選修4第三章 水溶液中的離子平衡第一節(jié)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)詳細(xì)

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1、第三章 水溶液中的離子平衡 第一節(jié) 弱電解質(zhì)的電離 知識(shí)點(diǎn)一 強(qiáng)弱電解質(zhì) 1. 電解質(zhì)和非電解質(zhì) （1）電解質(zhì)： 在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物,叫電解質(zhì) 。包括酸、堿、鹽、活潑金屬氧化物和水。 （2）非電解質(zhì) ： 在水溶液中或熔化狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物 。包括大多數(shù)有機(jī)物、非金屬氧化物和氨。 注意：①電解質(zhì)、非電解質(zhì)都是化合物，單質(zhì)既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。如石墨、Cl2、Cu雖然在一定條件下能導(dǎo)電，但因其不是化合物，所以它們既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。 ②在水溶液里能夠?qū)щ娀蛉廴跔顟B(tài)下能導(dǎo)電，兩個(gè)條件只要具備一個(gè)的化合物即成為電解質(zhì)，不比兩個(gè)條件同

2、時(shí)具備。 ③在水溶液里或熔融狀態(tài)時(shí)，化合物本身電離出自由移動(dòng)的離子而導(dǎo)電的才是電解質(zhì)。如Na2O在熔融狀態(tài)下能電離出Na+和O2-，而不是其水溶液電離出Na+和OH-；如NH3、CO2、SO3等的水溶液能導(dǎo)電，但他們是非電解質(zhì)。 ④離子化合物（強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽、金屬氧化物）自身含有離子，在熔融狀態(tài)或水溶液中能電離成自由移動(dòng)的離子而導(dǎo)電；固態(tài)或無水的液態(tài)酸中只有分子，不能導(dǎo)電，只有溶于水才會(huì)電離成離子而導(dǎo)電。 ⑤電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力由自由移動(dòng)的離子的濃度與離子所帶的電荷數(shù)來決定。 ⑥電解質(zhì)自身不一定能導(dǎo)電（在水溶液中或熔融狀態(tài)下才能導(dǎo)電），導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì)；非電解質(zhì)不導(dǎo)電，但不導(dǎo)電

3、的物質(zhì)不一定是非電解質(zhì)。 2. 強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì) 實(shí)驗(yàn)探究電解質(zhì)強(qiáng)弱： 等體積、等濃度的鹽酸和醋酸與等量鎂條的反應(yīng)，并測這兩種酸的pH。 (1)HCl和CH3COOH都是電解質(zhì),在水溶液中都能發(fā)生電離; (2)鎂無論是與鹽酸還是醋酸反應(yīng),其實(shí)質(zhì)都是與溶液中的H+反應(yīng); (3)由于酸液濃度、溫度、體積均相同，且鎂條的量也相同，因此，實(shí)驗(yàn)中影響反應(yīng)速率的因素只能是溶液中C(H+)的大小; 結(jié)論： (1)鹽酸和醋酸與活潑金屬反應(yīng)的劇烈程度及PH都有差別，這說明兩種溶液中的H+濃度是不同的。 （2）相同體積、濃度的鹽酸和醋酸中H+濃度不同，這說明HCl和CH3COOH的電離程度不

4、同。 1. 鹽酸在稀溶液中是全部電離生成H+和Cl- 2. 醋酸在稀溶液中只是部分電離生成H+和Ac- 項(xiàng) 目 1mol/L HCl 1mol/L HAc 溶液的pH 0 2 與足量鎂條反應(yīng)的現(xiàn)象 產(chǎn)生氣泡的速度比較 快 慢 產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量的比較 多 少 強(qiáng)電解質(zhì) ： 在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì) 。 包括離子化合物及某些強(qiáng)極性鍵的共價(jià)化合物，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽、活潑金屬的氧化物。 弱電解質(zhì)： 在水溶液里只有一部分分子電離成離子的電解質(zhì) 。 包括弱極性鍵的共價(jià)化合物。如弱酸、弱堿、少數(shù)鹽和水。 物質(zhì) 單質(zhì) 化合物

5、電解質(zhì) 非電解質(zhì)： 非金屬氧化物，大部分有機(jī)物 。如SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2…… 強(qiáng)電解質(zhì)： 強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，大多數(shù)鹽、活潑金屬氧化物 。如HCl、NaOH、NaCl、BaSO4 弱電解質(zhì)： 弱酸，弱堿，極少數(shù)鹽，水 。如HClO、NH3H2O、Cu(OH)2、H2O…… 混和物 純凈物 強(qiáng)酸：六大強(qiáng)酸（硫酸，硝酸，鹽酸（氫氯酸），氫碘酸，氫溴酸，高氯酸） 強(qiáng)堿：四大強(qiáng)堿是（氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇） 弱酸：中學(xué)常見弱酸強(qiáng)弱記誦口訣 (從前到后酸性逐漸變?nèi)?，只考慮第一級(jí)電離的比較） 亞硫磷

6、酸氫氟酸，亞硝甲酸冰醋酸，碳酸氫硫氫氰酸。 即H2SO3>H3PO4>HF>HNO2>HCOOH>CH3COOH>H2CO3>H2S>HCN 弱堿：如NH3H2O、Al(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Zn(OH)2、Cu(OH)2等難溶性的堿 3、電解質(zhì)與非電解質(zhì)本質(zhì)區(qū)別： 電解質(zhì)——離子化合物或共價(jià)化合物 非電解質(zhì)——共價(jià)化合物 注意：①電解質(zhì)、非電解質(zhì)都是化合物 ②SO2、NH3、CO2等屬于非電解質(zhì) ③強(qiáng)電解質(zhì)不等于易溶于水的化合物（如BaSO4不溶于水，但溶于水的BaSO4全部電離，故BaSO4為

7、強(qiáng)電解質(zhì)）——電解質(zhì)的強(qiáng)弱與導(dǎo)電性、溶解性無關(guān)。 ④電解質(zhì)的強(qiáng)弱與電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力沒有必然聯(lián)系，溶液的導(dǎo)電能力主要取決于離子的濃度及所帶電荷數(shù)。 4.電解質(zhì)的電離情況分類說明 ①NaCl、NaOH等鹽、強(qiáng)堿類離子化合物在水溶液里或融融狀態(tài)下都發(fā)生電離，都能導(dǎo)電。 ②Na2O、MgO等活潑金屬氧化物類離子化合物在熔融狀態(tài)下能電離且能導(dǎo)電，或與水反應(yīng)（如Na2O），或不溶于水，因此不談它在水溶液中的電離。 ③HCl、H2SO4、CH3COOH等酸類共價(jià)化合物在水溶液中能電離，能導(dǎo)電，但在熔融狀態(tài)（即純液體）下不電離，不導(dǎo)電，在其純液體中只有分子，沒有離子。要注意：共價(jià)化合物在熔融狀態(tài)

8、下不發(fā)生電離。 ④NaHCO3、NH4Cl等熱穩(wěn)定性較差的鹽類電解質(zhì)受熱易分解，因此只談他們?cè)谒芤褐械碾婋x。 ⑤強(qiáng)酸的酸式鹽在熔融狀態(tài)下或水溶液里的電離是不同的。如： （只斷裂離子鍵）（斷裂離子鍵，共價(jià)鍵） 5．電解質(zhì)的強(qiáng)弱與溶液導(dǎo)電性強(qiáng)弱的關(guān)系 ① 溶液導(dǎo)電性的強(qiáng)弱與溶液中離子濃度及離子電荷密切相關(guān)。 溶液中離子濃度越大，則導(dǎo)電性越強(qiáng)；反之，則導(dǎo)電性越弱。 ② 相同溫度與相同濃度時(shí)，強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)。其原因是強(qiáng)電解質(zhì)溶液中離子濃度比弱電解質(zhì)溶液中離子濃度大。 導(dǎo)電性強(qiáng)弱 離子濃度 離子所帶電荷 溶液濃度 電離程度 ③ 強(qiáng)電解

9、質(zhì)溶液的導(dǎo)電性是否一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)？該問題的答案是不一定。例如，mol 的鹽酸比 1 mol 醋酸溶液的導(dǎo)電性要弱。其原因是前者比后者的離子濃度小。又例如，硫酸鋇是強(qiáng)電解質(zhì)，但是硫酸鋇溶解度很小，雖然溶解的 BaSO4全部電離，溶液中離子濃度仍然很小，導(dǎo)電性非常弱。 ⑴電解質(zhì)不一定導(dǎo)電(如NaCl晶體、無水醋酸)，導(dǎo)電物質(zhì)不一定是電解質(zhì)(如石墨)，非電解質(zhì)不導(dǎo)電，但不導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是非電解質(zhì)。 ⑵強(qiáng)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性不一定比弱電解質(zhì)強(qiáng)。飽和強(qiáng)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性不一定比弱電解質(zhì)強(qiáng)。 6.電離、電解、通電的區(qū)別 電離：指電解質(zhì)

10、在水溶液或熔融狀態(tài)下電解質(zhì)離解成自由移動(dòng)離子的過程，沒有發(fā)成氧化還原反應(yīng)。 電解： 指在通電條件下，電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)； 通電：指接通電源，它是電解反應(yīng)的條件。 強(qiáng)電解質(zhì) 弱電解質(zhì) 定義 在水溶液中完全電離的電解質(zhì) 在水溶液中部分電離的電解質(zhì) 化學(xué)鍵種類 離子鍵、強(qiáng)極性鍵 極性鍵 化合物類型 離子化合物，某些具有極性鍵的共價(jià)化合物 某些具有極性鍵的共價(jià)化合物 電離過程 不可逆，不存在電離平衡 可逆，存在電離平衡 電離程度 完全電離 部分電離 表示方法 用“===”表示 用“ ”表示 示例 Na2SO4===2N

11、a＋＋SO CH3COOH CH3COO－＋H＋ 溶液中溶質(zhì)微粒的種類 離子，無強(qiáng)電解質(zhì)分子 離子和分子 知識(shí)點(diǎn)二 弱電解質(zhì)的電離 一、 電離方程式 1. 電離：電解質(zhì)在水溶液或熔融狀態(tài)下電解質(zhì)離解成自由移動(dòng)離子的過程。 電離方程式：用化學(xué)式和離子符號(hào)表示電離過程的式子,稱為電離方程式。 2. 書寫電離方程式：左邊寫電解質(zhì)的化學(xué)式，右邊寫離子符號(hào)。 ① 強(qiáng)電解質(zhì)完全電離，用“=”連接，弱電解質(zhì)用“”連接。 ② 多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的，應(yīng)當(dāng)分步書寫，而不能“一步到位”，如H2CO3H++HCO3-、HCO3- H++CO32- 多元弱堿高中部分按一

12、步電離寫出，如Fe(OH)3Fe3++3OH- ③弱酸的酸式鹽在水溶液中既有完全電離又有部分電離，NaHCO3 =Na++HCO3-、HCO3- H++CO32- 強(qiáng)酸的酸式鹽 （只斷裂離子鍵）（斷裂離子鍵，共價(jià)鍵） ④ Al(OH)3 是一種重要的兩性氫氧化物，存在酸式電離和堿式電離： H2O + AlO2- + H+Al(OH)3Al3++3OH- 酸式電離 堿式電離 ⑤ 復(fù)鹽能完全電離：如KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42- 二、 弱電解質(zhì)的電離平衡 1. 在一定條件(如溫度、濃度

13、)下，弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率與離子結(jié)合成分子的速率相等，溶液中各分子和離子的濃度都保持不變的狀態(tài)叫電離平衡狀態(tài)。 任何弱電解質(zhì)在水溶液中都存在電離平衡，達(dá)到平衡時(shí)，弱電解質(zhì)具有該條件下的最大電離程度。 2. 弱酸（設(shè)分子式為HA） c(H＋) c(A－) c(HA) HA初溶于水時(shí) 最小 最小 最大 達(dá)到電離平衡前 變大 變大 變小 達(dá)到電離平衡時(shí) 不變 不變 不變 HAH++A+一元弱酸HA電離過程中體系各粒子濃度的變化 BOHB++OH-一元弱堿BOH電離過程中體系各粒子濃度的變化 c(B＋) c(OH－) c(BO

14、H) 等體積等濃度的B＋、OH－溶液相混合時(shí) 最大 最大 最小 達(dá)到電離平衡前 變小 變小 變大 達(dá)到平衡時(shí) 不變 不變 不變 3. 弱電解質(zhì)電力平衡狀態(tài)的特征（與化學(xué)平衡相似） ①逆：弱電解質(zhì)的電離過程是可逆的，存在電離平衡。 ②等：弱電解質(zhì)電離成離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等。 ③動(dòng)：弱電解質(zhì)電離成離子和離子結(jié)合成分子的速率相等，不等于零，是動(dòng)態(tài)平衡。 ④定：弱電解質(zhì)在溶液中達(dá)到電離平衡時(shí)，溶液里離子的濃度、分子的濃度都不再改變。 ⑤變：外界條件改變時(shí)，平衡被破壞，電離平衡發(fā)生移動(dòng)。 4. 影響電離平衡的因素：弱電解質(zhì)的電離平衡符合勒夏特列原理

15、 A、溫度：電離一般吸熱，升溫有利于電離。 B、濃度：濃度越大，電離程度越??；溶液稀釋時(shí)，電離平衡向著電離的方向移動(dòng)。 C、同離子效應(yīng)：在弱電解質(zhì)溶液里加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的電解質(zhì)，會(huì)減弱電離。 D、其他外加試劑：加入能與弱電解質(zhì)的電離產(chǎn)生的某種離子反應(yīng)的物質(zhì)時(shí)，有利于電離。 以電離平衡CH3COOH CH3COO-+H+為例，各種因素對(duì)平衡的影響可歸納為下表： 平衡移動(dòng)方向 c(H+) n(H+) c(Ac-) c(OH-) c(H+)/ c(HAc) 導(dǎo)電能力 電離程度 加水稀釋 向右 減小 增多 減小 增多 增多 減弱 增大

16、加冰醋酸 向右 增大 增多 增多 減小 減小 增強(qiáng) 減小 升高溫度 向右 增大 增多 增多 增多 增多 增強(qiáng) 增大 加NaOH(s) 向右 減小 減少 增多 增多 增多 增強(qiáng) 增大 加H2SO4(濃) 向左 增大 增多 減少 減少 增多 增強(qiáng) 減小 加醋酸銨(s) 向左 減小 減少 增多 增多 減小 增強(qiáng) 減小 加金屬M(fèi)g 向右 減小 減少 增多 增多 增多 增強(qiáng) 增大 加CaCO3(s) 向右 減小 減少 增多 增多 增多 增強(qiáng) 增大 知識(shí)點(diǎn)三 電離平衡常數(shù) 一

17、、定義：電離常數(shù)：在一定條件下，弱電解質(zhì)在達(dá)到電離平衡時(shí)，溶液中電離所生成的各種離子濃度的乘積，跟溶液中未電離的分子濃度的比是一個(gè)常數(shù)。叫做電離平衡常數(shù)，（一般用Ka表示酸，Kb表示堿。 ） 二、表示方法：ABA++B- Ki=[ A+][ B-]/[AB] 1.一元弱酸和弱堿的電離平衡常數(shù) HAH++A+ Ka= BOHB++OH- Kb= 2.多元弱酸、多元弱堿的電離常數(shù) ①多元弱酸（堿）分步電離，酸（堿）性主要由第一步電離決定。每步各有電離常數(shù)。 如H3PO4的電離： H3PO4 H+ + H2P

18、O4- K1 H2PO4- H+ + HPO42- K2 HPO42- H+ + PO43- K3 注：K1>K2>K3（八步訣：分步進(jìn)行，一步定性） ②多元弱堿的電離可寫成一步：如：Cu(OH)2Cu2++2OH- 三、電離常數(shù)的影響因素： 1、電離常數(shù)的大小主要由物質(zhì)的本性決定。同一溫度下不同弱電解質(zhì)的電離常數(shù)不同。 2、電離常數(shù)受溫度變化影響，不受濃度變化影響，在室溫下一般變化不大。 3、同一溫度下，不同弱酸，電離常數(shù)越大，其電離程度越大，酸性越強(qiáng)。如：H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HclO 四

19、、1.衡量弱電解質(zhì)相對(duì)強(qiáng)弱的物理量——電離度 弱電解質(zhì)有相對(duì)強(qiáng)弱的區(qū)別，即電離程度也有大小。表示這種區(qū)別的物理量是電離度。 當(dāng)弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí)，溶液里已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原來總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù)，稱為電離度（符號(hào)為 a ）。 2 ．影響電離度的條件 （1）升高溫度，電離平衡正向移動(dòng)，電離度增大。 （2）降低溶液濃度，電離平衡正向移動(dòng)，電離度增大。 （3）同離子效應(yīng)，使電離度減小。例如，在醋酸溶液中加醋酸鈉，在氨水中加氯化銨，都使電離平衡逆向移動(dòng)，電離度減小。 3. 經(jīng)驗(yàn)公式 對(duì)于一元弱酸，如醋酸 CH3COOH CH3COO— + H+

20、 初（mol/L） C 0 0 變（mol/L） Cα Cα Cα 平（mol/L） C-Cα Cα Cα 溶液中的氫離子濃度為 C（H+）= Cα 補(bǔ)充： 1、同體積、等物質(zhì)的量濃度的一元強(qiáng)酸鹽酸和一元弱酸醋酸 C(H＋) PH 酸性強(qiáng)弱 中和堿的量 與相同的活潑金屬反應(yīng)的起始速率 加少量相應(yīng)鈉鹽（s）后的PH 產(chǎn)生H2的總量 HCl 大 小 強(qiáng) 相同 快

21、不變 相等 CH3COOH 小 大 弱 慢 變大 2、同體積、H＋的物質(zhì)的量濃度相等（即PH相同）的一元強(qiáng)酸鹽酸和一元醋酸 C(酸) PH 酸性強(qiáng)弱 中和堿的能力(消耗相同的堿液的多少) 與相同的活潑金屬反應(yīng)過程中的平均速率 與足量相同的活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生的H2的總量 與相同的活潑金屬反應(yīng)過程中的起始速率 產(chǎn)生H2的總量 HCl 小 相 同 相 同 弱（少） 小 少 相同 少 CH3COOH 大 強(qiáng)（多） 大 多 多 證明弱電解質(zhì)的方法：要證明弱，即證明它只是部分電離或其溶液中存在電離平衡。以一元弱酸HA為例，證明它

22、是弱電解質(zhì)的常用方法： 角度 依據(jù)（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或現(xiàn)象） 結(jié)論 （1）酸溶液的PH ①0.1mol/L的HA溶液PH.>1(室溫下) ②將PH=2的HA溶液稀釋100倍，稀釋后27(室溫) （3）溶液的導(dǎo)電性 相同濃度的HCl溶液和HA溶液，HCl溶液的導(dǎo)電能力明顯更強(qiáng) （4）與金屬反應(yīng)的速率 相同濃度的HCl溶液和HA溶液，與相同（形狀、顆粒大?。┑慕饘俜磻?yīng)，HCl溶液的反應(yīng)速率快 （5）其鈉能與弱酸反應(yīng)生成HA CO2通入NaA溶液中有HA生成 （6）不與碳酸氫鈉溶液反應(yīng) HA溶液不與NaHCO3溶液反應(yīng)，看產(chǎn)生氣泡的速率 5