2020年上海高中化学第一轮复习 第10讲 弱电解质的电离平衡
教学目标
1．区分与理解电解质的相关概念以及电离方程式的书写；
2．理解电离平衡的相关概念；
3．理解弱电解质电离平衡与影响因素的；
4．掌握电离平衡的移动的判断；
5．理解等物质的量与等pH的强酸弱酸的区别；
6．掌握强酸制备弱酸的规律和相关解题思路。
知识梳理
一、与电解质相关的两组概念
1．电解质与非电解质
电解质 | 非电解质 | |
定义 | 在水溶液或熔融状态下能够导电 的____________ | 在水溶液里和熔融状态下都不能导电的___________ |
常见物质与类别 | 所有的离子化合物和部分共价化合物：酸、碱、盐、水、金属氧化物 | 全是_______________：非金属氧化物、氨气及绝大多数的有机物 |
【注意】：
（1）单质、混合物既不是电解质也不是非电解质。
（2）电解质是纯净物，电解质溶液是混合物。
（3）CO2、SO2溶于水能够导电，但溶液中的离子不是他们本身电离所产生的，所以仍为______。
（4）在高中阶段，我们一般认为有机物中只有有机酸是电解质，其它都不是电解质。
【答案】化合物，化合物，共价化合物，非电解质
2．强电解质与弱电解质
强电解质 | 弱电解质 | |
定义 | 在水溶液中全部电离成离子的电解质 | 在水溶液中只有一部分电离成离子的电解质 |
电离程度 | 完全、不可逆 | 部分、可逆 |
常见物质 | 强酸：HCl、H2SO4、HNO3等 强碱：NaOH、KOH、Ba(OH)2等 绝大多数盐：NaCl、CaCO3、CH3COONa等 | 弱酸：CH3COOH、HF、HClO、H2S、H2CO3、H2SiO3等 弱碱：NH3·H2O、Cu(OH)2等 极少数盐、水 |
常见物质类别 | 离子化合物与某些共价化合物 | 某些共价化合物 |
在溶液中存在形态 | 离子 | 离子、分子 |
【练一练】
判断下列物质中，属于强电解质的是_______________，属于弱电解质的是________________.
(1)NaCl (2)NH3 (3)Cl2 (4)BaSO4 (5)HCl (6)CH3COOH (7)HClO (8)NaHCO3 (9)Cu(OH)2
(10)Cu (11)HF (12)HNO3 (13)Al2(SO4)3 (14)SO2 (15)乙醇 (16)H2S (17)H2CO3 (18)蔗糖 (19)盐酸
【答案】1、4、5、8、12、13；6、7、9、11、16、17
3．物质的导电情况
共价化合物：属于电解质的共价化合物只有在溶液中能导电。
离子化合物：熔融状态和溶液中均能导电。
金属：固体和熔融状态下均能导电。
【练一练】
下列物质在给定条件下能导电的是____________________。
A.NaCl固体 B.石墨 C.熔融NaOH D.稀硫酸 E.HCl气体 F.Cu G.熔融的Cu
【答案】：B、C、D、F、G
4．电解质溶液的导电性与导电能力
取决于自由移动的离子的________________以及____________________。
【注意】：
（1）电解质的强弱与溶解性无关
如：NaCl溶液导电性强于AgCl溶液，但两溶液中的溶质都是强电解质
（2）电解质强弱与溶液的导电能力无关
如：CH3COOH是弱电解质，BaSO4是强电解质
（3）电解质不一定导电，导电的不一定是电解质
如：NaCl固体是强电解质，但不导电；如Cu能导电，但既不是电解质也不是非电解质
【答案】总浓度大小，离子所带电荷的多少
二、电离方程式的书写
规则：强箭头、弱可逆、多元弱酸分步写、多元弱碱一步写
【注意】：
1.强酸的酸式盐是强电解质，在水中完全电离出金属阳离子（铵根离子）、氢离子和酸根离子。
2.弱酸的酸式盐是强电解质，在水中第一步完全电离出阳离子和弱酸的酸式酸根离子，而弱酸的酸式酸根离子又可进行电离，且为可逆过程。
强酸和弱酸的区别3.有些电解质因条件不同，其电离方程式的书写形式亦不同。例如：熔融时：KHSO4→K+
+HSO4-；水溶液中：KHSO4→K++H++SO42-。（想一想，为什么这样？）
【练一练】
(1) H2SO4
(2) Ba(OH)2
(3) CH3COOH
(4) NH3.H2O
(5) H2CO3
(6) Na2CO3
(7) NaHSO4（aq）
(8) NaHCO3
(9) Al(OH)3
【答案】（1）H2SO4→2H++SO42-
（2）Ba(OH)2→Ba2++2OH-
（3）CH3COOH ⇋CH3COO-+H+
（4）NH3.H2O ⇋NH4++OH-
（5）H2CO3 ⇋H++HCO3-；HCO3-⇋H++CO32-
（6）Na2CO3→2Na++CO32-
（7）NaHSO4（aq）→Na++H++SO42-
（8）NaHCO3→Na++HCO3-；HCO3-⇋H++CO32-
（9）AlO2-+H++H2O⇋Al(OH)3 ⇋Al3++3OH-
三、弱电解质的电离平衡
1．定义：
在一定条件下（如温度、浓度）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。
2．特征：
弱 弱电解存在着电离平衡
等 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
定 条件一定，分子与离子浓度一定
动 动态平衡
变 条件改变，平衡破坏，发生移动
吸 弱电解质的电离是个吸热过程
3．电离平衡的移动
原理：符合勒夏特列原理
影响因素
内因：电解质本身的结构决定。一般共价键极性越弱，电解质越弱，其电离程度越小。常温下绝大多数0.1mol/L弱电解质的电离分子数不超过10%
外因：a．浓度 浓度越大，电离程度___________，越稀越易电离。
在稀释溶液时，电离平衡向右移动，而离子浓度会_________________。
b．温度 温度越高，电离程度越_________。（弱电解质的电离是个_________过程）
c．同离子效应 如在醋酸溶液中加入醋酸钠晶体，增大了CH3COO-浓度，平衡左移，电离程度减小；加入稀HCl，平衡也会左移。
d．能反应的物质 如在醋酸溶液中加入锌或NaOH溶液，平衡右移，电离程度增大
【答案】越小，减少，大，吸热
【练一练】
在一定条件下，0.1mol/L的氨水溶液中有下列平衡：NH3·H2O ⇋NH4+ + OH- 改变下表所述条件，选用"增大，减少，不变"填写有关空格。
平衡移动方向 | [NH3·H2O] | [NH4+] | [OH-] | pH值 | |
加入少量硫酸 | 右移 | 减小 | 增大 | 减小 | 减小 |
加入少量烧碱 | 左移 | 增大 | 减小 | 增大 | 增大 |
加固体氯化铵 | 左移 | 增大 | 增大 | 减小 | 减小 |
加水稀释 | 右移 | 减小 | 减小 | 减小 | 减小 |
【想一想】
1、电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小吗？离子的浓度一定增大吗？
答案：都不一定。如对于CH3COOH ⇋CH3COO－＋H＋平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能“消除”，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c(CH3COOH)、c(H＋)都比原平衡时要小。
用化学平衡理论分析弱电解质的电离平衡问题时，应该深刻地理解勒夏特列原理：平衡向“减弱”这种改变的方向移动，移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变，只是一定程度上减弱这种改变。加水稀释CH3COOH溶液时，尽管H＋的物质的量增多，但由于溶液体积增大的程度更大，故c(H＋)仍会减小。
2、稀释一弱电解质溶液时，所有粒子浓度一定都会减小吗？
答案：不是所有粒子浓度都会减小。对于弱酸或弱碱溶液，只要对其稀释，电离平衡均会发生右移，例如：弱酸HA溶液稀释时，c(HA)、c(H＋)、c(A－)均减小(参与平衡建立的微粒)；平衡右移的目的是为了减弱c(H＋)、c(A－)的减小，但c(OH－)会增大。
四、弱电解质的电离度
1、电离度概念与表达式
一定条件下，当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，溶液中已经电离的电解质分子数占电解质分子总数的百分数。(常用符号α表示)
可用数学式表达为：
α＝×100%
【注意】
①电离度适用于达平衡的电解质溶液。
②在相同温度和相同浓度下，电离度大小可表示弱电解质的相对强弱。电离度越小，电解质越弱。
2、影响电离度的因素
①温度：在其他条件不变时，升高溶液温度，电离平衡向电离方向移动，电离度增大。
②浓度：其他条件不变时，增大弱电解质溶液浓度，平衡向电离方向移动，但电离度减小。若降低弱电解质溶液浓度，平衡向电离方向移动，电离度增大，通常在温度一定时电离度与溶液浓度平方根成反比。
③其他电解质的加入：如同离子效应，加入与弱电解质电离有相同离子的强电解质时，会使弱电解质电离度降低。
五、一元强酸与一元弱酸的比较
1．醋酸溶液与盐酸的比较
等体积、等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸溶液(b) | 等体积、等pH的盐酸(a) 与醋酸溶液(b) | |
pH | a<b | a=b |
物质的量浓度 | a=b | a<b |
溶液的导电性 | a>b | a＝b |
水的电离程度 | a<b | a＝b |
加水稀释等倍数pH的变化量 | a>b | a>b |
中和NaOH的量 | a＝b | a<b |
加NaOH至pH=7，所用NaOH的物质的量 | a>b | a<b |
分别加该酸的钠盐固体后pH | a：不变 b：变大 | a：不变 b：变大 |
开始与金属反应的速率 | a>b | 相同 |
等体积溶液与过量活泼金属产生H2的量 | 相同 | a<b |
2．强、弱电解质的判断方法(以HA为例)
（1）从是否完全电离的角度判断
方法1 | 测定一定浓度的HA溶液的pH | 若测得0.1 mol/L的HA溶液的pH＝1，则HA为____；若pH>1，则HA为_____ |
方法2 | 跟同浓度的盐酸比较导电性 | 若导电性和盐酸相同，则为_____；若比盐酸弱，则为_____ |
方法3 | 跟同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢 | 若反应速率相同，则为_____；若比盐酸慢，则为______ |
（2）从是否存在电离平衡的角度判断
①从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断如将pH＝3的HA溶液稀释100倍后，再测其p
H，若pH＝5，则为________，若pH<5，则为_________。
②从升高温度后pH的变化判断 若升高温度，溶液的pH明显减小，则是__________。因为弱酸存在电离平衡，升高温度时，电离程度增大，c(H＋)增大。而强酸不存在电离平衡，升高温度时，只有水的电离程度增大，pH变化幅度小。
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