
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文檔簡(jiǎn)介
化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向
工知識(shí)整合
1.自發(fā)過(guò)程
(1)含義
在一定條件下,不需要借助外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。
(2)特點(diǎn)
①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量);
②在密閉條件下,體系有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)。
2.化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)
(1)培判據(jù)
放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低,△,<(),具有自發(fā)進(jìn)行的傾向。
但有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行,故只用焰變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向有一定的局限性。
(2)嫡判據(jù)
①嫡:衡量體系混亂程度的物理量,符號(hào)為S,單位為J-moL-KT。
②焙的大小:同種物質(zhì),三種聚集狀態(tài)下,燧值由大到小的順序?yàn)镾(g)>S⑴>S⑸。
③嫡判據(jù):體系的混亂度增加,AS〉。,反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。但有些燃減的過(guò)程也能
自發(fā)進(jìn)行,故只用暗變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向也不全面。
(3)復(fù)合判據(jù)——自由能變化判據(jù)
在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向是反應(yīng)的焙變和燧變共同影響的結(jié)果,
因此,把熔變和燧變判據(jù)結(jié)合起來(lái)組成的復(fù)合判據(jù)即自由能變化AG,更適合于所有過(guò)
程的判斷?!鱃SH-T'S(T為開(kāi)爾文溫度),AG的正、負(fù)決定著反應(yīng)的自發(fā)與否。
AS-
AH<0AH>0
AS>0AS>0
任何溫度下反應(yīng)高溫下反應(yīng)
都能自發(fā)進(jìn)行能自發(fā)進(jìn)行
AH<0AH>0AH
AS<0AS<0
低溫下反應(yīng)任何溫度下反應(yīng)
能自發(fā)進(jìn)行都不能口發(fā)進(jìn)行
①7AS<0,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
②△〃-7AS=0,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
③AH—77\5>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。
裝重點(diǎn)考向,
考向化學(xué)反應(yīng)方向的判定
典例引領(lǐng)
典例1下列過(guò)程一定不能自發(fā)進(jìn)行的是
A.2N2Os(g)===4NO2(g)+02(g)A//>0
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)A/7<0
C.(NH4)2CO3(S>==NH4HCO3(S)+NH3(g)AW>0
D.2co(g)===2C(s)+02(g)A//>0
【解析】A.AH>0,A5>0,在較高溫度下可滿足A"一T2S<0,即在較高溫度下反應(yīng)
能自發(fā)進(jìn)行,故A不選;B.AH<0,AS<0,溫度較低時(shí)即可滿足A"—TASVO,能自發(fā)進(jìn)
行,故B不選;C.A/7>0,AS>0,在較高溫度下可滿足△”一TASVO,即在較高溫度下反
應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,故C不選:D.AW>0,AS<0,一般情況下AGnAH—TZS>0,不能自發(fā)
進(jìn)行,故選D。
【答案】D
變式拓展
1.已知反應(yīng)2co(g)^=2C(s)+Ch(g)的△,為正值,AS為負(fù)值,設(shè)AH和AS不隨溫度的改
變而改變。則下列說(shuō)法中,正確的是
A.低溫下是自發(fā)變化
B.高溫下是自發(fā)變化
C.低溫下是非自發(fā)變化,高溫下是自發(fā)變化
D.任何溫度下是非自發(fā)變化
焙變、爆變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響
ASbH-TbS反應(yīng)情況
-+始終是負(fù)值在任何溫度下反應(yīng)均自發(fā)進(jìn)行
+—始終是正值在任何溫度下反應(yīng)均非自發(fā)進(jìn)行
++低溫為正高溫為負(fù)低溫時(shí)非自發(fā),高溫時(shí)自發(fā)
——低溫為負(fù)高溫為正低溫時(shí)自發(fā),高溫時(shí)非自發(fā)
、亨點(diǎn)沖關(guān)*
1.下列說(shuō)法不正確的是
A.焰變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素,多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.在同一條件下不同物質(zhì)有不同的燧值,其體系的混亂程度越大,炳值越大
C.一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)是放熱還是吸熱
D.一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,與焰變和幅變的共同影響有關(guān)
1
2.已知:(NH4)2CO3(S)—NH4HCO3(s)+NH3(g)A//=+74.9kJ-mor,下列說(shuō)法中正確的是
A.該反應(yīng)中炳變、焰變皆大于0
B.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此一定不能自發(fā)進(jìn)行
C.碳酸鹽分解反應(yīng)中端增加,因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)進(jìn)行
D.能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng),不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
3.下列變化過(guò)程中,△$<()的是
A.氯化鈉溶于水中
B.NHMg)與HCl(g)反應(yīng)生成NH4C1(S)
C.干冰(CO2)的升華
D.CaCCh(s)分解為CaO(s)和CO2(g)
4.某反應(yīng)2AB(g)=^<(g)+3D(g)在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,
則該反應(yīng)的正反應(yīng)的△"、AS應(yīng)為
A.AH<0,A5>0B.AH<0,ASV0
C.A/7>0,A5>0D.AH>0,AS<0
5.下列反應(yīng)中,一定不能自發(fā)進(jìn)行的是
A.2KCK)3(S)===2KC1(S)+3Ch(g)AW=-78.03kJ-mol1AS=1HOJmol'K-1
B.CO(g)===C(石墨)+;Ch(g)A/7=110.5kJmol1AS=-89.36Jmol'K1
-
C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(1)+O2(g)===4Fe(OH)3(s)△,=-444.3kJmol'AS=-280.1
J-moP'-K-1
D.NH4HCO3G)+CH3co0H(aq)===C02(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(1)AH=37.30
kJ-mol-1AS=184.05J-moF'-K1
6.在一定條件下,對(duì)于反應(yīng):mA(g)+nB(g"-&C(g)+dD(g),C物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(C%)
與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖,下列判斷正確的是
A.AH<0AS>0B.AH>0AS<0
C.AH>0AS>0D.AH<0AS<0
7.下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)預(yù)測(cè)正確的是
選項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)方程式已知條件預(yù)測(cè)
AM(s)^—X(g)+Y(s)AH>0它是非自發(fā)反應(yīng)
BW(s)+xG(g)—2Q(g)△H<0,自發(fā)反應(yīng)x可能等于1、2、3
4X(g)+5Y(g)—
C能自發(fā)反應(yīng)\H一定小于0
4W(g)+6G(g)
4M(s)+N(g)+2W⑴
D常溫下,自發(fā)進(jìn)行AH>0
4Q(s)
8.選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝技術(shù)是一種成熟的NO.控制處理方法。這種方法是指
在有氧條件下且合適的溫度范圍內(nèi),用還原劑N%在催化劑的作用下將NO*有選擇性地
還原為氮?dú)夂退?,主要反?yīng)式如下:
反應(yīng)I:|~~|NH3(g)+4NO(g)+O2(g)^^|~|N2(g)+1~|H2O(g)A//I=akJ-moF1
-1
反應(yīng)H:4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)^^3N2(g)+6H2O(g)kJ-mol
當(dāng)反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí),會(huì)發(fā)生以下副反應(yīng):
1
反應(yīng)m:2NH3(g)+2O2(g)?=^N2O(g)+3H2O(g)AW.^ckJmor
反應(yīng)IV:4NH3(g)+5O2(g)^^^4NO(g)+6H2O(g)△,4=dkJ-mol
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)配平反應(yīng)I的化學(xué)方程式:
jNH3(g)+4NO(g)+O2(g)^^QjN2(g)+QH2O(g)
(2)研究反應(yīng)H的平衡常數(shù)(幻與溫度(7)的關(guān)系,得到如圖甲所示的關(guān)系。
甲
①反應(yīng)II的平衡常數(shù)表達(dá)式為。
②反應(yīng)n能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)條件
是■>
(3)反應(yīng)2NO(g)+Ch(g)==i2NO2(g)的△”=(用含“、b、d的式
子表示)。
(4)為研究NH3選擇性催化還原脫硝的反應(yīng)條件,某科研小組通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn),分別
260280300320340360380400420
溫度IX.
11O
009O▲
908O
*鰻
/80一
7O9o一
修70M
606O一
法?7o
505O一
塞
密一
405o7=380七
S4OS一
303O一
O3o一;-10
C202ONO
N10N一
。1O1o
O
1.02.03.04.05.0
O2%
①圖乙中,當(dāng)溫度高于405°C后,NO,的脫除率會(huì)逐漸減小,原因
是o
②圖丙中,最佳氨氮比為2.0,理由是。
(5)請(qǐng)?jiān)趫D丁中,用實(shí)線畫出不使用催化劑情況下(其他條件完全相同)的圖示。
直通高考,^
1.[2015江蘇][雙選]在體積均為1.0L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的炭粉,
再分別加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不同溫度下反應(yīng)CCh(g)+C(s)-2co(g)達(dá)到
平衡,平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度c(C02)隨溫度的變化如圖所示(圖中I、n、m點(diǎn)均
處于曲線上)。下列說(shuō)法正確的是
20
一16
30.
二0.12
£。0.0
(0.8
0
90.
"04
A.反應(yīng)CO2(g)+C(s)=2CO(g)的AS〉。、A/7<0
B.體系的總壓強(qiáng)p也:p總(狀態(tài)II)>2p總(狀態(tài)I)
c.體系中c(co):c(co,狀態(tài)n)<2c(co,狀態(tài)in)
D.逆反應(yīng)速率v.v逆(狀態(tài)I)>v鼠狀態(tài)IH)
2.下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是
A.(2013?江蘇高考)反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的
△H<0
B.(2012?江蘇高考)CaCCh(s)=CaO⑸+CCh(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行,說(shuō)明該反應(yīng)的
<0
C.(2011?江蘇高考)一定溫度下,反應(yīng)MgCHl)=Mg(l)+C12(g)的△”>()、AS>0
D.(2015?天津高考)Na與H2O的反應(yīng)是燧增的放熱反應(yīng),該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
最參考答案.
變式拓展
----------
1.【答案】D
【解析】題中反應(yīng)的\H為正值,AS為負(fù)值,則AG=A”-7AS>0恒成立,所以任何溫度下
反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行。
考點(diǎn)沖關(guān)
1.【答案】C
【解析】一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行要由該反應(yīng)的熠變和始變共同判斷,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.【答案】A
【解析】由方程式可知,該反應(yīng)分解有氣體生成,是一個(gè)嫡增的過(guò)程,AS>0,AW>0,A
正確;B項(xiàng)中當(dāng)A4-7AS<0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,錯(cuò)誤;碳酸鈉、碳酸鉀穩(wěn)定性好,不
能自發(fā)進(jìn)行分解,C錯(cuò)誤;蛤變和嫡變共同決定化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,D錯(cuò)誤。
3.【答案】B
【解析】A.氯化鈉溶于水中,固體變成溶液,混亂度增大,AS>0,故A錯(cuò)誤;B.NH3(g)
與HCl(g)反應(yīng)生成NH4cl(s),氣體體積減小,反應(yīng)后端變減小,ASVO,故B正確;C.
干冰(CCh)的升華,混亂度增大,AS>0,故C錯(cuò)誤;D.CaCO3(s)分解為CaO(s)和CCh(g),
氣體體積增大,混亂度增大,A5>0,故D錯(cuò)誤。
4.【答案】C
【解析】反應(yīng)2AB(g);=iC(g)+3D(g)的正反應(yīng)為氣體總分子數(shù)增加的反應(yīng),則有AS>
0?在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,說(shuō)明正反應(yīng)高溫時(shí)的AH-RS
<0,而低溫時(shí)的AH-7AS>0,從而可得AH>0。
[易錯(cuò)提醒】反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷誤區(qū)
(1)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,需要綜合考慮婚變和炳變對(duì)反應(yīng)的影響。
(2)復(fù)合判據(jù)的反應(yīng)不一定能夠?qū)嶋H發(fā)生。
(3)自發(fā)反應(yīng)的嫡不一定增大,非自發(fā)反應(yīng)的炳也不一定減小。
5.【答案】B
【解析】A項(xiàng),反應(yīng)為放熱的摘增加反應(yīng),一定能自發(fā)進(jìn)行;C項(xiàng),常溫、常壓下反應(yīng)
能自發(fā)進(jìn)行;D項(xiàng),常溫、常壓下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
6.【答案】A
【解析】采取定一議二法分析,由圖像可知,壓強(qiáng)一定時(shí),溫度越高,C物質(zhì)的濃度越
小,說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);溫度一定時(shí),壓強(qiáng)越高,C物質(zhì)的濃度越小,
說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),據(jù)此答題。
由圖像可知,壓強(qiáng)一定時(shí),溫度越高,C物質(zhì)的濃度越小,說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)
方向移動(dòng),升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),說(shuō)明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即△!!<();溫
度一定時(shí),壓強(qiáng)越高,C物質(zhì)的濃度越小,說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),增大
壓強(qiáng)平衡向體積減小的方向移動(dòng),即AS〉。,故A正確。故選A。
【點(diǎn)睛】對(duì)于化學(xué)平衡的有關(guān)圖象問(wèn)題可以采用定一議二的方法,當(dāng)圖象中有三個(gè)量時(shí),
先確定一個(gè)量不變,再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。
7.【答案】B
【解析】根據(jù)復(fù)合判據(jù):XG=XH-TXS,M⑸一X(g)+Y(s),固體分解生成氣體,為炳增
反應(yīng),A/7>0,在高溫下,能自發(fā)進(jìn)行,A錯(cuò)誤;W(s)+xG(g)―2Q(g)AW<0,能自發(fā)
進(jìn)行,若靖增,任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行,若燃減,在低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行,所以,
G的計(jì)量數(shù)不確定,x等于1、2或3時(shí),都符合題意,B正確;4X(g)+5Y(g)^=4W(g)+6G(g)
是靖增反應(yīng),當(dāng)A”>0時(shí),在高溫下可能自發(fā)進(jìn)行,C錯(cuò)誤;4M(s)+N(g)+2W(l)-4Q(s)
為炳減反應(yīng),常溫下能自發(fā)進(jìn)行,說(shuō)明該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng),D錯(cuò)誤。
8.【答案】⑴446
⑵①K=W壽②高溫⑶3a-4b+d
c(NH,)-c(N02)-c(02)4
(4)①溫度過(guò)高時(shí),N%會(huì)與O2發(fā)生副反應(yīng)生成N2O、N0
②氨氮比從2。到2.2,脫硝率變化不大,但氯的濃度增加較大,成本提高
/興
樵
摩
5)s塞
O
N
【解析】(1)根據(jù)方程式可知NH3中氮元素化合價(jià)從一3價(jià)升高到0價(jià),NO中氮元素
化合價(jià)從+2價(jià)降低到0價(jià),Ch中氟元素化合價(jià)從0價(jià)降低到一2價(jià),根據(jù)電子得失守
恒以及原子守恒可配平方程式為4NHj(g)+4NO(g)+O2(g)v——"4N2(g)+6H2O(g)o
(2)①化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物濃度的幕之
積和反應(yīng)物濃度的蕊之積的比值,根據(jù)方程式可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
C3(N)-C6(H,O)
2②根據(jù)圖像可知,升高溫度平衡常數(shù)增大,說(shuō)明正反應(yīng)是吸
42
C(NH3)C(NO2)C(O2)
熱反應(yīng),AH>0。由于正反應(yīng)是炳值增大的反應(yīng),則根據(jù)可知滿足自發(fā)
進(jìn)行的條件應(yīng)該是高溫。
(3)已知反應(yīng)①4NH3(g)+4NO(g)+C)2(g)一^4N2(g)+6H2O(g)NH\=akJ-mol-1,②
1
4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)^=i3N2(g)+6H2O(g)\H2=bkJ-moF,?4NH3(g)+5O2(g)
==MNO(g)+6H2O(g)A//4=JkJmor',根據(jù)蓋斯定律可知,①x3+(沙惇x4即可得
4
到反應(yīng)2NO(g)+Ch(g)^^2NO?(g),則八"=如二竺土kJ?mo「。
4
(4)①由于當(dāng)溫度過(guò)高時(shí),NH3會(huì)與02發(fā)生副反應(yīng)生成NzO、NO,從而使NO.r的脫除
率逐漸減小。②根據(jù)圖像可知氨氮比從2.0到2.2,脫硝率變化不大,但氮的濃度增加較
大,成本提高。因此,最佳氨氮比為2.0。
(5)使用催化劑,只能加快反應(yīng)速率從而縮短到達(dá)平衡的時(shí)間,對(duì)平衡狀態(tài)無(wú)影響,由
于橫坐標(biāo)是氧氣含量,縱坐標(biāo)是脫硝率,其他條件都保持不變,是否使用催化劑對(duì)平衡
點(diǎn)無(wú)影響,所以作出的圖應(yīng)與原圖一致。
直通高考
1.【答案】BC
【解析】由圖可知,升高溫度,c(CO2)降低,即平衡正向移動(dòng),所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),
AH>0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;相同溫度下,圖中II點(diǎn)所在曲線對(duì)應(yīng)的c(C02)高,表示通入0.2molCCh,
則I點(diǎn)所在曲線表示通入0.1molCO2,I點(diǎn)和H點(diǎn)的c(CC)2)相等,由圖知參加反應(yīng)的
co2的物質(zhì)的量:n點(diǎn)大于I點(diǎn)的2倍,且該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng),同時(shí)II點(diǎn)
的溫度比I點(diǎn)高,所以體系的總壓強(qiáng)「&:"虱狀態(tài)n)>2pW.(狀態(tài)I),B項(xiàng)正確;狀態(tài)n
中co2的投入量為狀態(tài)ni的2倍,因狀態(tài)II壓強(qiáng)比狀態(tài)ni大,而加壓平衡逆向移動(dòng),則
狀態(tài)II中的c(co)小于狀態(tài)in中以co)的2倍,c項(xiàng)正確;狀態(tài)ni比狀態(tài)I的溫度高,溫
度越高,反應(yīng)速率越快,所以狀態(tài)ni的反應(yīng)速率快,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.【答案】B
【解析】A項(xiàng),根據(jù)該反應(yīng)中各物質(zhì)的策集狀態(tài)可知,該反應(yīng)的ASV),在室溫下該反應(yīng)
能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),正確;B項(xiàng),不能自發(fā)進(jìn)行說(shuō)明該反應(yīng)XG=AH-TXS>。,
該反應(yīng)AS>0,AH>0,錯(cuò)誤;C項(xiàng),該反應(yīng)吸熱,AHM,反應(yīng)物為液體,有氣態(tài)物質(zhì)生
成,所以ASX),正確;D項(xiàng),Na與H2O的反應(yīng)是固體液體反應(yīng)生成氣體,故該反應(yīng)為
炳增的反應(yīng),故AS〉。,在反應(yīng)中鈉會(huì)熔化成一光亮的小球四處游動(dòng),發(fā)出噬噬聲響,故
該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則△〃<(),故△G=A”-TAS<0,故該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,正確。
考點(diǎn)42弱電解質(zhì)的電離平衡
一、強(qiáng)、弱電解質(zhì)的相關(guān)判斷
1.概念和種類
全部電離強(qiáng)電解質(zhì),包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、
----->大多數(shù)鹽等
就在水溶液里
部分電離,弱電解質(zhì),包括弱酸、弱堿、水等
2.電離、電解質(zhì)、非電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的相互關(guān)系
徙在廣否---非電解質(zhì)
化作物電離.倘是否「是—強(qiáng)電解嫉
完全—否——弱電解質(zhì)
執(zhí)或水的作用
電解質(zhì)—」L自由移動(dòng)離T
I_____________I
電離
3.強(qiáng)、弱電解質(zhì)與化合物類型的關(guān)系
強(qiáng)電解質(zhì)主要是大部分的離子化合物及某些共價(jià)化合物,弱電解質(zhì)主要是某些共價(jià)化合
物。
分類舉例
①?gòu)?qiáng)酸:HC1、H2so4、HNO3、HCIO4、HBr、HI等
強(qiáng)電解質(zhì)
②強(qiáng)堿:NaOH、KOH、Ca(0H)2、Ba(OH)2等
③大多數(shù)鹽:鈉鹽、鉀鹽、硝酸鹽等
①弱酸:CH3coOH、H2co3、HF、HCN、HC10、H2s等;H3Po八
H2s。3是中強(qiáng)酸,也屬于弱電解質(zhì)
弱電解質(zhì)
②弱堿:NH3H2O,多數(shù)不溶性的堿[如Fe(0H)3、Cu(0H)2等]、兩
性氫氧化物[如A1(OH)3等]
③水:是極弱的電解質(zhì)
注意:電解質(zhì)的強(qiáng)弱是由物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的,與外界因素?zé)o關(guān),關(guān)鍵是看在水溶液
中是否完全電離。
(1)與溶解性無(wú)關(guān)。如BaSC>4等雖難溶于水,但溶于水的部分卻能完全電離,是強(qiáng)電
解質(zhì)。醋酸能與水互溶但不能完全電離,是弱電解質(zhì)。
(2)與溶液的導(dǎo)電性無(wú)必然聯(lián)系,溶液的導(dǎo)電性與溶液中的離子濃度、離子所帶電荷
的多少有關(guān),強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定強(qiáng),如飽和的BaSCU溶液,弱電解質(zhì)溶液的
導(dǎo)電能力不一定弱,如較濃的CH3co0H溶液。
4.電離方程式的書寫
①弱電解質(zhì)
a.多元弱酸分步電離,且第一步電離程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二步,如H2cCh電離方程式:H2cCh
HCO;,HC0;
3+
b.多元弱堿電離方程式一步寫成,如Fe(0H)3電離方程式:Fe(0H)35=iFe+3OH?
②酸式鹽
++
a.強(qiáng)酸的酸式鹽完全電離,如NaHSC)4電離方程式:NaHSO4=Na+H+SO;-0
+
b.弱酸的酸式鹽中酸式酸根不能完全電離,如NaHCCh電離方程式:NaHC03=Na+
HCO;,HCO;?=^H++COj。
二、弱電解質(zhì)的電離特點(diǎn)與影響因素
1.電離平衡
速
率弱電解質(zhì)分子;
、、國(guó)離成日子;
'、、圖堂率;兩種速率相等,處于電離平衡狀態(tài)
一依手算
/合成弱電解I
,'質(zhì)分子的速率;.
時(shí)間
(1)開(kāi)始時(shí),丫電離最大,而v結(jié)合等于0。
(2)平衡建立過(guò)程中,v電肉逐漸減小,?儕逐漸增大,但丫蟲(chóng)后丫結(jié)優(yōu)。
(3)當(dāng)v電菖=v站介時(shí),達(dá)到電離平衡狀態(tài)。
2.電離平衡的特征
@—可逆過(guò)程
Y—”(電離)三”(結(jié)合)當(dāng))
射
電—條件一定,平衡體系中離子與分子的濃度一定
⑥)一條件改變,平衡發(fā)生移動(dòng)
3.影響電離平衡的因素
(1)內(nèi)因——弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)。
(2)外因——外界條件
①溫度:溫度升高,電離平衡向右移動(dòng),電離程度增大。
②濃度:稀釋溶液,電離平衡向右移動(dòng),電離程度增大。
③同離子效應(yīng):加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì),電離平衡向左移動(dòng),電離程
度減小。
④加入能反應(yīng)的物質(zhì):電離平衡向右移動(dòng),電離程度增大。
注:(1)稀醋酸加水稀釋時(shí),溶液中的各離子濃度并不是都減小,如c(OH)是增大的。
(2)電離平衡右移,電解質(zhì)分子的濃度不一定減小,電離程度也不一定增大,如稀醋
酸中加入冰醋酸。
三、電離度
(1)概念:一定條件下,當(dāng)弱電解質(zhì)在溶液中達(dá)到電離平衡時(shí),溶液中已經(jīng)電離的弱
電解質(zhì)分子數(shù)占原來(lái)弱電解質(zhì)總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù)。
己電離的弱電解質(zhì)的濃度
(2)表達(dá)式:a=弱電解質(zhì)的初始濃度X100%。
(3)意義:衡量弱電解質(zhì)的電離程度,在相同條件下(濃度、溫度相同),不同弱電解
質(zhì)的電離度越大,弱電解質(zhì)的電離程度越大。
(4)影響因素
溫度的影響升高溫度,電離平衡向右移動(dòng),電離度增大;
降低溫度,電離平衡向左移動(dòng),電離度減小
當(dāng)弱電解質(zhì)溶液濃度增大時(shí),電離度減小;
濃度的影響
當(dāng)弱電解質(zhì)溶液濃度減小時(shí),電離度增大
四、強(qiáng)、弱電解質(zhì)的判斷和比較
1.電解質(zhì)是否完全電離
在溶液中強(qiáng)電解質(zhì)完全電離,弱電解質(zhì)部分電離。據(jù)此可以判斷HA是強(qiáng)酸還是弱酸,
如:若測(cè)得0.1mol/L的HA溶液的pH=l,則HA為強(qiáng)酸;若pH>l,則HA為弱酸。
2.是否存在電離平衡
強(qiáng)電解質(zhì)不存在電離平衡,弱電解質(zhì)存在電離平衡,在一定條件下電離平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)。
(1)一定pH的HA溶液稀釋前后pH的變化:
將pH=3的HA溶液稀釋100倍后,再測(cè)其pH,若pH=5,則為強(qiáng)酸,若pH<5,則為
弱酸。
(2)升高溫度后pH的變化:若升高溫度,溶液的pH明顯減小,則是弱酸。因?yàn)槿跛?/p>
存在電離平衡,升高溫度時(shí),電離程度增大,c(H+)增大。而強(qiáng)酸不存在電離平衡,升高溫
度時(shí),只有水的電離程度增大,pH變化幅度小。
3.酸根離子(或弱堿陽(yáng)離子)是否能發(fā)生水解
強(qiáng)酸根離子不水解,弱酸根離子易發(fā)生水解,據(jù)此可以判斷HA是強(qiáng)酸還是弱酸??芍?/p>
接測(cè)定NaA溶液的pH:若pH=7,則HA是強(qiáng)酸;若pH>7,則HA是弱酸。
五、一元強(qiáng)酸(堿)與一元弱酸(堿)的比較
1.等物質(zhì)的量濃度、相同體積的一元強(qiáng)酸與一元弱酸的比較
^較項(xiàng)目中和堿與足量Zn開(kāi)始與金
c(H+)PH
酸的能力反應(yīng)產(chǎn)生H2的量屬反應(yīng)的速率
一元強(qiáng)酸大小大
相同相同
一元弱酸小大小
2.相同pH、相同體積的一元強(qiáng)酸與一元弱酸的比較
較項(xiàng)目與足量Zn開(kāi)始與金
c(H+)以酸)中和堿的能力
酸反應(yīng)產(chǎn)生Fh的量屬反應(yīng)的速率
一元強(qiáng)酸小小少
相同相同
一元弱酸大大多
說(shuō)明:一元強(qiáng)堿與一元弱堿的比較規(guī)律與以上類似。
六、弱電解質(zhì)分布系數(shù)的圖像分析
分布系數(shù)是指弱電解質(zhì)溶液中,某一組分的平衡濃度占總濃度的分?jǐn)?shù),常用(5表示?分
布曲線是以pH為橫坐標(biāo),分布系數(shù)為縱坐標(biāo),分布系數(shù)與溶液pH之間的關(guān)系曲線。
1.一元弱酸:以醋酸為例,對(duì)于總濃度為c的CH3COOH溶液,溶液中與CH3co0H相
關(guān)的只有c(CH3co0H)和c(CH3coe>一)兩種,則c=c(CH3co0H)+c(CH3co。一),從圖1中得出:
CH3co0H分布系數(shù)為加,CH3co0一分布系數(shù)為加,拼隨著pH的升高而增大,而隨著pH的升
高而減小。當(dāng)pH<pKa時(shí),主要形體是CH3co0H;當(dāng)pH>pKa時(shí),主要形體是CH3co0。(50
與次曲線相交在%=加=0.5處,此時(shí)c(CH3coOH)=c(CH3co0),即pH=p&,CH3coOH和
CH3co0一各占一半。這一結(jié)論可應(yīng)用于任何一元弱酸(堿)。同時(shí),只要知道某一元弱酸(堿)
在一定pH的分布系數(shù)和酸(堿)的分析濃度,就很容易計(jì)算它在該pH時(shí)的平衡濃度。
2.二元酸:以草酸為例(碳酸與之相似),其<5與pH曲線如圖2所示,加為H2c2。4、加為Cqj、
32為由圖2看出,當(dāng)溶液的pH=p。時(shí)而=5"pH=pKa2時(shí)濟(jì)=①。當(dāng)pHVpKal時(shí),H2c2。4
占優(yōu)勢(shì);在pK,|<pH<pKa2區(qū)間,HC2。:占優(yōu)勢(shì);當(dāng)pH>pKa2時(shí),CQ:一為主要存在形體。由
計(jì)算可知,在pH=2.75時(shí)HCQ:占94.2%,而H2c2。4和CQ;分別為2.6%和3.2%,說(shuō)明在
HCQ:占優(yōu)勢(shì)的區(qū)域內(nèi),三種形體可以同時(shí)存在。
為4重點(diǎn)考向,
考向一強(qiáng)弱電解質(zhì)的判斷
典例引領(lǐng)
典例1下列事實(shí)中,能說(shuō)明MOH是弱堿的有
①0.1molirMOH溶液可以使酚醐試液變紅;②0.1moll'MCI溶液呈酸性;③0.1
mol-L1MOH溶液的導(dǎo)電能力比0.1mol-L1NaOH溶液弱;④等體積的0.1mol-L1
MOH溶液與0.1mol-L1HC1溶液恰好完全反應(yīng)
A.①②③B.②③
C.②④D.③④
【解析】①0」mol-L1MOH溶液可以使酚Ht試液變紅,說(shuō)明MOH能電離出氫氧根離
子,而不能說(shuō)明MOH的電離程度,所以不能證明MOH是弱堿;@0.1mol-L1MCI溶液呈
酸性,說(shuō)明MCI為強(qiáng)酸弱堿鹽,則MOH為弱堿;③溶液的導(dǎo)電能力與離子濃度和離子所
帶的電荷數(shù)有關(guān),01mol-L1MOH溶液的導(dǎo)電能力比0.1NaOH溶液的弱,說(shuō)明
MOH溶液中離子濃度比NaOH溶液中離子濃度小,MOH部分電離,為弱堿;④等體積的
0.1mol-L1MOH溶液與0.1mol-L'HC1溶液恰好完全反應(yīng),無(wú)論是強(qiáng)堿還是弱堿,都能恰
好完全反應(yīng)。
【答案】B
變式拓展
1.為了證明醋酸(CH3coOH)是弱電解質(zhì),甲、乙、丙三人分別選用下列試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn):0.010
mol【r醋酸溶液、0.1moll一醋酸鈉溶液、醋酸鈉晶體、石蕊試液、pH試紙、蒸儲(chǔ)水。
(1)甲用pH試紙測(cè)出0.010molir醋酸溶液的pH為4,則認(rèn)定醋酸是弱電解質(zhì),你
認(rèn)為這一方法是否正確?(填“正確”或“不正確,’),并說(shuō)明理由:
(2)乙取出10mL0.010mol【r醋酸溶液,用pH試紙測(cè)其pH=q,然后用蒸儲(chǔ)水稀釋
至1000mL,再用pH試紙測(cè)其pH=6,若要確認(rèn)醋酸是弱電解質(zhì),則a、b值應(yīng)滿足什
么關(guān)系?(用等式或不等式表示)。
(3)丙取出10mL0.010molir醋酸溶液,滴入2滴石蕊試液,顯紅色,再加入少量醋
酸鈉晶體,顏色變(填“深"或"淺”)。你認(rèn)為這一方法能否證明醋酸是弱電解質(zhì)?
(填“能”或“否”),并說(shuō)明原因:_________________________________
%弱酸(堿)的判斷方法
(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明BOH(如NH3-H2。)是一元弱堿的方法
①室溫下,測(cè)0.1molL-1BOH的pH,若pH=13,則BOH為強(qiáng)堿,若pH<13,則BOH
為弱堿。
②配制BC1的溶液,測(cè)其pH,若pH=7,則BOH為強(qiáng)堿,若pH<7,則BOH為弱堿。
③配制pH=12的BOH的溶液,加水稀釋100倍,若稀釋后溶液的pH=10,貝ijBOH
為強(qiáng)堿,若稀釋后溶液的pH>10,則BOH為弱堿。
(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明HA是一元弱酸的方法
實(shí)驗(yàn)方法結(jié)論
①測(cè)0.01mol-L1HA的pHpH=2,HA為強(qiáng)酸,pH>2,HA為弱酸
②測(cè)NaA溶液的pHpH=7,HA為強(qiáng)酸,pH>7,HA為弱酸
③測(cè)相同pH的HA和鹽酸稀釋相同倍數(shù)前后若HA溶液的pH變化比鹽酸的小,則HA為
的pH變化弱酸
④測(cè)等體積、等pH的HA和鹽酸中和NaOH若HA溶液消耗NaOH的量比鹽酸的多,則
的量HA為弱酸
⑤測(cè)等體積、等物質(zhì)的量濃度的HA和鹽酸分若HA溶液與Zn粒反應(yīng)比鹽酸的速率慢,則
別與顆粒大小相同的鋅粒反應(yīng)的速率HA為弱酸
⑥測(cè)等體積、等pH的HA和鹽酸分別與足量若HA溶液與足量的鋅粒反應(yīng)最終產(chǎn)生H2的
的鋅粒反應(yīng)產(chǎn)生H2的量量比鹽酸的多,則HA為弱酸
考向二影響電離平衡的因素
典例引領(lǐng)
典例1某溫度下,在飽和氨水中存在平衡:NH3+H2Or^NH3-H2O==NHj+OH,
(1)若增大壓強(qiáng),則溶液的pH(填“增大"''減小"或"不變”)。
(2)若通入NH3,則平衡(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)。
(3)若加水,則平衡(填響左”“向右”或“不”)移動(dòng),溶液的pH(填“增
大”“減小”或“不變”)。
(4)若加入氫氧化鈉固體,則溶液中的c(NHl)(填“增大”“減小”或“不變”),
溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變
【解析】(1)若增大壓強(qiáng),氣體的溶解度增大,氨水中電離平衡:NH.rHzO一NH」
+OH一向右移動(dòng),則pH增大。
(2)向飽和氨水中通入NH3,NFh不再溶解,所以電離平衡不移動(dòng)。
(3)加水,氨水中電離平衡:NHrH2OH^NH;+OH-向右移動(dòng),但是溶液的體積增
大的程度比0H的物質(zhì)的量增大的程度大,所以0H濃度減小,則pH減小。
(4)加氫氧化鈉,則氨水中電離平衡:NH3-H2O=^NHJ+OH一向左移動(dòng),溶液中的
c(NH;)減小,c(OH-)增大,pH增大。
【答案】(1)增大⑵不(3)向右減小(4)減小增大
變式拓展
2.H2s水溶液中存在電離平衡H2S^^H++HS^[1HS^^H++S2-。若向H2s溶液中
A.加水,平衡向右移動(dòng),溶液中氫離子濃度增大
B.通入過(guò)量SO2氣體,平衡向左移動(dòng),溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移動(dòng),溶液pH減小
D.加入少量硫酸銅固體(忽略體積變化),溶液中所有離子濃度都減小
~~I-I~~1—1H-i—1~I~h-t-4—f-H—1~I~KITT~I~IT—I~I"II-I~1—1-1~I~
Q外界條件對(duì)弱電解質(zhì)電離的影響
以為例:
CH3COOH^=^CH3coO+H+A//>0
改變平衡移電離導(dǎo)電電離平
C(CH3COOH)"(H+)c(H+)C(CH3COO")
條件動(dòng)方向程度能力衡常數(shù)
加水稀釋—>減小增大減小減小增大減弱不變
加少量冰醋酸—>增大增大增大增大減小增強(qiáng)不變
通入HC1氣體<—增大增大增大減小減小增強(qiáng)不變
加NaOH固體—>減小減小減小增大增大增強(qiáng)不變
力口CH3coONa
<―增大減小減小增大減小增強(qiáng)不變
固體
加入鎂粉—>減小減小減小增大增大增強(qiáng)不變
升高溫度-?減小增大增大增大增大增強(qiáng)增大
考向三強(qiáng)酸(堿)與弱酸(堿)的比較
典例引領(lǐng)
典例1現(xiàn)有室溫下四種溶液,有關(guān)敘述不正確的是
序號(hào)①②③④
PH111133
溶液氨水氫氧化鈉溶液醋酸溶液鹽酸
A.③④中分別加入適量的醋酸鈉晶體后,兩溶液的pH均增大
B.②③兩溶液等體積混合,所得溶液中c(H+)>c(OH)
C.分別加水稀釋10倍,四種溶液的pH①>②③
D.WL④與匕L①混合,若混合后溶液pH=7,則V/<V2
+
【解析】CH3coeT抑制CH3COOH的電離,使c(H+)減小,pH增大,CH3coeT與H
反應(yīng)生成弱酸CH3coOH,使c(H+)減小,pH增大,A正確;②③等體積混合后醋酸過(guò)量,
溶液顯酸性,c(H+)>c(OH),B正確;分別加水稀釋10倍,假設(shè)平衡不移動(dòng),那么①②溶
液的pH均為10,但稀釋氨水使平衡NHyHzO-NH:+OH-右移,使①pH>10,同理醋酸溶
液稀釋后pH<4,C正確;若等體積混合,NHTHZO過(guò)量,溶液呈堿性,溶液呈中性,說(shuō)明
V]>V2,D不正確。
【答案】D
變式拓展
3.體積相同的鹽酸和醋酸兩種溶液,/J(Cr)=n(CH3C
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