水溶液中的离子平衡 ——弱电解质的电离平衡

水溶液中的离子平衡 ——弱电解质的电离平衡

知识点一 弱电解质的电离平衡及其影响因素 1．强、弱电解质 (1)概念及分类

(2)电离方程式的书写

强电解质用“===”连接，弱电解质用“”连接。

COOH CH NH 3

H H 3Fe －

2．弱电解质的电离平衡 (1)电离平衡的建立

在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质分子电离产生离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。电离平衡建立过程如图所示：

①开始时，v (电离)最大，而v (结合)为0。

②平衡的建立过程中，v (电离)＞v (结合)。

③当v (电离)＝v (结合)时，电离过程达到平衡状态。 (2)电离平衡的特征

(3)外界条件对电离平衡的影响 以CH 3COOH H ＋

＋CH 3COO －

ΔH >0为例：

电解质溶液导电能力取决于自由移动离子的浓度和离子所带电荷数，自由移动离子的浓度越大、离子所带电荷数越多，导电能力越强。

将冰醋酸、浓醋酸和稀醋酸分别加水稀释，其导电能力随加水量的变化曲线如图：

[对点训练]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)CaCO 3难溶于水，其属于弱电解质(×)

(2)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强(×) (3)离子化合物一定是强电解质，共价化合物一定是弱电解质(×)

(4)电离平衡时，由于分子和离子的浓度不断发生变化，所以说电离平衡是动态平衡(×)

(5)强电解质稀溶液中不存在溶质分子，弱电解质稀溶液中存在溶质分子(√)

(6)室温下，由0.1 mol·L－1一元碱BOH的pH＝10，可知溶液中存在BOH===B＋＋OH－(×)

2．在醋酸溶液中，CH3COOH的电离达到平衡的标志是( )

A．溶液显电中性B．溶液中无CH3COOH分子

C．氢离子浓度恒定不变D．c(H＋)＝c(CH3COO－)

解析：选C 醋酸溶液中存在的电离平衡有CH3COOH CH3COO－＋H＋、H2O H＋＋OH－，阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数永远相等，与是否达到电离平衡无关，A错；CH3COOH是弱电解质，溶液中一定存在CH3COOH分子，B错；依据电离方程式，不管是否达到平衡，都有c(H＋)＞c(CH3COO－)，D错；氢离子浓度恒定不变，电离达到平衡，C对。

3．下列实验事实能证明乙酸是弱酸的是( )

A．CH3COOH溶液与Zn反应放出H2

B．0.1 mol·L－1 CH3COONa溶液的pH大于7

C．CH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2

D．0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红

解析：选B A．只能证明乙酸具有酸性，不能证明其酸性强弱，错误；B.该盐水溶液显碱性，故可以证明乙酸是弱酸，正确；C.可以证明乙酸的酸性比碳酸强，但是不能证明其是弱酸，错误；D.可以证明乙酸具有酸性，但是不能证明其酸性强弱，错误。

4．某浓度的氨水中存在平衡：NH3·H2O NH＋4＋OH－，如想增大NH＋4的浓度，而不增大OH－的浓度，应采取的措施是( )

①适当升高温度②加入NH4Cl固体

③通入NH3④加入少量盐酸

A．①② B．②③

C．②④ D．①④

解析：选C 升温平衡向右移动，c(NH＋4)、c(OH－)都增大；加入NH4Cl固体，相当于增大c(NH＋4)，平衡向左移动，c(OH－)减小，但c(NH＋4)仍较原来增大，因平衡移动只能减小其增大的程度，而不能完全抵消它增大的部分；通入NH3平衡向右移动，c(NH＋4)、c(OH－)都增大；加入少量盐酸，H＋与OH－反应使c(OH－)下降，平衡向右移动，使c(NH＋4)增大。

知识点二电离平衡常数与电离度

1．电离平衡常数

(1)概念：在一定条件下，弱电解质在达到电离平衡时，溶液中电离所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是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，用K(弱酸用K a，弱碱用K b)表示。

(2)表达式

HA

H ＋

＋A －

BOH

B ＋

＋OH －

K a ＝c H ＋c A －

c HA

K b ＝c B ＋c OH －

c BOH

相同条件下，K 值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸性或碱性相对越强。 (4)特点

①电离常数只与温度有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是吸热的，故温度升高，K 增大。

②多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K 1≫K 2……，所以其酸性主要取决于第一步电离。

(5)应用

①判断酸性相对强弱

电离常数越大，酸性(或碱性)越强，如醋酸：K ＝1.75×10－5

，次氯酸：K ＝2.95×10－8

，则酸性：醋酸＞次氯酸。

②判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱

电离常数越大，对应的盐水解程度越小，盐溶液的碱性(或酸性)越弱，如醋酸：K ＝1.75×10－5

，次氯酸：K ＝2.95×10－8

，则同浓度的醋酸钠和次氯酸钠溶液的pH ：醋酸钠＜次氯酸钠。

③判断反应能否发生或者判断产物是否正确

强酸可以制取弱酸来判断，如H 2CO 3：K a1＝4.2×10－7

，K a2＝5.6×10－11

，苯酚：K a ＝1.3

×10

－10

，向苯酚钠溶液中通入的CO 2不论是少量还是过量，其化学方程式为C 6H 5ONa ＋CO 2＋

H 2O===C 6H 5OH ＋NaHCO 3，不能生成Na 2CO 3。

④判断微粒浓度或浓度比值的变化

利用温度不变电离常数就不变来判断溶液中微粒浓度或者比值的变化情况，有时候还会

结合K W 一起进行判断，如：0.1 mol ·L －1

CH 3COOH 溶液中加水稀释，

c CH 3COO －

c CH 3COOH

＝

c CH 3COO －c H ＋c CH 3COOH

c H ＋＝K c H ＋，加水稀释，c (H ＋

)减小，K 值不变，则c CH 3COO －c CH 3COOH

增大。

2．电离度

(1)概念：一定条件下，当弱电解质在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原来弱电解质总分子数的百分数。