第三章 重难点三 弱电离质在水溶液中的电离平衡

1．电离平衡概念一定条件(温度、浓度)下，分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等，溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态(属于化学平衡)。

任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡，达到平衡时，弱电解质具有该条件下的最大电离程度。

2．电离平衡的特征①逆：弱电解质的电离过程是可逆的，存在电离平衡；②等：弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等；③动：弱电解质电离成离子和离子结合成分子的速率相等，不等于零，是动态平衡；④定：弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液里离子的浓度、分子的浓度都不再改变；⑤变：外界条件改变时，平衡被破坏，电离平衡发生移动；3．影响电离平衡的因素(符合勒沙特列原理)（1）内因-电解质本身的性质，是决定性因素；（2）外因①温度-由于弱电解质电离过程均要吸热，因此温度升高，电离度增大；②浓度-同一弱电解质，浓度越大，电离度越小；在一定温度下，浓度越大，电离程度越小．因为溶液浓度越大，离子相互碰撞结合成分子的机会越大，弱电解质的电离程度就越小．因此，稀释溶液会促进弱电解质的电离；例如：在醋酸的电离平衡 CH3COOH⇌CH3COO-+H+A 加水稀释，平衡向右移动，电离程度变大，但c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)变小；B 加入少量冰醋酸，平衡向右移动，c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)增大但电离程度小；③外加物质若加入的物质电离出一种与原电解质所含离子相同的离子，则会抑制原电解质的电离，使电离平衡向生成分子的方向移动；若加入的物质能与弱电解质电离出的离子反应，则会促进原电解质的电离，使电离平衡向着电离的方向移动．以电离平衡CH3COOH⇌CH3COO-+H+为例，各种因素对平衡的影响可归纳为下表：4．电离方程式的书写（1）强电解质用“=”，弱电解质用“⇌”（2）多元弱酸分步电离，多元弱碱一步到位．H2CO3H++HCO3-，HCO3-H++CO32-，以第一步电离为主．NH3•H2O NH4++OH- Fe(OH)3Fe3++3OH-（3）弱酸的酸式盐完全电离成阳离子和酸根阴离子，但酸根是部分电离；NaHCO3=Na++HCO3-，HCO3-H++CO32-（4）强酸的酸式盐如NaHSO4完全电离，但在熔融状态和水溶液里的电离是不相同的；熔融状态时：NaHSO4=Na++HSO4-；溶于水时：NaHSO4=Na++H++SO42-；5．电离平衡常数(相当于化学平衡常数)在一定温度下，当弱电解质的电离达到平衡状态时，溶液中电离产生的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的弱电解质分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，通常用K a表示弱酸的电离常数；AB A++B-（1）K的意义：K值越大，则电离程度越大，电解质(即酸碱性)越强；K值越小，电离程度越小，离子结合成分子就越容易，电解质(即酸碱性)越弱．表达式中各组分的浓度均为平衡浓度；（2）K的影响因素：K的大小与溶液的浓度无关，只随温度的变化而变化．温度不变，K值不变；温度不同，K值也不同；（3）多元弱酸的K：多元弱酸的电离是分步电离的，每步电离平衡常数，通常用K1、K2、K3 分别表示，但第一步电离是主要的．如：磷酸的三个K值，K1＞K2＞K3 ，磷酸的电离只写第一步．说明：①一元弱酸、一元弱碱的电离常数表达式：CH 3COOH CH3COO-+H+一定温度下CH3COOH的电离常数为：NH 3•H2O NH4++OH-一定温度下NH3•H2O的电离常数为：②多元弱酸的电离特点及电离常数表达式：1°分步电离：是几元酸就分几步电离．每步电离只能产生一个H+，每一步电离都有其相应的电离常数．2°电离程度逐渐减小，且K1＞K2＞K3，故多元弱酸溶液中平衡时的H+主要来源于第一步．所以，在比较多元弱酸的酸性强弱时，只需比较其K1即可．例如25℃时，H3PO4的电离；H 3PO4H2PO4-+H+H 2PO4-HPO42-+H+HPO 42-PO43-+H+多元弱酸溶液中的c(H+)是各步电离产生的c(H+)的总和，在每步的电离常数表达式中的c(H+)是指溶液中H+的总浓度而不是该步电离产生的c(H+)．6．电离度电离度(α)(相当转化率，与温度、浓度均有关)A 内因：电解质的本性．B 外因：温度和溶液的浓度等．（1）浓度的影响：醋酸稀释时电离度变化的数据：浓度(mol/L) 0.2 0.1 0.001电离度(%) 0.948 1.32 12.4可见，电离度随浓度的降低而增大．(因浓度越稀，离子互相碰撞而结合成分子的机会越少，电离度就越大．)【重难点指数】★★★★【重难点考向一】强酸和弱酸的鉴别【例1】室温下，对于pH和体积均相同的醋酸和盐酸两种溶液，分别采取下列措施，有关叙述正确的是( )A．加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大B．温度都升高20℃后，两溶液的pH均不变C．加水稀释两倍后，两溶液的pH均减小D．加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多【答案】A【重难点点睛】考查弱电解质电离，盐酸是强酸，醋酸是弱酸，所以醋酸溶液中存在电离平衡，升高温度能促进弱电解质电离，pH相同的醋酸和盐酸，醋酸的浓度大于盐酸，不同的酸和相同金属反应，生成氢气的速率与溶液中离子浓度成正比；易错选项是B，注意对于相同浓度的盐酸和醋酸溶液，升高温度，盐酸的pH不变，但醋酸的pH改变，为易错点。

【重难点考向二】影响电离平衡的因素-+H+，要使溶液中【例2】已知0.1mol•L-1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH的值增大，可以采取的措施是( )①加少量烧碱溶液②升高温度③加少量冰醋酸④加水A．①② B．①③ C．②④ D．③④【答案】C【名师点睛】考查弱电解质的电离平衡、电离平衡常数等，注意并不是醋酸的电离平衡正向移动值就一定增大，本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动，可根据，结合平衡移动时c(CH3COO-)的变化来判断。

【重难点考向三】弱电解质的证明【例3】下列事实一定能说明HF是弱酸的是( )①常温下NaF溶液的pH大于7；②用HF溶液做导电性实验，灯泡很暗；③HF与NaCl不能发生反应；④常温下0.1mol/L的HF溶液的pH为2.3；⑤HF能与Na2CO3溶液反应，产生CO2气体；⑥HF与水能以任意比混溶；⑦1mol/L的HF水溶液能使紫色石蕊试液变红A．①②⑦ B．②③⑤C．③④⑥ D．①④【答案】D【名师点睛】考查弱电解质的判断，掌握弱电解质是部分电离的解题的关键，根据弱电解质的电离是不完全的，酸的溶解性及酸的通性无法确定酸电离的程度，而比较酸的浓度与酸电离c(H+)可判断酸的电离程度，据此分析解题。

【重难点考向四】电离平衡常数的含义【例4】部分弱酸的电离平衡常数如表，下列选项错误的是( )A．2CN-+H2O+CO2→2HCN+CO32-B．2HCOOH+CO32-→2HCOO-+H2O+CO2↑C．中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者D．等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者小于后者【答案】AD【解析】根据电离平衡常数知，酸性强弱顺序为：HCOOH＞H2CO3＞HCN＞HCO3-；A．氢氰酸的酸性大于碳酸氢根离子而小于碳酸，所以发生CN-+H2O+CO2→HCN+HCO3-反应，故A错误；B．甲酸的酸性大于碳酸，所以2HCOOH+CO32-→2HCOO-+H2O+CO2↑能发生，故B正确；C．等pH的HCOOH和HCN溶液，甲酸的物质的量浓度小于氢氰酸，所以中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者，故C正确；D．根据电荷守恒，c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，c(CN-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，即离子总数是n(Na+)+n(H+)的2倍，而NaCN的水解程度大，即NaCN溶液中的c(OH-)大，c(H+)小，c(Na+)相同，所以甲酸钠中离子浓度大，故D错误；故选AD。

【名师点睛】考查弱电解质的电离，根据平衡常数确定酸性强弱，从而确定酸之间的转化，结合电荷守恒来分析解答，弱酸的电离平衡常数越大，其酸性越强，等pH的弱酸溶液，酸性越强的酸其物质的量浓度越小，弱酸根离子水解程度越小，结合强酸能和弱酸盐反应制取弱酸分析解答。

1．下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )A．相同浓度的两溶液中c(H+)相同B．100mL0.1mol•L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠C．pH=3的两溶液稀释100倍，pH都为5D．两溶液中分别加入少量对应的钠盐固体，c(H+)均明显减小【答案】B2．向0.1mol/L CH3COOH溶液中加入CH3COONa晶体或加水稀释时，都会引起( ) A．溶液的pH增大B．CH3COOH的电离程度增大C．溶液的导电能力减小D．溶液的c(OH-)减小【答案】A【解析】A．CH3COOH溶液加水稀释，平衡向正反应方向移动，电离程度增大，溶液中C(H+)减小，溶液的pH增大，加入少量CH3COONa晶体时平衡向逆反应方向移动，电离程度也减小，c(H+)减小，溶液的pH增大，故A正确；B．CH3COOH溶液加水稀释，平衡向正反应方向移动，电离程度增大，CH3COOH溶液加入少量CH3COONa晶体时平衡向逆反应方向移动，电离程度减小，故B错误；C．CH3COOH溶液加水稀释，离子浓度减小，溶液的导电能力减弱，加入少量CH3COONa晶体时，离子浓度增大，溶液的导电能力增强，故C错误；D．CH3COOH溶液加水稀释，平衡向正反应方向移动，溶液中c(H+)减小，根据K W=c(H+)•c(OH-)，c(OH-)增大，加入少量CH3COONa晶体时平衡向逆反应方向移动，溶液中c(H+)减小，根据K W=c(H+)•c(OH-)，c(OH-)增大，故D错误；故选A。

【名师点睛】考查外界条件对电离平衡的影响，重点考查离子浓度以及同离子效应对电离平衡的影响，CH3COOH溶液加水稀释，平衡向正反应方向移动，电离程度增大，溶液中c(H+)减小，c(OH-)增大，溶液的PH增大，导电能力减弱；CH3COOH溶液加入少量CH3COONa晶体时平衡向逆反应方向移动，电离程度减小，c(H+)减小，c(OH-)增大，溶液的PH增大，导电能力增强。

3．已知某温度下，几种酸的电离常数如下：K a(HCN)=6.2×10-10mol•L-1、K a(HF)=6.8×10-4mol•L-1、K a(CH3COOH)=1.8×10-5mol•L-1、K a(HNO2)=6.4×10-6mol•L-1，物质的量浓度都为0.1mol•L-1的下列溶液中，pH最小的是( )A．HCN B．HFC．CH3COOH D．HNO2【答案】B【名师点睛】考查pH的比较，明确酸的电离常数与酸性强弱的关系是解答本题的关键，电离平衡常数越大，酸性越强，其溶液的pH越小，以此来解答。