弱電解質、電離度及電離平衡

 　　【內容綜述】

　　化學所研究的化學反應有相當大的比例是電解質在溶液中的反應，因此在中學化學里“電解質溶液”就成為化學基礎理論中的一項重要內容。電解質進入水中的第一個行為就是發生電離。弱電解質的電離最終會形成一個平衡，情況較為復雜，因此常將弱電解質的電離特點作為一個重點來加以分析。這一平衡稱為電離平衡，具有一般化學平衡的特點。通常用“電離度”對其電離程度進行粗略的描述和簡單計算。

　　【要點講解】

　　1.首先要搞清楚電解質和非電解質的區別：凡是在水溶液里或熔化狀態下能導電的化合物叫電解質。無論是水溶液或熔化狀態下都不能導電的化合物叫非電解質。

　　2.電解質溶液的導電能力的強弱與溶液中自由移動的離子濃度和價態有關。

　　3.強電解質與弱電解質可列表加以比較：

　　【例題分析】

　　例1下列物質中，屬于強電解質的是()

　　(A)SO3　　(B)H3PO4　　(C)BaSO4　　　(D)HI

　　解題思路：

　　SO3溶于水，發生如下反應;SO3+H2O=H2SO4，H2SO4可以在水溶液中電離出自由移動的離子，可以導電，而SO3本身卻不能電離出離子，所以H2SO4是電解質，而SO3是非電解質。H3PO4在水溶液中不能全部電離，僅能部分電離，所以H3PO4是弱電解質。BaSO4的溶解度很小，所以其溶液的導電能力極弱，但它溶解的部分，能全部電離，所以BaSO4是電解質。HI在水溶液中能全部電離成自由移動的離子，所以它屬于強電解質。

　　本題正確答案是：(C)、(D)。

　　4.弱電解質的電離平衡

　　(1)概念：在一定條件(如溫度、濃度)下，當弱電解質分子電離成離子的速率等于離子結合成分子的速率時，電離過程就達到了平衡狀態，這種狀態就叫做弱電解質的電離平衡。(2)特點：①動態平衡：一定條件下，弱電解質的分子離解成自由移動的離子和離子重新結合成分子的運動總在進行著。②條件改變，平衡被打破：如在CH3COOH溶液中滴入紫色石蕊試液，呈紅色，在其中加入CH3COONH4固體，它是強電解質，CH3COONH4=，全部電離，即增大了，使CH3COOH的電離平衡向左移動，使變小，使紅色變淺。

　　例2.能說明醋酸是弱電解質的事實是()

　　(A)醋酸溶液的導電性比鹽酸弱

　　(B)醋酸溶液與碳酸鈣反應，緩慢放出二氧化碳

　　(C)醋酸溶液用水稀釋后，氫離子濃度下降

　　(D)0.1mol·的CH3COOH溶液中，氫離子濃度約為0.001mol·

　　解題思路：

　　確定某物質是否為弱電解質，要看它在水溶液中是否僅有部分電離成自由移動的離子。而溶液導電性的強弱，與碳酸鈣反應放出二氧化碳的速度，以及稀釋后某種離子濃度下降，都與溶液中自由移動的離子濃度的大小有關，但卻都不能說明CH3COOH在水溶液中僅能部分電離。0.1mol·的CH3COOH溶液中，氫離子濃度約為0.001mol·，可以說明CH3COOH在水溶液中僅有部分電離成離子。

　　本題正確答案是(D)。

　　5.弱電解質電離方程式的書寫

　　電離方程式中用“≒”，如：CH3COOH≒

　　例3.下列反應的離子方程式正確的是()

　　(A)氨氣通入醋酸溶液中：CH3COOH+NH3=CH3COONH4

　　(B)澄清的石灰水跟鹽酸反應：

　　(C)碳酸鋇溶于醋酸：

　　(D)金屬鈉跟水反應：

　　解題思路：

　　在離子反應方程式中，由于可溶性強電解質在溶液中完全電離，應析為離子;而弱電解在溶液中僅部分電離，應用分子式表示。(A)選項中的CH3COONH4，是可溶液強電解質，應用離子符號：表示;(C)選項中的醋酸是弱電解質，應用CH3COOH分子式表示。

　　本題正確答案是：(B)、(D)。

　　6.電離度的概念及其影響因素

　　(1)當弱電解質在溶液里達到電離平衡時，溶液中已經電離的電解質分子數占原來總分子數的百分數叫做電離度。

　　(2)影響電離度的主要因素(內因)是電解質本身的性質，其外部因素(外因)主要是溶液的濃度和溫度。溶液越稀，弱電解質的電離度越大;溫度升高，電離度增大，因為弱電解質的電離過程一般需要吸收熱量。

　　例4、25℃時，物質的量濃度均為0.1mol·的溶液里某些弱電解質的電離度分別為：HF為8%，HNO2為7.16%，CH3COOH為1.32%,HCOOH為4.24%。試比較以上弱酸的酸性強弱順序。

　　解題思路：

　　在相同條件下，電離度越大，表明弱電解質的電離程度越大，對于弱酸則說明其電離出的濃度越大，溶液的酸性相對就強。

　　本題正確答案是：HF>HNO2>HCOOH>CH3COOH

　　例5、不用計算，判斷下列各組溶液中，哪一種電解質的電離度大?

　　(1)20℃時，0.01mol·HCN溶液和40℃時0.01mol·HCN溶液。

　　(2)10℃時0.01mol·CH3COOH溶液和10℃時0.1mol·CH3COOH溶液。

　　解題思路：

　　對于同一種弱電解質，濃度一定，溫度越高，其電離度越大，因為弱電解質的電離是吸熱的;溫度一定，濃度越小，其電離度越大。

　　本題正確答案是：(1)40℃時，0.01mol·HCN溶液中HCN的電離度大;

　　(2)10℃時0.01mol·CH3COOH溶液中CH3COOH的電離度大。

　　例6、在1L濃度為cmol·的弱酸HA中，HA、和的物質的量之和為ncmol，則HA的電離度是()

　　(A)n100%　　(B)　(C)(n-1)100%　　(D)n%

　　解題思路：

　　原HA的總物質的量為：cmol·1L=cmol;設HA的電離度為,則已電離的HA，及電離產生的和的物質的量均為cmol。

　　根據題意，在弱酸HA溶液中，HA、和的物質的量之和為ncmol，則有：

　　(c-c)+c+c=nc,解得=(n-1)100%。

　　本題正確答案是：(C)

　　【能力訓練】

　　1.某一元弱酸溶液中，未電離的弱酸分子和電離成的陽、陰離子之和的物質的量比為9∶2.此酸的電離度是(　　)

　　(A)10%　　　(B)11%　　　(C)18%　　　(D)22%

　　3.把0.05molNaOH固體分別加入到下列100ml液體中，溶液的導電性基本不變，該液體是(　)

　　(A)自來水　　　　　　　 　　(B)0.5mol·鹽酸

　　(C)0.5mol·醋酸　　　　　(D)0.5mol·氯水

　　4.下列電解質在溶液中存在分子的是(　)

　　(A)Ba(OH)2　　　　(B)CH3COOH

　　(C)Ca(OH)2　　　　　(D)NH3·H2O

　　5.某固體化合物A不導電，但熔化或溶于水都能完全電離。下列關于物質A的說法中，正確的是()

　　(A)A為非電解質(B)A是強電解質

　　(C)A是離子晶體(D)A是弱電解質

　　6.下列事實中，能證明氯化氫是共價化合物的是(　)

　　(A)氯化氫易溶于水(B)氯化氫的水溶液能導電

　　(C)液態氯化氫不導電(D)氯化氫不易分解

　　7.一定量的鹽酸和過量的鋅粉反應時，為了減緩反應速率，但不影響生成氫氣的總量，可向鹽酸中加入適量的(　)

　　(A)NaOH(固)　 　　　　　(B)H2O

　　(C)NH4Cl(固)　　　　　　(D)CH3COOK(固)

　　8.下列電離方程式錯誤的是(　)

　　(A)NaHS溶于水：NaHS=

　　(B)(NH4)2SO4溶于水：(NH4)2SO4=2

　　(C)氫氟酸溶液：HF+H2O≒

　　(D)NaHCO3溶于水：NaHCO3=

　　8.試用簡單的實驗證明，在醋酸溶液中存在著：

　　CH3COOH≒的電離平衡。

　　9.相同溫度下，兩種稀氨水A和B，濃度分別為0.2mol·和0.1mol·,則A和B的濃度之比為(　)

　　(A)大于2　　　(B)小于2　　　(C)等于2　　　(D)不能肯定

　　10.將[]=1mol·的CH3COOH和HCl溶液分別稀釋100倍，稀釋后兩溶液的的物質的量濃度分別為a和b，則a和b的關系為(　)

　　(A)a>b　　　　(B)a　　　　(C)a=b　　　　(D)不能肯定

　　11.，，，分別表示在相同狀況下的兩杯甲酸溶液的物質的量濃度、電離度，若已知[]2=，則下列關系中正確的是(　)

　　(A)第一杯甲酸溶液大于第二杯甲酸溶液

　　(C)溶液的濃度不變，有晶體析出

　　(D)第一杯溶液中是第二杯溶液的倍。

　　12.用水稀釋0.1mol·氨水時，溶液中隨著水量的增加而減小的是(　)

　　(A)/[NH3·H2O]　　　(B)[NH3·H2O]/

　　[答案和提示]

　　1.A2B3BD4BC5C6D7A

　　8.在CH3COOH溶液中滴入紫色石蕊試液，呈紅色，在其中加入少量CH3COONH4固體，充分振蕩后，溶液顏色明顯變淺。說明醋酸溶液中存在著CH3COOH≒的電離平衡，因為加入CH3COONH4后，CH3COONH4=，增大了，使上述電離平衡向左移動，使變小。

　　9.B　　10.A　　11.BD　　12.BC