高中化学——弱电解质的电离平衡

2017年09月29日 浏览:

1、电解质与非电解质、强电解质与弱电解质的判断规律

电解质:溶于水或熔融状态下能导电的化合物

非电解质:溶于水和熔融状态下都不导电的化合物

注意:“或”与“和”字的区别和“化合物”三个字。

2、化合物类型

(1)电解质:酸、碱、盐、类盐(Mg3N2、NaH等)、活泼金属氧化物等。

(2)非电解质:大多数有机物、非金属氧化物、氨气等。


电解质

 

非电解质

强电解质

弱电解质

 

 

别依据

 

电离特点

完全电离、不可逆、不存在电离平衡

部分电离、可逆、存在电离平衡

熔融态和水溶液中均不能电离

 

物质种类

强酸、强碱、多数盐、部分碱性氧化物

弱酸、弱碱、水、个别盐

多数有机物、非金属氧化物

溶液中溶质粒子种类

水合离子,无溶质分子

水合离子和溶质分子共存

 

溶质分子

 

结构特点

以离子键结合的离子化合物,或以极性键结合的共价化合物

 

以极性键结合的共价化合物

 

以极性键结合的共价化合物


⑶电解质与非电解质的区别

①电解质和非电解质均指化合物,认为除电解质之外的物质均是非电解质的说法是错误的,如单质不属于非电解质也不属于电解质。

②必须是在水分子的作用下或受热熔化后,本身直接电离出自由移动的离子的化合物才是电解质,并不是溶于水能导电的化合物都是电解质。如SO3、NH3等溶于水都能导电,但SO3、NH3是非电解质:它们导电的原因是:SO3+H2O=H2SO4,H2SO4=2H++SO42-;NH3+H2ONH3·H2O,NH3·H2ONH4++OH-。这些自由移动的离子并非是SO3、NH3直接电离出来的。

③对微溶性或难溶性的盐和碱要正确看待

对BaSO4、MgCO3、Ca(OH)2等盐和碱,高温能分解,不能得到它们的熔融状态,在水中它们的溶解度又很小,无法用实验测定它们在水溶液中的导电能力如何,但从它们的结构来看,属于具有离子键的离子化合物,它们溶于水的部分应当能全部电离为离子,所以它们应为电解质,并且还应属于电解质中的强电解质一类。

④某些离子型氧化物,如Na2O、CaO、Na2O2等。虽然它们溶于水后电离出来的自由离子不是自身的,但在熔化时却可自身电离,且完全电离,故属于强电解质。

3、电离平衡的概念和特点

定义:在一定温度、浓度条件下,弱电解质在溶液中电离成离子的速率与离子结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了电离平衡状态。

电离平衡的特点

电离平衡的特点类似化学平衡:

(1)动态平衡:v(电离)=v(结合)≠0

(2)固定不变:在一定条件下平衡建立后,溶液中弱电解质分子及其电离出的各离子浓度都将保持不变。

(3)条件具有相对性:平衡建立在特定的条件下,当条件发生改变时,平衡发生相应的移动,适用勒夏特列原理。

(4)电离过程一般为吸热过程。

4、弱电解质的电离平衡

电离平衡的特点类似化学平衡,影响弱电解质电离平衡的因素有:

⑴浓度:增大分子浓度或降低离子浓度,都会使电离平衡向电离的方向移动,反之亦然。

⑵温度:弱电解质的电离过程是吸热过程,升高温度,电离平衡向电离方向移动;降低温度,电离平衡向结合成分子方向移动。

⑶同离子效应:在弱电解质溶液中,加入同弱电解质具有相同离子的强电解质,使电离平衡发生移动。

⑷化学反应:在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时,可使电离平衡向电离的方向移动。

如25℃时,0.1mol·L-1的乙酸达到平衡后,改变以下条件,各项变化如下表:

CH3COOHCH3COO-+H+


电离程度

移动方向

n(H )

c(H )

导电性

K w

加水稀释

右移

增大

减小

减弱

不变

加冰醋酸

右移

增大

增大

增强

不变

升温

右移

增大

增大

增强

增大

加醋酸钠

左移

减小

减小

增强

不变

NaOH

右移

减小

减小

增强

不变

通少量 HCl

左移

增大

增大

增强

不变


5、一元强酸与一元弱酸的比较

⑴物质的量浓度相同、体积相同时

比较项目

c(H )

pH

中和碱的能力

与活泼金属产生H 2 的量

开始与金属反应的速率

一元强酸

 

相同

 

相同

一元弱酸


⑵pH相同、体积相同时

 

 

c(H )

 

c(酸)

 

中和碱的能力

与活泼金属产生H 2 的量

 

与金属反应的速率

一元强酸

 

相同

 

开始相同,后来弱酸大

一元弱酸


(3)通过对应盐的酸碱性强弱比较,强碱弱酸盐的碱性越强,其相应弱酸的酸性就越弱。如:相等浓度的CH3COONa溶液的碱性强于NaCl溶液的碱性,随明醋酸的酸性比盐酸弱。

(4)通过“以强制弱”的规律判断。

如:HCl+CH3COONa=CH3COOH+NaCl说明盐酸的酸性强于醋酸。

⑸强酸、弱酸与活泼金属或碱反应的一般规律

①同物质的量浓度、同体积的盐酸和醋酸分别同等量的同种活泼金属反应时,产生H2的速率不同,但反应后产生H2的量相同;

②同pH、同体积的盐酸和醋酸,分别与足量的金属反应,起始反应速率相同,反应过程中醋酸产生H2的平均速率大,产生H2的量也多;

③中和同浓度、同体积的盐酸和醋酸,需同浓度、同体积的NaOH溶液;

④中和等体积、pH相同的盐酸和醋酸,所需同浓度的NaOH溶液的体积不同。

6、电解质溶液的导电能力

电解质溶液的导电和金属导体的导电完全不同。金属导体依靠晶体内部的自由电子导电,其导电的性能与金属属性和温度有关。金属越活泼,自由电子浓度大,导体温度越低,其导电的性能越大;电解质溶液导电则完全取决于离子浓度的大小和离子所带电荷数多少,离子浓度越大,且电荷数大,同时温度升高,离子运动速率加快,都有利于电解质溶液导电能力的提高。不过,金属导电是物理变化,而电解质溶液导电往往伴随着电解进行下的化学变化,这是二者的本质区别。

电解质溶液导电能力强弱,与是否为强弱电解质无绝对的关系,强电解质不一定导电性强,例如难溶CaCO3是强电解质,但其水溶液导电性能很差;极稀的H2SO4溶液导电性没有浓CH3COOH溶液导电性强都说明此点。

纯电解质加水稀释或浓溶液加水稀释,其离子浓度和导电能力变化如下图所示。