第1讲 弱电解质的电离平衡1.电解质与非电解质(1)概念电解质:在水溶液中或熔融状态时 能够导电的化合物,称为 电解质。
非电解质:在水溶液中和熔融状态时都不能够导电的化合物,称为非电解质。
(2)判断方法①酸、碱、盐、水、金属氧化物属于电解质;②非金属氧化物(除H 2O )、有机物(除羧酸)一般是非电解质;③单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。
练1:下列物质中,①NaCl 溶液 ②NaOH ③H 2SO 4 ④Cu ⑤CH 3COOH ⑥NH 3·H 2O ⑦CO 2⑧乙醇 ⑨水 其中属于电解质的有 ,属于非电解质的有 。
【答案】②③⑤⑥⑨ ⑦⑧2.强电解质与弱电解质(1)概念强电解质:在水溶液能完全电离的电解质,称为强电解质。
弱电解质:在水溶液只能部分电离的电解质,称为弱电解质。
(2)判断方法①强电解质:活泼金属氧化物:Na 2O盐 :NaCl 、K 2SO 4强碱:NaOH 、KOH 、Ca(OH)2 、Ba(OH)2强酸:HCl 、H 2SO 4、HNO 3 ②弱电解质:弱酸:CH 3COOH 、H 2CO 3、H 2SO 3、H 3PO 4、HClO 、HF 、有机羧酸 弱碱:NH 3·H 2O 、Fe(OH)3水(H 2O)例2:判断下列说法是否正确。
(1)金属铜能导电,所以金属铜是电解质。
( )(2)NaCl 溶液能导电,所以NaCl 溶液是电解质。
( )(3)氨水能导电,所以NH 3是电解质。
( )(4)固体NaCl 不能导电,所以NaCl 不是电解质。
( )(5)液态HCl 不能导电,所以HCl 不是电解质。
( )(6)BaSO 4不溶于水,其溶液不导电,所以BaSO 4是弱电解质。
( )(7)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质强。
( )【答案】(1)错(2)错(3)错(4)错(5)错(6)错(7)错【深化理解】电解质的强弱是由物质的内部结构决定的,与外界因素无关。
(1)与溶解性无关:如:BaSO 4属于难溶性物质,但却属于强电解质。
CH 3COOH 易溶性物质,但却属于弱电解质。
(2)与溶液的导电性无必然联系:HCl 属于强电解质,极稀的盐酸导电性弱;BaSO 4属于强电解质,溶液的导电性弱; 浓的CH 3COOH 溶液导电性可以比稀的盐酸溶液导电性强。
(3)与化学键没有必然联系:一般来说,强电解质由离子键或强极性键构成。
属于离子化合物 共价 化合物HF含强共价键,属于弱电解质。
(4)金属导体导电是物理变化过程,而电解质溶液导电是化学变化过程。
3.电离方程式的书写SO4=2H++SO42-强电解质在溶液中完全电离,用“=”:如HCOOH CH3COO-+H+弱电解质在溶液中部分电离,用“”:如CH多元弱酸的电离应分步完成电离方程式,多元弱碱则一步完成电离方程式:如H 2CO3H++HCO3-(主),HCO3-H++CO32-(次)Fe3++3OH-Fe(OH)离子化合物在水溶液中或熔融状态下均能电离,共价化合物在熔融状态下电离,如:NaHSO4(熔融)=Na++HSO4-NaHSO4(溶液)=Na++H++SO42-例3.写出下列物质在水溶液中的电离方程式:(1)HCl:,(2)HNO3:(3)H2SO4,(4)H2CO3:,(5)H2SO3:,(6)CH3COOH:,(7)HF:(8)NaOH ,(9)Ba(OH)2(10)Ca(OH)2,(11)Fe(OH)3(12)NH3·H2O:,(13)Na2SO4(14)NaHSO4:,(15)H2O(16)NaHCO3:,(17)KAl(SO4)2:【答案】(1)HCl=H++Cl-,(2)HNO3=H++NO3-(3)H2SO4=2H++SO42-(4)H 2CO3H++HCO3-,HCO3-H++CO32-(5)H 2SO3H++HCO3-,HSO3-H++CO32-(6)CHCOOH CH3COO-+H+ ,(7)HF H++F-(8)NaOH= Na++OH-,(9)Ba(OH)2= Ba2++2OH-(10)Ca(OH)2= Ca2++2OH-,(11)Fe(OH)3Fe3++3OH-(12)NH 3·H2O NH4++OH-,(13)Na2SO4=2Na++SO42-(14)NaHSO 4=Na++ H++SO42-,(15)H2O H++ OH-(16)NaHCO 3=Na++ HCO3-,HCO3-H++CO32-(17)KAl(SO4)2= K++Al3++2SO42-例4.下列物质中:A.NaOH溶液B.Cu C.液态HCl D.液态CH3COOH E.蔗糖溶液F.液氨G.氨水H.CuSO4晶体I.石墨J.无水乙醇(1)能导电的是;(2)属于电解质的是;(3)属于非电解质的是;(4)属于强电解质的是;(5)属于弱电解质的是。
【答案】(1)ABIG(2)CDH(3)FG(4)CH(5)D4.弱电解质在水溶液中的电离平衡。
(1)电离平衡的建立在一定温度下,在水溶液中弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都保持不变,达到电离平衡状态。
(2)电离平衡的特点:①电离的过程是吸热(填“放热”或“吸热”)的过程;②电离的过程是粒子数增多(填“增多”或“减少”)的过程。
(3)影响电离平衡的因素温度:升高温度,电离程度增大(填“增大”或“减小”)。
浓度:①稀释,电离程度增大(填“增大”或“减小”)。
②发生离子反应,电离程度增大(填“增大”或“减小”)。
③同离子效应,电离程度减小(填“增大”或“减小”)。
【深化理解】以0.1 mol·L-1CH3COOH溶液为例,讨论外界条件改变对弱电解质电离平衡的影响。
CH3COOH CH3COO-+H+改变条件平衡移动方向c(H+) c(CH3COO-) c(OH-) 导电性加入少量H2SO4加少量NaOH固体加水稀释滴入纯醋酸加热升温加醋酸铵晶体【答案】CH3COOH CH3COO-+H+改变条件平衡移动方向c(H+) c(CH3COO-) c(OH-) 导电性加入少量H2SO4 逆向增大减小减小增大加少量NaOH固体正向减小增大增大增大加水稀释正向减小减小增大减小滴入纯醋酸正向增大增大减小增大加热升温正向增大增大增大增大加醋酸铵晶体逆向减小增大增大增大(4)电离平衡的移动符合化学平衡原理(勒沙特列原理)。
例5.稀氨水中存在着下列平衡:NH·H2O NH4++OH-。
若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,应加采取的措施是()A.加NH4Cl固体B.加入硫酸C.加入NaOH固体D.加水E.加热【答案】C(5)衡量电离程度的物理量 ①电离平衡常数电离方程式平衡常数 意义 影响 弱酸HA H ++A - )()()(HA c A c H c K a -+⋅= 衡量酸性的强弱 温 度 弱碱 MOH M ++OH - )()()(MOH c OH c M c K b -+⋅=衡量碱性的强弱 ②电离度: A .表达式:%100 ⨯=初始电解质浓度已电离的电解质浓度α B .影响因素:温度越高,电离度越 大 ,浓度越高,电离度越 小 。
例6.已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10。
分别是下列有关的三种酸的电离常数,若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO 2=HCN+NaNO 2 ,NaCN+HF =HCN+NaF ,NaNO 2+HF =HNO 2+NaF , 由此可判断下列叙述不正确的是 ( )A .K(HF)=7.2×10-4B .K(HNO 2)=4.9×10-10C .根据两个反应即可得出结论D .K(HCN)<K(HNO 2)<K(HF)【答案】B【解析】根据“强酸制弱酸”原理:酸性HF > HNO 2 > HCN ,结构相似的酸,电离常数越大,酸性越强,所以K(HF)=7.2×10-4,只有D 错误。
例7.25℃时,某一元强碱BOH 溶液的pH 为a ,某一元酸HA 溶液的pH 为b ,电离度为1.0%。
若将1体积的此强碱溶液与10体积的HA 溶液混合,恰好完全反应,则a 与b 之和为 ( )A .14B .15C .16D .17 .【答案】D【解析】BOH=B ++OH -,pH = a ,c(H +)=10-a ,c(OH -)=10a-14 = c(BOH),HA H + + A -,pH = b ,c(H +)=10-b ,c(HA)=b bHA H c --+==210%110)()(αBOH +HA = BA +H 2Oc(BOH) ×V(BOH) = c(HA)×V(HA)10a-14×1=102-b ×10 解得a+b=17。