高三化学一轮复习优质学案：弱电解质的电离平衡
第26讲弱电解质的电离平衡
考纲要求
1.了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。
2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。
3.理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数(K a、K b)进行相关计算。
考点一弱电解质的电离平衡
1.弱电解质
(1)概念
(2)与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物，弱电解质主要是某些共价化合物。
2.弱电解质的电离概念
(1)电离平衡的建立
在一定条件下(如温度、压强等)，当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡。
(2)电离平衡的建立与特征
①开始时，v(电离)最大，而v(结合)为0。
②平衡的建立过程中，v(电离)＞v(结合)。
③当v(电离)＝v(结合)时，电离过程达到平衡状态。
3.外因对电离平衡的影响
(1)浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，越易电离。
(2)温度：温度越高，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。
(4)化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时，可使电离平衡向电离方向移动。如：
以0.1mol·L－1CH3COOH溶液为例，填写外界条件对CH3COOH CH3COO－＋H＋ΔH＞0的影响。
改变条件平衡移动方向n(H＋) c(H＋) 导电能力K a
加水稀释向右增大减小减弱不变加入少量冰醋酸向右增大增大增强不变
通入HCl(g) 向左增大增大增强不变
加NaOH(s) 向右减小减小增强不变加CH3COONa(s) 向左减小减小增强不变
加入镁粉向右减小减小增强不变
升高温度向右增大增大增强增大
(1)强电解质稀溶液中不存在溶质分子，弱电解质稀溶液中存在溶质分子(√)
(2)氨气溶于水，当NH3·H2O电离出的c(OH－)＝c(NH＋4)时，表明NH3·H2O电离处于平衡状态(×)
(3)室温下，由0.1mol·L－1一元碱BOH的pH＝10，可知溶液中存在BOH===B＋＋OH－(×)
(4)电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小，离子浓度一定增大(×)
(5)25℃时，0.1mol·L－1CH3COOH加水稀释，各离子浓度均减小(×)
(6)电离平衡向右移动，弱电解质的电离度一定增大(×)
解析(2)NH3＋H2O NH3·H2O NH＋4＋OH－，NH3·H2O电离出的c(OH－)与c(NH＋4)永远相等，不能表明NH3·H2O电离处于平衡状态。(3)由于OH－的浓度小于0.1mol·L－1，所以BOH应属于弱碱，其电离方程式应为BOH B＋＋OH－。(4)都不一定。如对于CH3COOH CH3COO－＋H＋平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能“消除”这种改变，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c(CH3COOH)、c(H＋)都比原平衡时要小。(5)CH3COOH溶液稀释时，c(CH3COO－)、c(H＋)减小，但c(OH－)会增大。
(6)CH3COOH溶液中加冰醋酸，电离平衡向右移动，但CH3COOH的电离度减小。
1.25℃时，稀释0.1mol·L－1的CH3COOH溶液，溶液中所有离子浓度都降低吗？请阐述判断的理由____________________________________________________________________。
答案不是，c(CH3COO－)、c(H＋)降低，水的电离被抑制程度降低，则c(OH－)增大[或温度不变，K w不变，c(H＋)降低，c(OH－)必然增大]
2.分别画出冰醋酸和0.1mol·L－1的醋酸加水稀释时导电能力的变化图。
答案
题组一影响电离平衡的因素
1.常温下，0.1mol·L－1醋酸溶液的pH＝a，下列能使溶液pH＝a＋1的措施是()
A.将溶液稀释到原体积的10倍
B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积的0.2mol·L－1盐酸
D.提高溶液的温度
答案 B
解析醋酸是弱酸，电离方程式是CH3COOH H＋＋CH3COO－，故稀释10倍，pH增加不到一个单位，A项错误；加入适量的醋酸钠固体，抑制醋酸的电离，使其pH增大，可以使其pH由a变成a＋1，B项正确；加入等体积的0.2mol·L－1盐酸，虽然抑制了醋酸的电离，但增大了c(H＋)，溶液的pH减小，C项错误；提高溶液的温度，促进了醋酸的电离，c(H＋)增大，溶液的pH减小，D项错误。
2.(2019·武汉调研)稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2O NH＋4＋OH－，若要使平衡向左移动，同时使c(OH－)增大，应加入的物质或采取的措施是()
①NH4Cl固体②硫酸③NaOH固体④水⑤加热⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤
B.③⑥
C.③
D.③⑤
答案 C
解析若在氨水中加入NH4Cl固体，c(NH＋4)增大，平衡向左移动，c(OH－)减小，①不合题意；硫酸中的H＋与OH－反应，使c(OH－)减小，平衡向右移动，②不合题意；当在氨水中加入NaOH固体后，c(OH－)增大，平衡向左移动，③符合题意；若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向右移动，且c(OH－)减小，④不合题意；电离属吸热过程，加热平衡向右移动，c(OH－)
增大，⑤不合题意；加入少量MgSO4固体发生反应Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，溶液中c(OH －)减小，⑥不合题意。
题组二平衡移动后结果的确定
3.已知人体体液中存在如下平衡：CO2＋H2O H2CO3H＋＋HCO－3，以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是()
A.当强酸性物质进入体液后，上述平衡向左移动，以维持体液pH的相对稳定
B.当强碱性物质进入体液后，上述平衡向右移动，以维持体液pH的相对稳定
C.若静脉滴注大量生理盐水，则体液的pH减小
D.进行呼吸活动时，如果CO2进入血液，会使体液的pH减小
答案 C
解析若静脉滴注大量生理盐水，则血液被稀释，平衡虽然正向移动，但根据勒夏特列原理，c(H＋)减小，体液的pH增大。
4.(2018·桂林质检)饱和氨水中存在化学平衡和电离平衡：NH3＋H2O NH3·H2O NH＋4＋OH－。下列有关说法正确的是()
A.常温下饱和氨水的pH＜7
B.向氨水中滴加过量硫酸，上述平衡均正向移动，pH增大
C.电离是吸热过程，升高温度，上述平衡均正向移动
D.向氨水中加入少量NaOH固体，上述平衡均逆向移动，有NH3放出
答案 D
解析常温下饱和氨水呈碱性，pH＞7，A项错误；加入过量硫酸，H＋浓度增大，pH减小，B项错误；升温会使NH3逸出，NH3＋H2O NH3·H2O平衡向逆反应方向移动，C项错误；加入少量NaOH固体，OH－浓度增大，平衡向生成NH3的方向移动，有NH3放出，D项正确。
5.H2S水溶液中存在电离平衡H2S H＋＋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
解析加水促进电离，但氢离子浓度减小，A项错误；通入过量SO2气体发生反应2H2S＋
SO2===3S↓＋2H2O，当SO2过量时溶液显酸性，而且酸性比H2S强，pH减小，B项错误；滴加新制氯水，发生反应Cl2＋H2S===2HCl＋S↓，平衡向左移动，溶液pH减小，C项正确；加入少量硫酸铜固体，发生反应H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋，H＋浓度增大，D项错误。
弱电解质电离平衡的移动结果判断需克服思维定式：
(1)电离平衡向右移动，电离程度不一定增大。
(2)电离平衡向右移动，电解质的分子浓度不一定减小，电解质的离子浓度也可能减小。
题组三弱电解质电离与溶液导电图像分析
6.向溶液中加入新物质时，其导电性(I)符合图示变化趋势的实验操作是()
A.乙酸溶液中通入氨气至过量
B.澄清的石灰水中通入CO2至过量
C.亚硫酸中通入氯气至过量
D.氨水中通入氯化氢气体
答案 B
解析A项中，弱电解质醋酸与氨水反应生成了强电解质醋酸铵，所以导电能力增强；B项中，随着二氧化碳的通入生成碳酸钙沉淀和水，离子浓度减少，导电能力减弱，恰好反应后生成碳酸钙和水，导电能力最小，继续通入二氧化碳，会和水、碳酸钙反应生成碳酸氢钙强电解质，导电能力又增强；C项中，亚硫酸是弱电解质，通入氯气会反应生成硫酸和盐酸，离子浓度增大，所以导电能力逐渐增强；D项中，氨水与氯化氢反应生成强电解质氯化铵，故导电能力是逐渐增强的。
7.一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示，下列说法正确的是()
A.a、b、c三点溶液的pH：c＜a＜b
B.a、b、c三点CH3COOH的电离程度：c＜a＜b
C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，测量结果偏小
D.a、b、c三点溶液用1mol·L－1NaOH溶液中和，消耗NaOH溶液体积：c＜a＜b
答案 C
解析A项，由导电能力知c(H＋)：b＞a＞c，故pH：c＞a＞b；B项，加水体积越大，越利于CH3COOH电离，故电离程度：c＞b＞a；C项，用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，相当于稀释a点溶液，c(H＋)增大，pH偏小；D项，a、b、c三点n(CH3COOH)相同，用NaOH 溶液中和时消耗n(NaOH)相同，故消耗V(NaOH)：a＝b＝c。
8.(2018·山东滕州一中模拟)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，根据溶液电导
率变化可以确定滴定反应的终点。下图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中，能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是()
答案 D
解析HCl为强电解质，CH3COOH为弱电解质，滴加NH3·H2O，先与HCl反应，生成同样为强电解质的NH4Cl，但溶液体积不断增大，溶液稀释，所以电导率下降。当HCl被中和完后，继续与CH3COOH弱电解质反应，生成CH3COONH4，为强电解质，所以电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后，继续滴加弱电解质NH3·H2O，电导率变化不大，因为溶液被稀释，有下降趋势。
影响电解质溶液的导电能力的主要因素
电解质溶液的导电能力主要取决于离子的浓度、离子在电场中的运动速率以及离子所带的电荷数目。
(1)相同条件下溶液的离子浓度越大，其导电能力越强。
(2)相同离子浓度时，离子所带的电荷数越多，溶液的导电能力越强。 (3)温度越高，溶液的导电能力越强。
考点二 电离平衡常数
1.表达式
(1)一元弱酸HA 的电离常数：根据HA H ＋
＋A －
，可表示为K a ＝c (A －)·c (H ＋
)
c (HA )
。
(2)一元弱碱BOH 的电离常数：根据BOH B ＋
＋OH －
，可表示为K b ＝c (B ＋)·c (OH －
)
c (BOH )
。
2.特点
(1)电离平衡常数与温度有关，与浓度无关，升高温度，K 值增大。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱，K 越大，表示弱电解质越易电离，酸性或碱性越强。
例如，在25℃时，K (HNO 2)＝4.6×10－
4，K (CH 3COOH)＝1.8×10－
5，因而HNO 2的酸性比CH 3COOH 强。
(3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K 1?K 2?K 3……，故其酸性取决于第一步电离。 3.电离度 (1)概念
在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时，已经电离的电解质分子数占原电解质总数的百分比。 (2)表示方法
α＝已电离的弱电解质分子数溶液中原有弱电解质的总分子数
×100%
也可表示为α＝弱电解质的某离子浓度
弱电解质的浓度×100%
(3)影响因素
①相同温度下，同一弱电解质，浓度越大，其电离度(α)越小。 ②相同浓度下，同一弱电解质，温度越高，其电离度(α)越大。
(1)H 2CO 3的电离常数表达式：K a ＝c 2(H ＋
)·c (CO 2－
3)
c (H 2CO 3)(×)
(2)弱电解质的电离平衡右移，电离平衡常数一定增大(×)
(3)电离常数大的酸溶液中的c (H ＋
)一定比电离常数小的酸溶液中的c (H ＋
)大(×) (4)某一弱电解质，电离度越大，电离常数就越大(×) (5)相同温度下，向1mol·L
－1
的醋酸溶液中加入少量冰醋酸，其电离度变小(√)
1.同一温度下，H 2CO 3的电离平衡常数K a1＝4.4×10－
7，K a2＝4.7×10
－11
，有人认为K a1、K a2
差别很大的主要原因是第一步电离产生的H ＋
对第二步的电离起抑制作用造成的。你认为这种
观点对吗？试从影响平衡常数因素的角度阐明你的观点。
答案 这种观点不正确，电离常数与温度有关，与溶液的H ＋
浓度无关。其差别大的主要原
因是从HCO －
3负电荷上解离一个正电荷(H ＋
)比从中性分子(H 2CO 3)中解离一个正电荷(H ＋
)克服微粒之间的作用要大，即内因影响电离常数。
2.从定性、定量的角度解释弱电解质溶液加水稀释，平衡移动方向。 (1)应用平衡移动原理解释0.2mol·L
－1
的醋酸加水稀释平衡移动方向。
答案 稀释弱电解质溶液时，溶液总浓度减小，根据平衡移动原理，平衡向减弱这种改变的
方向移动，即正向移动。
(2)应用Q 与K 的关系定量分析，0.2 mol·L －1
的醋酸加水稀释平衡移动方向，c (H ＋
)减小的
原因。
答案 稀释时，假设溶液的体积扩大一倍，则
Q ＝12c (H ＋)·12c (CH 3COO －
)12c (CH 3COOH )＝12K ，
此时Q ＜K ，故电离平衡正向移动。
移动的结果使c (CH 3COOH)减小，由于平衡常数不变，故c (H ＋
)和c (CH 3COO －
)都必然减小。 3.部分弱酸的电离平衡常数如下表：
按要求回答下列问题：
(1)HCOOH 、H 2S 、H 2CO 3、HClO 的酸性由强到弱的顺序为______________________。 (2)同浓度的HCOO －
、HS －
、S 2－
、HCO －
3、CO 2－
3、ClO －
结合H ＋的能力由强到弱的顺序为__________________________________________________________________________。 (3)将少量CO 2气体通入NaClO 溶液中，写出该反应的离子方程式：_______________。
答案 (1)HCOOH ＞H 2CO 3＞H 2S ＞HClO
(2)S 2－
＞CO 2－
3＞ClO －
＞HS －
＞HCO －
3＞HCOO －
(3)ClO －
＋CO 2＋H 2O===HClO ＋HCO －
3
题组一应用电离常数判断酸性强弱
1.(2018·吉林实验中学期末)硼酸(H3BO3)溶液中存在：
H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)。下列说法正确的是()
化学式电离常数(298K)
硼酸K＝5.7×10－10
碳酸K1＝4.4×10－7 K2＝4.7×10－11
醋酸K＝1.75×10－5
A.等物质的量浓度的碳酸钠溶液和醋酸钠溶液比较，pH：前者＞后者
B.等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较，pH：前者＞后者
C.将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中一定能观察到有气泡产生
D.将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中一定能观察到有气泡产生
答案 A
解析酸的电离常数越大，其酸性越强，根据电离常数知，酸性强弱顺序：醋酸＞碳酸＞硼酸＞碳酸氢根离子。醋酸的酸性强于碳酸，碳酸根离子的水解程度大于醋酸根离子，所以等物质的量浓度的碳酸钠溶液的pH大于醋酸钠溶液的pH，A正确；碳酸的酸性强于硼酸，则等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较：pH：前者＜后者，B错误；碳酸钠和硼酸反应生成碳酸氢钠，所以观察不到有气泡产生，C错误；醋酸和碳酸钠反应先生成碳酸氢钠，碳酸氢钠再和醋酸反应生成二氧化碳，由于只有一滴醋酸溶液，所以不一定能观察到有气泡产生，D错误。
2.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表：
下列推断正确的是()
A.HX、HY两种弱酸的酸性：HX＞HY
B.相同条件下溶液的碱性：NaX＞Na2CO3＞NaY＞NaHCO3
C.结合H＋的能力：CO2－3＞Y－＞X－＞HCO－3
D.HX和HY酸性相同，都比H2CO3弱
答案 A
解析根据电离平衡常数可知酸性：H2CO3＞HX＞HCO－3＞HY，则结合H＋的能力：Y－＞CO2－3＞X－＞HCO－3，故A正确、C、D错误；酸越弱，其对应的盐的水解能力越强，故相同条件下溶液的碱性：NaY＞Na2CO3＞NaX＞NaHCO3，故B错误。
3.(2019·大连质检)已知下面三个数据：7.2×10－4、
4.6×10－4、4.9×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数(25℃)，若已知下列反应可以发生：NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2NaCN ＋HF===HCN＋NaF NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。由此可判断下列叙述中不正确的是()
A.K(HF)＝7.2×10－4
B.K(HNO2)＝4.9×10－10
C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF＞HNO2＞HCN
D.K(HCN)＜K(HNO2)＜K(HF)
答案 B
解析相同温度下，酸的电离常数越大，该酸的酸性越强，结合强酸制取弱酸分析可知，亚硝酸的酸性大于氢氰酸而小于氢氟酸，所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6×10－4，故B错误。
电离常数的3大应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。
(2)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离常数越大，对应的盐水解程度越小，酸性(或碱性)越弱。
(3)判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。 题组二 判断微粒浓度比值的大小
4.(2018·济南二模)25℃时，下列有关电解质溶液的说法正确的是( ) A.加水稀释0.1mol·L
－1
氨水，溶液中c (H ＋)·c (OH －)和c (H ＋)/c (OH －
)保持不变
B.向CH 3COONa 溶液中加入少量CH 3COONa ，溶液中c (CH 3COO －
)/c (CH 3COOH)的值增大 C.等体积、等物质的量浓度的Na 2CO 3和NaHCO 3溶液混合：c (HCO －
3)c (H 2CO 3)＜c (CO 2－
3)c (HCO －3)
D.将浓度为0.1mol·L －1
HF 溶液加水不断稀释过程中，电离平衡常数K a (HF)保持不变，c (F －
)
c (H ＋)
始
终增大
答案 B
解析 A 项中，0.1mol·L －1氨水稀释过程中c (H ＋)增大，c (OH －)减小，因而比值变大，错误；
B 项，向CH 3COONa 溶液中加入少量CH 3COONa ，溶液中c (CH 3COO －)c (CH 3COOH )＝K a c (H ＋)，加入
CH 3COONa ，溶液碱性增强，则c (H ＋)降低，所以c (CH 3COO －)
c (CH 3COOH )的值增大，正确；C 项，等体
积、等物质的量浓度的Na 2CO 3和NaHCO 3溶液混合，根据电离常数有K a1＝c (H ＋)·c (HCO －3)
c (H 2CO 3)
、
K a2＝
c (H ＋)·c (CO 2－3)
c (HCO －3)
，同一溶液中c (H ＋)相等，则c (H ＋)＝K a1·c (H 2CO 3)c (HCO －3)＝K a2·c (HCO －3)c (CO 2－3
)，而K a1＞K a2，则c (HCO －3)c (H 2CO 3)＞c (CO 2－3)
c (HCO －3)
，错误；D 项，0.1mol·L －1的HF 加水稀释，c (F －)趋近于0，
而c (H ＋)趋于不变(10－7mol·L －1)，故比值变小，错误。
5.常温下，将0.1mol·L －
1的CH 3COOH 溶液加水稀释，请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。 (1)c (CH 3COOH )
c (H ＋
)________； (2)c (CH 3COO －
)c (CH 3COOH )________； (3)c (CH 3COO －)c (H ＋
)________； (4)c (CH 3COO －
)·c (H ＋
)c (CH 3COOH )________。
(5)c (CH 3COO －
)c (CH 3COOH )·c (OH －)
________。 答案 (1)变小 (2)变大 (3)变小 (4)不变 (5)不变 解析 (1)将该式变为
c (CH 3COOH )·c (CH 3COO －)
c (H ＋)·c (CH 3COO －)
＝c (CH 3COO －)
K a
或稀释时醋酸的电离平衡正
向移动，n (CH 3COOH)减小，n (H ＋)增大因而其比值变小。 (2)将该式变为
c (CH 3COO －)·c (H ＋)
c (CH 3COOH )·c (H ＋)＝K a c (H ＋)或稀释时醋酸的电离平衡正向移动，n (CH 3COOH)
减小，n (CH 3COO －)增大因而其比值变大。
(3)假设无限稀释，c (CH 3COOH)趋近于0，极稀溶液要考虑水的电离，c (H ＋)趋近于10－7，因而比值变小。 (4)此式为K a 。
(5)将该式变为c (CH 3COO －)·c (H ＋)
c (CH 3COOH )·c (OH －)·c (H ＋)＝K a
K w
。
溶液中某些离子浓度比值的变化判断方法
对弱电解质平衡移动过程中某些离子浓度比值的变化常用三种方法分析：一种方法是将浓度之比转化为物质的量进行比较，这样分析起来可以忽略溶液体积的变化，只需分析微粒数目的变化即可。第二种方法是“凑常数”，解题时将某些离子的浓度比值关系，去乘以或除以某种离子的浓度，将会转化为一个常数与某种离子浓度乘积或相除的关系。第三种方法是“假设法”，如上述问题(3)，假设无限稀释，c(CH3COO－)趋近于0，c(H＋)趋于不变，故比值变小。
考点三强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
1.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
(2)相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸