醋酸、碳酸和硼酸的酸性依次减弱。
②在稀溶液中,电离常数K 不受溶液的浓度、酸碱度的影响,只受温度的影响,且温度升高,K 值增大。
(2)多元弱酸(碱)分步电离,酸(碱)性主要由第一步电离决定。如H 3PO 4的电离:H 3PO 4 H +
+ H 2PO 4- K 1;H 2PO 4-
H + + HPO 42- K 2;HPO 4
2-
H + + PO 43-
K 3
①电离常数K 越大,离子浓度越大,表示该弱电解质越易电离。
②多元弱酸分步电离,每一步电离均有电离常数,各步的电离程度也不相同,其中第一级电离程度最大:K 1>K 2>K 3>……>K i ,所以多元弱酸(碱)分步电离,酸(碱)性主要由第一步电离决定。
5. 判断电解质的强弱的方法:
(1)在相同浓度、相同温度下,对强弱电解质做导电对比实验。
(2)在相同浓度、相同温度下,比较反应速率的快慢。如将Zn 粒投入到等浓度的盐酸和醋酸中,结果前者比后者反应快。
(3)浓度与PH 的关系。如0.1mol/L 的醋酸溶液,其PH >1,即可证明CH 3COOH 是弱电解质。
(4)稀释前后的PH 与稀释倍数的变化关系。例如,将PH=2的酸溶液稀释100倍,若PH <4,则证明酸为弱酸;若PH=4,则证明酸为强酸。
(5)利用同离子效应证明存在电离平衡。如向醋酸溶液中滴入石蕊试液变红,再加CH 3COONH 4,颜色变浅。
(6)利用较强酸制备较弱酸来判断电解质强弱。如将CO 2通入苯酚钠溶液中,出现浑浊,
说明酸性:H 2CO 3>
。
(7)利用元素周期表进行判断。如非金属性:Cl >S >P >Si ,则最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO 4>H 2SO 4>H 3PO 4>H 2SiO 3;金属性:Na >Mg >Al ,则最高价氧化物水化物的碱性:NaOH >Mg(OH)2>Al(OH)3 。 【当堂检测】
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 CO 2 B NaHCO 3 NH 3·H 2O CCl 4 C Ba(OH)2 BaCO 3 Cu D
H 2SO 4
NaOH
C 2H 5OH
32+
4-
动的有( )
①加NH 4Cl 固体 ②加NaOH 溶液 ③通HCl ④加CH 3COOH 溶液 ⑤加水 ⑥加压 A .①③⑤ B .①④⑥ C .③④⑤ D .①②④ 3. 已知25 ℃,醋酸溶液中各微粒存在下述关系:
K =c (CH 3COO -)·c (H +)c (CH 3COOH )
=1.75×10-5,下列有关说法可能成立的是( )
A .25 ℃条件下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K =8×10-5
B .25 ℃条件下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K =2×10-4
C .标准状况下,醋酸溶液中K =1.75×10-5
D .升高到一定温度,K =7.2×10-5
4. 用水稀释0.1 mol/L 的醋酸溶液,其中随加水量的增加而增大的有( ) ①n (H +
) ②c (H +
) ③c (H +
)/c (CH 3COOH) ④c (CH 3COOH)/c (H +
) A .①③ B .①④ C .②③④ D .①②③
5. 今有①盐酸、②醋酸、③硫酸三种稀溶液,用序号回答下列问题。 (1)若三种酸的物质的量浓度相等。
①三种溶液中的c (H +
)大小关系为 _______________。
②取等体积上述三种溶液,分别用同浓度的NaOH 溶液完全中和,所需NaOH 溶液体积大小关系为 ________。
③若取等质量Zn 分别跟这三种溶液反应,使Zn 恰好完全反应时,消耗三种酸的体积大小关系为________。
(2)若三种酸溶液中的c (H +
)相等。
①三种酸的物质的量浓度大小关系为_______________。