高中化学电离
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高中化学电离、水解精品讲义
一、弱电解质的电离
1.电解质:在水溶液中活熔融状态下能导电的化合物。
2.非电解质:在水溶液中或熔融状态下不能导电的化合物。
3.电解质、非电解质、强电解质与弱电解质的比较
类别电解质非电解质强电解质弱电解质
概念溶于水后或熔融状态下能完全电离的电解质,溶于水后只有部分电离的电解质.在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物.
化合物类型
离子化合物、某些共价化合物
电离程度完全电离部分电离不电离溶液中存在的粒子(水分子不计)只有电离出的阴、阳离子,不存在电解质分子,既有电离出来的阴、阳离子,又有电解质分子,只有非电解质分子。
实例:绝大多数的盐(包括难溶性盐);强酸:HCl、HNO3、H2SO4等;强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2等极少数盐;弱酸:CH3COOH、H2CO3、HClO 等;弱碱:NH3·H2O、
Cu(OH)2、Fe(OH)3等;水也是弱电解质非金属氧化物:CO2、SO2、ClO2等;部分非金
属氧化物:NH3、CH4、SiH4等;大多数有机物:C2H5OH、C12H22O11(蔗糖)、CCl4等
相同点都是化合物思考:一种物质的水溶液能导电,原物质一定是电解质吗?分析:不一定!关键要分清发生电离散是否要原物质本身。有可能溶于水时就发生了化学变化。
如(1)Cl2−−→−溶于水氯水即不是电解质HCl、HClO又不是非电解质,发生电离。
(2)CO2−−→−溶于水碳酸溶液↓↓非电解质H2CO3电离。
(3)Na2O −−→−溶于水NaOH溶液↓↓虽不是本身电离子NaOH电离但可在熔融态电离,故它属强电解质。
(1)电解质的强弱与溶解性无关,某些盐如BaSO4、CaCO3等,虽难溶于水却是强电解质,因为它们溶于水的部分是完全电离的,尽管很难测出它们的导电性。某些盐如HgCl2、Pb(CH3OO)2等尽管能溶于水,却部分电离,是弱电解质。
(2)电解质的强弱与溶液的导电性没有必然的联系,其导电能力强弱由自由离子的浓度决定,也与离子所带电荷多少有关,很稀的强电解质溶液的导电性很弱,浓度较大的弱电解质溶液导电性可能较强。因此强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力不一定弱。
(3)某些离子型氧化物,如Na2O、CaO、Na2O2等,它们虽然溶于水后的电离出来的自由离子不是自身的,但在熔化时却可自身完全电离,属于强电解质。
(4)强电解质的电离用“=”,弱电解质的电离用“ ”表示。(5)NaHSO4在水溶液中的电离方程式为:NaHSO4=Na++H++SO42-,在熔融时的电离方程式为:NaHSO4=Na++HSO44.电离。
(1)概念:电解质在水溶液中或熔融状态下,离解成自由移动的离子的过程,叫电解质的电离。电离不需通电,且一般为吸热过程。
(2)电离方程式及其书写用化学式和离子符号来表示电解质的电离过程的式子叫电离方程式。书写电离方程式的原则和方法
如下:强电解质:完全电离,符号用“=”。如: HCl=H++Cl- CH3COONH4=CH3COO-+NH4+ Ba(OH)2=Ba2++2OH-。所有强酸、强碱和大部分盐是强电解质。弱电解质:部分电离,符号用“ ”。如:CH3COOH CH3COO-+H+ NH3·H2O NH4++OH-。所有的弱酸、弱碱、水和少部分盐是弱电解质。
(3)常见强酸:HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HIO3、HClO4等。常见强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2等。常见弱酸:CH3COOH、H2CO3、HClO、H2S、H2SO3、HF、HCN、HNO2等。
常见弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等。
(4)注意问题:
①多元弱酸是分步电离的,必须分步书写电离方程式或只写一步;多元弱碱也分步电离,但可按一步电离写出。如氢硫酸:H2S H++HS-,HS- H++ S2-。氢氧化铁:Fe(OH)3 Fe3++OH-。
②强酸的酸式盐完全电离,弱酸的酸式盐中酸式根不完全电离。如NaHSO4:NaHSO4=Na++H++SO42-(水溶液中)。NaHCO3=Na++HCO3-(同时存在HCO3- H++CO32-)
③在熔融状态时NaHSO4=Na++HSO4-(HSO4-中的共价键不断裂)。
④复盐能完全电离,如KAl(SO4)2:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-
⑤两性强氧化物同时存在酸式电离和碱式电离,如:H++AlO2-+H2O Al(OH)3 Al3++3OH-
二、弱电解质的电离平衡
1.概念弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(湿度、浓度),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的状态。
2.特点①逆:可逆反应,所有弱电解质的电离都是可逆的,只是达到平衡的前提条件。
②等:弱电解质分子的电离速率等于离子结成分子的速率,即v电离=v结合。
③动:动态平衡:v闻子化)=v分子化)≠0。
④定:平衡时各组成成分一定,即平衡时溶液中离子浓度和分子浓度保持不变。
⑤变:条件改变,电离平衡被破坏,平衡发生移动,重新达到新的平衡。
3.电离平衡的因素与化学平衡一样,外界条件的改变也会引起移动。以0.1mol/1 CH3COOH溶液为例:
三、电解质溶液导电能力的强弱与电解质强弱影响溶液导电能力的因素
①自由移动离子浓度的大小。(主要决定因素)湿度一定,离子浓度越在,导电能力越强。
②湿度:湿度越高,导电能力越强。(与金属导电相反)
③离子电荷数:电荷数越高,导电能力越强。由此可知:强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质强。如:醋酸的导电能力可比极稀HCl溶液强。CaCO3虽为强电解质,但溶于水所得溶液极稀,导电能力极差。
思考:若在某溶液中加入一种物质,出现沉淀,则溶液的导电能力一定减弱吗?(湿度不变)
分析:不一定。关键要看溶液中离子浓度有无显著变化。如:(1)若在H2SO4溶液中加Ba(OH)2,因生成BaSO4沉淀和极难电离的水,使溶液中离子浓度降低,导电能力降低。(2)若在H2SO4溶液中加BaCl2,虽有沉淀BaSO4生成,但同时生成了HCl,相当于1molSO42-
2molCl-替,故导电能力有所增强。(3)若在HCl溶液中加AgNO3,则导电能力几乎不变。
三、水的电离平衡
1.实验证明,纯水微弱的导电性,是极弱的电解质:
2.25℃1LH2O的物质的量n(H2O)=18 1000=55.6(mol) 共有10-7mol发生电离H2O H++OH- 起始(mol) 55.6 0 0 电离(mol) 10-7 10-7 10-7 平衡(mol)55.6-10-7 10-7 10-7 25℃[H+]·[OH-]= 10-7=10-14=Kw的离子积常数。
2.影响Kw的因素Kw与溶液中[H+ ]、[OH—]无关,与湿度有关。水的电离为吸热过程,所以当湿度升高时,水的电离程度增大,Kw也增大。例如100℃,1LH2O有10-6mol
电离,此时水的离子积常数为Kw=10-6·10-6=10-12. 3.影响水的电离平衡因素
(1)湿度,升湿度促进水的电离,降温则相反。
(2)向纯水中引入H+ 或OH—,会抑制水的电离
(3)向纯水中引入弱酸酸根阴离子或弱碱阳离子,将促进水的电离,此乃为盐类水解的实质。项目变化项目加水升温加入固体NaOH 加入无水 CH3COONa 通入气体HCl 加入等浓度的CH3COOH 平衡移动右