专题十七-弱电解质的电离平衡-高考化学课堂课件-新高考版

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专题十七弱电解质的电离平衡

1考情解读课标要求从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶液的组成、性质和反应.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡,了解电离平衡常数的含义.了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用.

2考情解读核心考点核心命题角度考题取样命题情境素养能力弱电解质的电离平衡强、弱电解质的判断2019浙江4月选考,2学习探索理解与辨析电离平衡的移动及微粒分析2019全国卷Ⅲ,11学习探索理解与辨析电离常数及其应用电离平衡的移动及电离常数的计算2016全国卷Ⅱ,26学习探索归纳与论证

3考情解读高考怎么考弱电解质的电离平衡是中学化学基本理论中的重要组成部分,也是学习中比较难理解的内容.高考对本专题的考查主要集中在弱电解质的电离平衡、电离常数的应用和计算等,主要以选择题的形式出现.有关本专题内容的考查常用图像等创设新情境,考查考生的观察、理解能力,符合高考命题创新性的要求.高考命题热点主要有影响弱电解质电离平衡的因素,通过图像分析强、弱电解质,电离常数和电离度,比较微粒浓度大小和pH计算等,命题有时会与水解相结合增加试题的难度.预计在2022年的高考中图像题出现的可能性仍然比较大.

4考点1弱电解质的电离平衡考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法1电解质的电离及电离平衡考点2电离常数及其应用考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法2电离常数的应用和计算

5“双一流”名校冲刺释疑难·专项突破疑难7基于电离平衡分析弱酸(碱)溶液的稀释图像

6考点1弱电解质的电离平衡

7考点帮▪必备知识通关1.强电解质与弱电解质[具体参考本书P017]2.弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的定义在一定条件(如温度、浓度)下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态,这叫作电离平衡.

8考点帮▪必备知识通关(2)弱电解质电离平衡的建立过程

9考点帮▪必备知识通关(3)影响弱电解质电离平衡的因素[重点]①内因:弱电解质本身的性质,是决定因素.

10考点帮▪必备知识通关③以CH3COOHCH3COO-+H+为例分析外界条件对电离平衡的影响.改变条件平衡移动方向电离程度c(H+)c(OH-)Ka升高温度正向增大增大增大增大加水稀释正向增大减小增大不变加入少量冰醋酸正向减小增大减小不变

11考点帮▪必备知识通关改变条件平衡移动方向电离程度c(H+)c(OH-)Ka通入HCl(g)逆向减小增大减小不变加入少量NaOH(s)正向增大减小增大不变加CH3COONa(s)逆向减小减小增大不变加入镁粉正向增大减小增大不变续表

12考点帮▪必备知识通关深度学习·分析解释从“定性”和“定量”两个角度理解电离平衡1.从定性角度:深刻理解勒夏特列原理——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.2.从定量角度:当改变影响电离平衡的条件后分析两种微粒浓度之比的变化时,若通过平衡移动的方向不能作出判断,应用电离平衡常数定量分析.

13考点帮▪必备知识通关高考链接[上海高考]H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-.若向H2S溶液中A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH增大C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH减小D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小答案C

14考法帮▪解题能力提升考法1电解质的电离及电离平衡主要考查强、弱电解质的识别,等浓度的强、弱电解质的电离程度大小比较,等pH的强、弱电解质的浓度大小比较等.强、弱电解质的判断“六方法”:1.在相同浓度、相同温度下,通过导电性实验,比较导电能力的强弱.如同体积等浓度的盐酸和醋酸溶液,前者的导电能力强于后者.2.在相同浓度、相同温度下,比较反应速率的快慢,如将足量的锌粒投入同体积等浓度的盐酸和醋酸溶液中,反应开始时前者产生气体的速率比后者快.

15考法帮▪解题能力提升3.利用浓度与pH的关系.常温下,测0.1mol·L-1CH3COOH溶液的pH,其pH>1,则证明CH3COOH是弱电解质.4.测定对应盐的酸碱性.如CH3COONa溶液呈碱性,则证明醋酸是弱酸.5.溶液稀释前后pH的变化与稀释倍数的关系.如在常温下,将pH=2的酸溶液稀释1000倍,若pH<5,则证明该酸为弱酸;若pH=5,则证明该酸为强酸.6.利用较强酸(碱)制备较弱酸(碱)判断电解质强弱.

16考法帮▪解题能力提升命题角度1　强、弱电解质的判断示例1[2017浙江4月选考,18,2分]室温下,下列事实不能说明NH3·H2O为弱电解质的是A.0.1mol·L-1NH3·H2O的pH小于13B.0.1mol·L-1NH4Cl溶液的pH小于7C.相同条件下,浓度均为0.1mol·L-1的NaOH溶液和氨水,氨水的导电能力弱D.0.1mol·L-1NH3·H2O能使无色酚酞试液变红色

17考法帮▪解题能力提升思维导引解析答案D

18考法帮▪解题能力提升命题角度2　强、弱电解质的电离示例2[2018浙江4月选考,18,2分]相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是A.pH相等的两溶液中:c(CH3COO-)=c(Cl-)B.分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同C.相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同D.相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO-)=c(Cl-)

19考法帮▪解题能力提升解析HCl为强电解质、CH3COOH为弱电解质,根据电荷守恒得:醋酸溶液中c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),盐酸中c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),又因两溶液的pH相等,故c(CH3COO-)=c(Cl-),A项正确.pH相等的两种溶液,溶质的酸性越弱,溶液的浓度越大,体积相同时所含溶质的物质的量就越多,CH3COOH的酸性小于HCl,所以分别中和pH相等、体积相等的两溶液时醋酸溶液所消耗的氢氧化钠更多,B项错误.溶液与金属镁反应,c(H+)越大反应速率越快,相同浓度的两溶液,HCl完全电离而醋酸部分电离,故盐酸与金属镁的起始反应速率更快,C项错误.

20考法帮▪解题能力提升相同浓度(假设为c0)的CH3COOH溶液和盐酸,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中,分别有c(CH3COO-)=c(Na+),c(Cl-)=c(Na+),前者所得溶液中c(Na+)

21考法帮▪解题能力提升核心素养对接核心素养之“证据推理与模型认知”——强酸、弱酸性质模型

22考法帮▪解题能力提升命题角度3　电离平衡的移动及微粒分析示例3将浓度为0.1mol·L-1的HF溶液加水稀释,下列各量增大的是①c(H+)　②c(F-)　③c(OH-)　④Ka(HF)　⑤Kw⑥　⑦A.①⑥B.②④C.③⑦D.④⑤解析HF是弱电解质,加水稀释促进HF的电离,但c(H+)、c(F-)、c(HF)都减小;温度不变,Kw不变,c(H+)减小,则c(OH-)增大;温度不变,Ka(HF)不变,=,c(F-)减小,则增大;根据电荷守恒知,c(H+)=c(OH-)+c(F-),则==1-,因为增大,故减小.综上所述,c(OH-)、增大.

23考法帮▪解题能力提升核心素养对接核心素养之“证据推理与模型认知”——弱电解质电离受外界因素影响模型

24考点2电离常数及其应用

25考点帮▪必备知识通关1.电离常数[重点](1)概念在一定温度下,弱电解质达到电离平衡时,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是一个常数,该常数叫作电离常数,用K表示(弱酸的电离常数用Ka表示,弱碱的电离常数用Kb表示).(2)电离常数的表达式对于一元弱酸HA:HAH++A-,Ka=.对于一元弱碱BOH:BOHB++OH-,Kb=

26考点帮▪必备知识通关对于多元弱酸,其电离是分步进行的,每步各有电离常数,通常用Ka1、Ka2、Ka3等分别表示.如:(3)电离常数的影响因素、意义影响因素电离常数只与温度有关,因为电离是吸热的过程,所以温度越高,电离常数越大意义温度相同时,电离常数数值的大小反映弱酸(或弱碱)的相对强弱.一定温度下,Ka越大,弱酸的电离程度越大,弱酸的酸性越强

27考点帮▪必备知识通关2.电离度弱电解质在水中的电离达到平衡状态时,已电离的溶质的分子数占原有溶质的分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分率,称为电离度,通常用α表示.

28考点帮▪必备知识通关深度学习·概括关联电离常数(K)与电离度(α)的关系

29考法帮▪解题能力提升考法2电离常数的应用和计算1.电离常数的应用相同温度下,三种酸的电离常数如表所示:酸HXHYHZ电离常数Ka9×10-79×10-61×10-2

30考法帮▪解题能力提升判断弱酸的相对强弱根据相同温度下同类型弱酸的酸性随电离常数的增大而增强,结合表中Ka(HX)NaY>NaZ,所以对应溶液的pH由小到大的顺序为NaZ

31考法帮▪解题能力提升注意对于多元弱酸,酸性的强弱主要取决于第一步电离,故应根据Ka1来判断弱酸的相对强弱.2.有关电离常数的计算(以弱酸HX为例)(1)已知c始(HX)和平衡时c(H+),求电离常数

32考法帮▪解题能力提升由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可近似处理,c始(HX)-c(H+)≈c始(HX),则Ka≈,代入数值求解即可.(2)已知c始(HX)和电离常数,求平衡时c(H+)同理可得Ka=≈,则c(H+)≈,代入数值求解即可.2)已知c始(HX)和电离常数,求平衡时c(H+)同理可得Ka=≈,则c(H+)≈,代入数值求解即可.

33考法帮▪解题能力提升命题角度1电离常数的应用示例4[上海高考改编]部分弱酸的电离常数如表所示.下列选项正确的是2CN-+H2O+CO22HCN+CO32-2HCOOH+CO32-2HCOO-+H2O+CO2↑中和等体积、等pH的HCOOH溶液和HCN溶液消耗NaOH的量前者大于后者等体积、等浓度的HCOONa溶液和NaCN溶液中所含离子总数前者小于后者弱酸HCOOHHCNH2CO3电离常数(25℃)Ka=1.77×10-4Ka=4.9×10-10Ka1=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11

34考法帮▪解题能力提升思路导引

35考法帮▪解题能力提升解析根据弱酸的电离常数知,酸性HCOOH>H2CO3>HCN>HCO3-,对应相同浓度盐的碱性:CO32->CN->HC>HCOO-.A选项,不能得到CO32-,只能得到HCO3-,错误.C选项,pH相同,但由于HCN的电离常数小,说明起始浓度c(HCN)>c(HCOOH),因而等体积、等pH的HCOOH溶液和HCN溶液与NaOH反应,HCN溶液消耗的NaOH多,错误.D选项,两溶液中分别存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-)、c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-).HCOONa溶液中所含离子总数为c(Na+)+c(H+)+c(HCOO-)+c(OH-)=2[c(Na+)+c(H+)],HCN溶液中所含离子总数为c(Na+)+c(H+)+c(CN-)+c(OH-)=2[c(Na+)+c(H+)];由于HCOOH的酸性强于HCN的酸性,相同浓度的盐溶液,NaCN溶液的碱性强,故c(H+)小;由于两溶液中c(Na+)相同,所以NaCN溶液中所含离子总数比HCOONa溶液中的少,错误.答案B

36考法帮▪解题能力提升考点扫描[2019全国卷Ⅰ,26(3)节选]根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2OH++B(OH)4-,Ka=5.81×10-10,可判断H3BO3是酸.[2019全国卷Ⅲ,11改编]常温下pH=2的H3PO4溶液,加水稀释使电离度增大,溶液pH减小;加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强(　　)[2016全国卷Ⅲ,13A]向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小(　　)[2016江苏,7D]室温下,稀释0.1mol·L-1CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强(　　)

37考法帮▪解题能力提升答案1.一元弱　2.✕　3.✕　4.✕命题角度2　电离平衡的移动及电离常数的计算示例5[2020黑龙江实验中学阶段测试]常温下,起始时体积均为V0、浓度均为1mol·L-1的HA溶液和HB溶液,分别加水稀释,所得溶液pH与lg+1的变化关系如图所示(V表示溶液稀释后的体积).下列说法错误的是

38考法帮▪解题能力提升A.Ka(HA)约为10-4B.当两溶液稀释至lg+1=4时,溶液中c(A-)>c(B-)C.中和等体积、等pH的两种酸溶液所用n(NaOH):HA>HBD.等体积、等物质的量浓度的NaA溶液和NaB溶液中,离子总数前者小于后者思维导引结合起始时溶液的pH和浓度、电离方程式及电离常数表达式计算电离常数.

39考法帮▪解题能力提升解析

40考法帮▪解题能力提升答案B

41考法帮▪解题能力提升核心素养对接核心素养之“证据推理与模型认知”——弱电解质(以HM为例)溶液(pH-lg图像)稀释模型

42疑难7基于电离平衡分析弱酸(碱)溶液的稀释图像对同温下弱酸(弱碱)溶液加水稀释后的图像进行分析,是近几年命题的热点,也是难点.解答这类题时考生除了必备电离平衡的相关知识,还必须具备应用数学工具解决化学问题的能力、读图与计算能力.加水稀释HA(弱酸)溶液时,图像中纵、横轴表示的物理量不同,其图像可能出现下面多种情况.说明:(1)δ表示某种微粒的分布分数.(2)V表示稀释后溶液体积,V0表示稀释前溶液体积.▪“双一流”名校冲刺

43▪“双一流”名校冲刺

44▪“双一流”名校冲刺解题模型解答该类题时,基于本质相同,可以采用下面步骤进行思考与分析.

45▪“双一流”名校冲刺突破点1一元酸溶液加水稀释后溶液情况的判断示例6浓度均为0.1mol/L、体积均为V0的HX、HY溶液,分别加水稀释至体积为V,pH随lg的变化关系如图所示.下列叙述正确的是

46▪“双一流”名校冲刺A.HX、HY都是弱酸,且HX的酸性比HY的弱B.相同温度下,电离常数K(HX):a>bC.常温下,c水(H+)·c水(OH-):a

47▪“双一流”名校冲刺解析由图像可知HY溶液加水稀释104倍,溶液的pH也随之增加了4,而HX溶液加水稀释104倍后,溶液的pH变化小于4,因此HY为强酸,HX为弱酸,A项错误.电离常数只与温度有关,因此在相同温度下,电离常数K(HX):a=b,B项错误.a、b两点对应溶液中水的电离都因HX的电离而受到抑制,其中在a点时溶液中HX电离出的c(H+)较大,对水电离的抑制更强,因此在a点时溶液中水电离出的c水(H+)、c水(OH-)都比b点的小,则c水(H+)·c水(OH-):a

48▪“双一流”名校冲刺突破点2一元碱溶液加水稀释后溶液情况的判断示例7浓度均为0.10mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示.下列叙述错误的是A.MOH的碱性强于ROH的碱性B.ROH的电离程度:b点大于a点C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大

49▪“双一流”名校冲刺解析答案D看图像横、纵轴横轴表示稀释10n倍,纵轴表示碱溶液的pH看图像起点0.10mol·L-1的MOH溶液和ROH溶液的pH分别为13和小于13,说明MOH是强碱,ROH是弱碱,A项正确看图像变化每稀释10倍,MOH溶液的pH变化1,ROH溶液的pH变化小于1,说明MOH是强碱,ROH是弱碱.若无限稀释,两条曲线最终交于一点,则说明两种碱溶液中c(OH-)相等,C项正确看a、b两点“越稀越电离”,加水稀释使电离平衡右移,电离程度增大,b点对应溶液的稀释程度大于a点,则b点对应溶液中ROH的电离程度大于a点,B项正确温度对电离的影响升温能使电离平衡右移,ROH是弱碱,c(R+)增大,而MOH是强碱,c(M+)不变,则减小,D项错误

50▪“双一流”名校冲刺突破点3微粒分布分数与溶液pH变化关系图像分析示例8[2017全国卷Ⅱ,12,6分]改变0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=].下列叙述错误的是

51▪“双一流”名校冲刺A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)B.lg[K2(H2A)]=-4.2C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)

52▪“双一流”名校冲刺解析图知pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),A项正确.由pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),可得K2(H2A)==c(H+),lg[K2(H2A)]=lgc(H+)=-4.2,B项正确.由题图可知,pH=2.7时c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),C项正确.由题图可知,pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)≈0.05mol·L-1,而c(H+)=10-4.2mol·L-1,D项错误.答案D

53▪“双一流”名校冲刺解题模型