溶液导电性与什么有关系（电离平衡）

100人浏览 2024-11-28 08:49:28

学习目标

1. 通过分析、推理等方法认识强弱电解质的本质特征及电离平衡常数的意义，建立判断强弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型。

2. 知道弱电解质在水溶液中存在电离平衡，能正确书写弱电解质的电离方程式，会分析电离平衡的移动

知识导学

知识点 1 强电解质和弱电解质

1．电解质和非电解质电解质：

在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。

非电解质：在水溶液中和熔融状态下均以分子形式存在，因而不能导电的化合物。

2．强电解质和弱电解质

(1)实验探究盐酸和醋酸的电离程度取相同体积、0.1 mol·L －1的盐酸和醋酸，比较它们 pH 的大小，试验其导电能力，并分别与等量镁条反应。观察、比较并记录现象。

(2)强电解质与弱电解质的比较

例 1．下列物质中，属于电解质的是________(填序号，下同)，属于非电解质的是________，属于强电解质的是______，属于弱电解质的是________。

①H2SO4 ②盐酸 ③氯气 ④硫酸钡 ⑤乙醇 ⑥铜 ⑦H2CO3 ⑧氯化氢 ⑨CH3COOH ⑩氨气 ⑪CO2

例 2．下列事实中，可以证明醋酸是弱电解质的是( )

A．1 mol·L －1的醋酸溶液中，c(H ＋ )＝1 mol·L －1

B．醋酸与水以任意比互溶

C．10 mL 1 mol·L －1的醋酸溶液恰好与 10 mL 1 mol·L －1的 NaOH 溶液完全反应

D．在相同条件下，醋酸溶液的导电性比盐酸弱

知识点 2 弱电解质的电离平衡

1．电离平衡状态

(1)概念：在一定条件(如温度、浓度)下，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不再发生变化，电离过程就达到了电离平衡状态。

(2)建立过程

(3)电离平衡的特征

2．电离方程式的书写

(1)强电解质完全电离，在写电离方程式时，用“===”。

(2)弱电解质部分电离，在写电离方程式时，用“ ”。

①一元弱酸、弱碱一步电离。如 CH3COOH：CH3COOH CH3COO －＋H ＋， NH3·H2O：NH3·H2O NH ＋ 4 ＋OH －。

②多元弱酸分步电离，必须分步写出，不可合并(其中以第一步电离为主)。如 H2CO3：H2CO3 H ＋＋HCO － 3 (主)，HCO － 3 H ＋＋CO2－ 3 (次)。

③多元弱碱分步电离 (较复杂)，在中学阶段要求一步写出。如 Fe(OH)3：Fe(OH)3 Fe 3＋＋3OH －

3．电离平衡的影响因素

(1)温度：弱电解质的电离一般是吸热过程，升高温度使电离平衡向电离的方向移动，电离程度增大。

(2)浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，离子相互碰撞结合为分子的几率越小，电离程度越大。

(3)同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的电解质时，可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动，电离程度减小。

(4)化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时，电离平衡向电离方向移动。

例 1．在 0.1 mol·L －1的 HCN 溶液中存在如下电离平衡：HCN H ＋＋CN －，下列叙述正确的是( )

A．加入少量 NaOH 固体，平衡正向移动

B．加水，平衡逆向移动

C．滴加少量 0.1 mol·L －1的 HCl 溶液，溶液中 c(H ＋ )减小

D．加入少量 NaCN 固体，平衡正向移动

例 2．已知相同条件下，HClO 的电离常数小于 H2CO3的第一级电离常数。为了提高氯水中 HClO 的浓度，可加入( )

A．HCl B．CaCO3(s) C．H2O D．NaOH(s)

例 3．在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力如图所示，请回答：

(1)“O”点导电能力为 0 的理由是
________________________________________________。

(2)a、b、c 三点溶液中醋酸的电离程度由小到大的顺序为____________。

(3)a、b、c 三点溶液中 CH3COO －物质的量最大的是
___________________________________。

温馨提示

(1)电离吸热，升高温度，电离平衡一定正向移动，电离程度增大。

(2)弱电解质的电离程度、溶液的导电性与电离平衡的移动没有必然的关系。

(3)弱电解质溶液加水稀释时，要注意离子浓度与离子物质的量的变化。如 0.1 mol·L －1 CH3COOH 加水稀释，c(CH3COOH)、c(H ＋ )、c(CH3COO － )均减小，但稀释促进电离，所以 n(CH3COOH)减小，n(H ＋ )、n(CH3COO － )增大。

知识点 3 电离平衡常数

1．概念在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用 K 表示

2．电离平衡常数的表示方法

(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数。

(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数。多元弱酸的电离是分步进行的，每步各有电离平衡常数，通常用 K1、K2等来分别表示。例如，

多元弱酸各步电离常数的大小比较为 Ka1≫Ka2，因此，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。由于多元弱碱为难溶碱，所以一般不用电离平衡常数，而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。

3．意义表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K 值越大，弱电解质的电离程度越大，酸(或碱)性越强。

4．电离常数的影响因素

(1)内因：同一温度下，不同的弱电解质的电离常数不同，说明电离常数首先由物质的本性所决定。

(2)外因：对于同一弱电解质，电离平衡常数只与温度有关，由于电离为吸热过程，所以电离平衡常数随温度升高而增大。

5．电离常数的计算——三段式法

例：25 ℃ a mol·L －1的 CH3COOH

由于弱电解质的电离程度比较小，平衡时弱电解质的浓度(a－x) mol·L －1一般近似为 a mol·L －1

例 1．25 ℃时，0.10 mol·L －1 HA 溶液中有 1%的 HA 电离，则 HA 的电离平衡常数 Ka 为 ________。

例 2．25 ℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下： CH3COOH：Ka＝1.7×10－5 H2CO3：Ka1＝4.4×10－7 Ka2＝4.7×10－11 HClO：Ka＝3.0×10－8

(1)CH3COOH、H2CO3、HCO － 3 、HClO 的酸性由强到弱的顺序：
________________________________________________________________________。

(2)CH3COO －、HCO － 3 、CO2－ 3 、ClO －结合 H ＋的能力由强到弱的顺序：
________________________________________________________________________。

(3)写出向 NaClO 和 CH3COONa 的混合溶液中通入少量 CO2的化学方程式：
________________________________________________________________________。

方法提高

电离平衡常数的应用

(1)根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，相同条件下，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。

(2)根据浓度商 Q 与电离平衡常数 K 的相对大小判断电离平衡的移动方向。

(3)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如 0.1 mol·L －1 CH3COOH 溶液加水稀释， cCH3COO －  cCH3COOH＝ cCH3COO － ·cH ＋  cCH3COOH·cH ＋ ＝ Ka cH ＋ ，加水稀释时，c(H ＋ )减小，Ka值不变，则 cCH3COO －  cCH3COOH 增大

知识点 4 强酸与弱酸的比较

1．实验探究：CH3COOH 与 H2CO3酸性强弱