以氨水为例,氨水的K电离可表示为:

当温度升高,氨水的K电离增大,这样,其中的c(NH3·H2O)要减小,而c(NH4+)和c(OH-)要增大,这说明电离平衡向分子离解为离子的方向发生了移动。

如果温度不变,通入氨气,使c(NH3·H2O)增大,由于K电离不变,则c(NH4+)和c(OH-)也必将增大,即电离平衡向分子离解为离子的方向发生了移动。同样地,如果加入NH4+,使c(NH4+)增大,由于K电离不变,则c(NH3·H2O)要增大,c(OH-)要减小,说明电离平衡向离子结合成分子的方向发生了移动。所以,我们用电离平衡来分析温度和浓度对电离平衡移动的影响时,只要把数学中正比和反比的关系运用于,根据电离常数,我们还可以知道电离度为什么会与弱电解质的浓度有关。

仍以氨水为例,设氨水的浓度为cmol/L,它的电离度为α。那么在该氨水中发生电离的NH3·H2O分子浓度为cαmol/L,同时生成的铵根离子和氢氧根离子的浓度也都是cα mol/L。

我们可用下式进行分析:

如果我们把1-α近似地取为1,这样

从上式可知,α和c有关,c越大,α越小。如果α<5%,用求得的α值和实验测定值很接近,我们一般就用该式来计算α的值

由于电离度的大小与浓度有关,因此,必须用相同浓度下电离度的大小来比较弱酸之间的相对强弱。而电离常数与浓度无关,所以用电离常数来比较弱酸的相对强弱就比用电离度方便得多。只要知道一元弱酸的K电离和多元弱酸的K1,凡K电离(或K1)数值较大的酸,相对来说就是比较强的一种酸。

不同的弱电解质在水溶液里的电离程度是不同的。有的电离程度大,有的 电离程度小。这种电离程度的大小,可用电离度来表示。所谓电解质的电离度 就是当弱电解质在溶液里达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子 数占原来总分子数(包括已电离的和未电离的)的百分数。电解质的电离度常用符号α来表示:   

一般说来,电解质越弱,电离度越小。所以电离度 的大小,可以表示弱电解质的相对强弱。

典型例题剖析

[例题1]在醋酸的稀溶液中存在如下电离平衡:CH3COOH CH­3COO+ H+。加入冰醋酸,即[CH­­COOH]增大,平衡一定向电离方向移动,从而使[CH3COO]、[H+]均增大。因此,CH3COOH的浓度越大,其[H+]也越大,但其电离度要减小。若加水稀释,即[CH3COOH]、[CH­COO]、[H+]均同时减小,而平衡右边两种微粒浓度均减小,因此平衡向右移动。请回答:

①氢硫酸溶液存在如下平衡:H2S H++HS,HS H++S2。现使该溶液中PH值增大,则 [S2]如何变化?

②请用电离平衡移动原理解释为何Al (OH)3既能溶于强酸,又能溶于强碱?

③设计一个实验,证明CH3COOH是弱电解质,盐酸为强电解质?

解析:①H2S溶液PH值增大,即[H+]减小,一是加入强碱,则平衡一定向右移动[S2]增大。二是可加入水稀释,尽管平衡向右移动,S2物质的量一定增大,但溶液的体积增加得更大。因此,[S2]降低。

②由于Al (OH)3同时存在如下平衡:H++AlO2+H2OAl (OH)3 Al3++3OH,加入强酸平衡向Al3+方向移动,加入强碱,平衡向AlO2方向移动。

③ 先分别用PH试纸测定CH3COOH、HCl的PH值,然后各取10 mL的两种酸,稀释为100mL,再分别测定PH值,盐酸PH值增大一个单位,而CH3COOH小于1个单位)。

[例题2]0.1mol/L氨水中,存在着NH3•H2O NH4++OH- DE电离平衡,当改变条件时,用箭头表明变化。

解析:考查弱碱溶液中电离平衡与外界条件改变相依赖的关系。值得注意的是加入水,冲稀与促进电离的关系。0.1mol/L是较稀溶液,促进电离但会减少离子的浓度。

[例题3]下列叙述中,能证明某物质是弱电解质的是

A.熔化时不导电              B.不是离子化合物,而是极性共价化合物 C.水溶液的导电能力很差          D.溶液中已电离的离子和未电离的分子共存。

解析:解答此题必须明确强弱电解质的有关概念。(1)弱电解质在水溶液中部分电离,因此在溶液中已电离出的离子和未电离的分子一定共存,选项D正确。(2)有些电解质(无论强弱)在熔化时不能电离,故不能导电,如极性共价化合物H2SO4、H3PO4(弱电解质),可见选项A不是答案。(3)从结构上讲极性共价化合物可能为强电解质如强酸,可以是非电解质如NH3,也可以是弱电解质如HF、H2S等,因此选项B也不是答案。(4)溶液的导电能力与溶液离子的浓度有关,强电解质的稀溶液导电能力也很差。因此在没有浓度限制时不能用导电能力强弱来判断强弱电解质。C不是答案。答案:D

[例题4]一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力有如图所示曲线,请回答。

(1)“O”点为什么不导电______。

(2) a、 b、 c三点的pH由小到大的顺序为______。

(3)a、b、c三点中,醋酸的电离度α最大的一点是______。

(4)若使c点溶液中的[CH3COO-]提高,在如下措施中,可选择 [ ]

A.加热B.加很稀的NaOH溶液C.加固体KOHD.加水E.加固体CH3COONaF.加Zn粒

(5)在稀释过程中,随着醋酸浓度的降低,下列始终保持增大趋势的量是 [ ]

A.[H+]  B.H+个数C.CH3COOH分子数  D.[H+]/[CH3COOH]

解析: (1)因为冰醋酸未电离,无离子。

(2)从图象可知a、b、c三点导电能力大小顺序为b>a>c,说明溶液中H+离子浓度大小顺序为 b>a>c,因此pH由小到大的顺序为b<a<c。

(3)因为在一定温度下,溶液越稀电离度越大,因此c点的电离度最大。

(4)在醋酸溶液中存在下列平衡:CH3COOHCH3COO-+ H+;△H>0

由此可知加热以及加固体KOH、加Zn粒均可使平衡正向移动,且[CH3COO-]增大。加入很稀的NaOH溶液,加水虽也可使平衡正向移动,但因溶液冲稀,所以[CH3COOH]减小。加入固体CH3COONa,平衡逆向移动,但因加入较多CH3COO-,故使其浓度增大,因此答案为(A)、(C)、(E)、(F)。

(5)在稀释过程中,CH3COOH的电离度增大,因而H+个数肯定增大,CH3COOH分子数不断减小,[H+]/[CH3COOH]=n(H+) /n(CH3COOH),所以[H+]/[CH3COOH]不断增大.答案:(B)、(D)。

[例题5]  对于弱酸,在一定温度下达到电离平衡时,各微粒的浓度存在一种定量的关系。

   若25℃时有HAH++A-,则K==

式中:K为电离平衡常数,只与温度有关,c为各微粒的平衡浓度。下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)。


电离方程式
电离平衡常数K
CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
1.76×10-5
 
H2CO3
H2CO3H++HCO3-
HCO3-H++CO32-
K1==4.31×10-7
K2==5.61×10-11
 
H2S
H2SH++HS-
HS-H++S2-
K1==9.1×10-8
K2==1.1×10-12
 
 
H3PO4
H3PO4H++H2PO4-
H2PO4-H++HPO42-
HP42-H++PO43-
K1==7.52×10-3
K2==6.23×10-8
K3==2.20×10-13

回答下列各题:

   (1)K只与温度有关,当温度升高时,K值__________(填“增大”、“减小”、“不变”)。

   (2)在温度相同时,各弱酸的K值不同,那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系?_____________________________。

   (3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO3-、H2S、HS-、H3PO4、H2PO4-、HPO42-都看作是酸,其中酸性最强的是__________,最弱的是_____________。

   (4)多元弱酸是分步电离的,每一步都有相应的电离平衡常数,对于同一种多元弱酸的K1K2K3之间存在着数量上的规律,此规律是________________,产生此规律的原因是___________________________________。

   解析: (1)温度升高,促进电离,所以K值增大

   (2)K值越大,电离出的氢离子浓度越大,所以酸性越强

   (3)H3PO4  HPO42-

(4)K1K2K3≈1:10-5:10-10  上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用 

疑难点拨

 0  368344  368352  368358  368362  368368  368370  368374  368380  368382  368388  368394  368398  368400  368404  368410  368412  368418  368422  368424  368428  368430  368434  368436  368438  368439  368440  368442  368443  368444  368446  368448  368452  368454  368458  368460  368464  368470  368472  368478  368482  368484  368488  368494  368500  368502  368508  368512  368514  368520  368524  368530  368538  447090 

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