第一节弱电解质的电离[学习目标定位] 1.能准确判断强电解质和弱电解质。
2.会描述弱电解质的电离平衡，能正确书写弱电解质的电离方程式，会分析电离平衡的移动。
3.知道电离平衡常数的意义。
1．化学反应平衡：对于反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)ΔH>0，在一定条件下达到平衡，平衡常数的表达式为K＝c(H2)·c(I2)/c2(HI)。
分析下列条件的改变对此反应平衡的移动及平衡常数的影响：(1)升高温度，平衡向右移动(填“向左”、“向右”或“不”，下同)，平衡常数K增大(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。
(2)通入氢气，平衡向左移动，平衡常数K不变。
(3)增大压强，平衡不移动，平衡常数K不变。
2．化合物按照其在水溶液或熔融状态下能否导电，可分为电解质和非电解质。
判断下列结论的正误：(1)电解质和非电解质都是化合物(√)(2)电解质在水溶液中能电离产生自由移动的离子而导电(√)(3)酸、碱、盐、氧化物都是电解质(×)(4)电解质不一定能导电，能导电的物质不一定是电解质(√)探究点一强电解质和弱电解质分别试验等体积、等浓度的盐酸、醋酸溶液与等量镁条的反应，并测定两种酸溶液的pH。
填写下表：[(1)分类依据：根据电解质在水溶液中是否全部电离，把电解质分为强电解质和弱电解质。
(2)强电解质是在水溶液中能够全部电离的电解质。
常见的强电解质有强酸、强碱和盐。
(3)弱电解质是在水溶液中只有部分电离的电解质。
常见的弱电解质有弱酸、弱碱和水。
[活学活用]1．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．强电解质熔化时都完全电离，弱电解质在水溶液中部分电离D．强电解质不一定能导电，弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质弱答案 D解析判断强、弱电解质的根本依据是看电解质在水中是否完全电离，与其溶解度、浓度大小及水溶液导电能力的强弱无关。
强极性的共价化合物如HCl也是强电解质，A错误；强、弱电解质与溶解性无关，B错误；有些强电解质熔化时不能电离，如H2SO4等，C错误；电解质导电是有条件的，溶液的导电性与溶液中离子所带的电荷浓度有关，D正确。
探究点二弱电解质的电离平衡1．弱电解质在水溶液中的电离都是可逆过程。
醋酸是一种常见的弱电解质，它的电离方程式是CH3COOH H＋＋CH3COO－，在醋酸溶液中含有的溶质粒子有H＋、CH3COO－、CH3COOH。
2.右图是醋酸溶于水时，电离过程中，醋酸分子电离成离子的速率、离子结合成醋酸分子的速率随时间的变化曲线。
请回答下列问题：(1)v a表示醋酸分子电离成离子的速率；v b表示离子结合成醋酸分子的速率。
(2)在时间由t0到t1过程中，v a的变化是不断减小，v b的变化是不断增大。
(3)当时间达t1后，v a与v b的关系是v a＝v b≠0，此时醋酸达到电离平衡状态。
3．(1)分析醋酸电离过程中，溶液中各粒子浓度的变化，填写下表：粒子浓度c(H＋) c(CH3COO－) c(CH3COOH) 醋酸初溶于水接近于0 接近于0 最大达到电离平衡前增大增大减小达到电离平衡时不变不变不变(2)若将等体积、等浓度的CH3COONa溶液、盐酸混合，其过程中c(H＋)变化是混合初最大，然后减小，达平衡时不变，c(CH3COO－)变化是混合初最大，然后减小，达平衡时不变，c(CH3COOH)变化是混合初接近于0，然后增大，达平衡时不变。
4．醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH H＋＋CH3COO－，分析改变下列条件对醋酸电离平衡的影响，填写下表：条件改变平衡移动方c(H＋) c(CH3COO－)向升高温度向右移动增大增大加H2O 向右移动减小减小加盐酸向左移动增大减小加少量NaOH(s) 向右移动减小增大加少量CH3COONa向左移动减小增大(s)[归纳总结]1．电离平衡状态：在一定条件(如温度、浓度)下，当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，电离过程就达到了电离平衡状态。
2．电离平衡的特征：动、等、定、变、逆。
3．影响电离平衡的条件(1)温度：由于电离过程吸热，升温，电离平衡向正反应方向移动；降温，电离平衡向逆反应方向移动。
(2)浓度：电解质溶液的浓度越小，它的电离程度就越大。
(3)其他因素：加入含有弱电解质离子的强电解质时，电离平衡向逆反应方向移动；加入能与弱电解质离子反应的物质时，电离平衡向正反应方向移动。
4．弱电解质的电离方程式的书写(1)弱电解质的电离方程式的书写用“”表示。
如NH3·H2O的电离方程式是NH3·H2O NH＋4＋OH－。
(2)多元弱酸是分步电离的，电离程度逐步减弱，可分步书写电离方程式。
如H2CO3的电离方程式是H2CO3H＋＋HCO－3，HCO－3H＋＋CO2－3。
(3)多元弱碱的电离也是分步进行的，但是一般按一步电离的形式书写。
如Fe(OH)3的电离方程式是Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。
[活学活用]2．下列说法正确的是()A．根据溶液中有CH3COOH、CH3COO－和H＋即可证明CH3COOH达到电离平衡状态B．根据溶液中CH3COO－和H＋的物质的量浓度相等即可证明CH3COOH达到电离平衡状态C．当NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中NH3·H2O、NH＋4和OH－的浓度相等D．H2CO3是分步电离的，电离程度依次减弱答案 D解析该题考查了电离平衡的判断及其特点。
溶液中除电解质电离出的离子外，还存在电解质分子，能证明该电解质是弱电解质，但不能说明达到平衡状态，A 错误；根据CH3COOH CH3COO－＋H＋知即使CH3COOH未达平衡状态，CH3COO－和H＋的浓度也相等，B错误；NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中各粒子的浓度不变，而不是相等，NH3·H2O的电离程度是很小的，绝大多数以NH3·H2O的形式存在，C错误；H2CO3是二元弱酸，分步电离且电离程度依次减小，D正确。
探究点三电离平衡常数1．电离平衡与化学平衡类似，请你根据化学平衡常数的表达式，推断写出弱电解质ABA＋＋B－的电离平衡常数(简称电离常数)的表达式K＝c(A＋)·c(B－)c(AB)。
2．一元弱酸的电离常数用K a表示，一元弱碱的电离常数用K b表示。
CH3COOH的电离常数的表达式是K a＝c(CH3COO－)·c(H＋)c(CH3COOH)，NH3·H2O的电离常数的表达式是K b＝c(NH＋4)·c(OH－) c(NH3·H2O)。
[归纳总结](1)电离常数的定义：指一定温度下，弱电解质达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值(为一常数)，简称电离常数，用K 表示。
电离常数与浓度无关，只与温度有关。
由于电离是吸热的，所以电离平衡常数随着温度的升高而增大。
(2)电离常数的意义：根据电离常数大小，可以判断弱电解质的相对强弱，K 值越大，离子浓度越大，即表示该电解质越强。
所以从K a 或K b 的大小，可以判断弱酸或弱碱的相对强弱。
(3)多元弱酸分步电离，每一步电离都有各自的电离平衡常数。
各级电离常数的大小关系是K a1_≫K a2≫K a3，所以其酸性主要决定于第一步电离。
[活学活用]3．下列说法正确的是( )A ．电离平衡常数受溶液浓度的影响B ．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱C ．K a 大的酸溶液中c (H ＋)一定比K a 小的酸溶液中的c (H ＋)大D ．H 2CO 3的电离常数表达式：K ＝c (H ＋)·c (CO 2－3)c (H 2CO 3)答案 B解析 电离平衡常数是温度的函数，与溶液浓度无关，所以A 项错误；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，故B 项正确；酸中c (H ＋)既跟酸的电离常数有关，也跟酸的浓度有关，所以C 项错误；碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为K 1＝c (H ＋)·c (HCO －3)c (H 2CO 3)，第二步电离常数为K 2＝c (H ＋)·c (CO 2－3)c (HCO －3)，故D 项错误。
4．在25 ℃时，相同浓度的HF、CH3COOH和HCN(氢氰酸)溶液，它们的电离平衡常数分别是7.2×10－4、1.8×10－5、4.9×10－10，其中，氢离子的浓度最大的是__________，未电离的溶质分子浓度最大的是__________。
答案HF HCN解析一定温度下，当溶液的浓度一定时，c(H＋)随电离常数的增大而增大。
题中K(HF)>K(CH3COOH)>K(HCN)，故氢离子浓度HF溶液最大，余下的未电离的HF分子最少，而HCN溶液中未电离的HCN分子浓度最大。
1．下列电离方程式中，正确的是()A．H2S2H＋＋S2－B．NaHCO3Na＋＋H＋＋CO2－3C．NaCl===Na＋＋Cl－D．CH3COOH===CH3COO－＋H＋答案 C解析H2S是二元弱酸，分步电离，电离方程式应分步写出，所以A不正确；NaHCO3为弱酸酸式盐，其中HCO－3不能拆分为离子形式，只能写成NaHCO3===Na＋＋HCO－3，B项错误；CH3COOH为弱酸，部分电离，其电离方程式中“===”应改为“”，D项错误。
2．在0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOH CH3COO－＋H＋，对于该平衡，下列叙述正确的是()A．加入水时，平衡向逆反应方向移动B．加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动C．加入少量0.1 mol·L－1HCl溶液，溶液中c(H＋)减小D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动答案 B解析A项加入水促进弱电解质的电离；B项加入NaOH，与H＋反应，c(H＋)变小，平衡向正方向移动；C项加入HCl时c(H＋)变大，平衡向其减小的方向(也就是逆反应方向)移动，但最终c(H＋)比未加HCl前还是要大；D项加入CH3COONa，c(CH3COO－)增大，平衡向逆反应方向移动。
3．一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的()①NaOH(固体)②H2O③HCl④CH3COONa(固体)A．①②B．②③C．③④D．②④答案 D解析由题意可知，要使反应速率减小，而不改变生成的H2的量，则要求c(H＋)减小，而n(H＋)不变，可采取的措施是加水或加CH3COONa。