弱電解質(zhì)的電離平衡 高二上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修1

第一單元弱電解質(zhì)的電離平衡2弱電解質(zhì)的電離平衡為什么醋酸的電離用“”表示？你能否從微觀角度給出解釋？溫故知新醋酸是常見的弱電解質(zhì)。醋酸溶于水后，在水分子的作用下，部分醋酸分子電離成氫離子和醋酸根離子，同時(shí)，電離產(chǎn)生的氫離子和醋酸根離子也能相互結(jié)合成醋酸分子，且醋酸分子電離成離子的速率大于離子結(jié)合成分子的速率。隨著電離的進(jìn)行，醋酸分子電離的速率逐漸減小，離子結(jié)合成分子的速率逐漸增大。當(dāng)醋酸的電離達(dá)到最大程度時(shí)，溶液中醋酸分子、氫離子、醋酸根離子的濃度出現(xiàn)什么特征？你能嘗試用化學(xué)平衡的原理加以解釋嗎？交流討論弱電解質(zhì)溶于水后，在水分子的作用下，弱電解質(zhì)分子電離成離子；同時(shí)，一部分離子又結(jié)合成弱電解質(zhì)分子。因此，弱電解質(zhì)在水溶液中的電離過程是可逆的，電離的程度也是有限的。如圖3-4所示，醋酸在水溶液中的電離方程式可表示為：在水溶液中，分子或離子通常與一定數(shù)目的水分子結(jié)合在一起，其中水合氫離子（H3O＋）中的H2O可省略不寫，用氫離子（H＋）表示，則其電離方程式可表示為：在一定溫度下，當(dāng)弱電解質(zhì)在水溶液中的電離達(dá)到最大限度時(shí)，電離過程并未停止。此時(shí)，弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率與離子結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的速率相等，溶液中弱電解質(zhì)分子和離子的濃度都不再發(fā)生變化，弱電解質(zhì)的電離達(dá)到了電離平衡狀態(tài)。弱電解質(zhì)電離過程中離子生成和結(jié)合成分子的速率隨時(shí)間的變化如圖3-5所示。醋酸電離達(dá)到平衡時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)定的溶液中微粒的濃度如表3-3所示。請(qǐng)你完成表格，并將你的結(jié)論與同學(xué)交流討論。交流討論在一定溫度下，醋酸在水溶液中達(dá)到電離平衡時(shí)，的值是常數(shù)，稱為醋酸的電離平衡常數(shù)（簡(jiǎn)稱電離常數(shù)）。弱酸的電離平衡常數(shù)通常用Ka表示。電離平衡是化學(xué)平衡的一種情形，電離平衡常數(shù)是弱電解質(zhì)發(fā)生電離過程中對(duì)其電離程度的定量表示，其本質(zhì)就是化學(xué)平衡常數(shù)。在水溶液中或熔融狀態(tài)下或非水溶劑中發(fā)生的電離平衡，均可用電離平衡常數(shù)來表示。學(xué)科提煉電離平衡常數(shù)和電離度一定溫度下，每一種弱電解質(zhì)都有自身所對(duì)應(yīng)的電離平衡常數(shù)。電離平衡常數(shù)的大小與弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)以及溫度有關(guān)，而與弱電解質(zhì)溶液的起始濃度無關(guān)。與化學(xué)平衡的轉(zhuǎn)化率類似，電離達(dá)到平衡時(shí)，可用弱電解質(zhì)已電離部分的濃度與其起始濃度的比值來表示電離的程度，簡(jiǎn)稱電離度，用符號(hào)α表示。一般而言，弱電解質(zhì)溶液的濃度越大，電離度越小；反之，電離度越大。弱電解質(zhì)的電離度可表示為：【例題】乙酰水楊酸（俗稱阿司匹林）是一種一元弱酸（用HA表示）。在一定溫度下，0.10mol·L－1乙酰水楊酸水溶液中，乙酰水楊酸的電離度為5.7%，求該酸的電離平衡常數(shù)。方法導(dǎo)引解：乙酰水楊酸的電離方程式為HAH＋＋A－。在0.10mol·L－1該酸的水溶液中，達(dá)到電離平衡狀態(tài)時(shí)：答：在該溫度下，乙酰水楊酸的電離平衡常數(shù)為3.4×10－4。與弱酸類似，弱堿在水溶液中的電離過程也遵循弱電解質(zhì)電離的一般規(guī)律。氨水中的一水合氨是常見的弱電解質(zhì)，它的電離方程式為：在氨水中，一水合氨分子電離成銨根離子和氫氧根離子，同時(shí)銨根離子和氫氧根離子結(jié)合成一水合氨分子。當(dāng)分子電離成離子的速率與離子結(jié)合成分子的速率相等時(shí)，一水合氨的電離達(dá)到平衡狀態(tài)。通常用Kb表示弱堿的電離平衡常數(shù)，一水合氨的電離平衡常數(shù)可用下式表達(dá)：已知在25°C時(shí)，1mol·L－1氨水中，NH3·H2O的電離度是0.42%，求NH3·H2O在該溫度下的電離平衡常數(shù)。學(xué)以致用弱酸、弱堿的電離平衡常數(shù)（Ka、Kb）能夠反映弱酸、弱堿酸堿性的相對(duì)強(qiáng)弱。在一定溫度下，當(dāng)弱酸的濃度相同時(shí)，電離平衡常數(shù)越大，弱酸的電離程度就越大，溶液中氫離子的濃度也越大。類似地，當(dāng)弱堿的濃度相同時(shí)，電離平衡常數(shù)越大，弱堿的電離程度就越大，溶液中氫氧根離子的濃度也越大。因此，我們常用電離平衡常數(shù)來表示弱酸、弱堿酸堿性的相對(duì)強(qiáng)弱。電離平衡常數(shù)越大，弱酸的酸性越強(qiáng)，弱堿的堿性越強(qiáng)。醋酸是一種弱酸，在水溶液中存在著電離平衡，若向醋酸溶液中加水進(jìn)行稀釋，電離平衡會(huì)發(fā)生怎樣的移動(dòng)？為什么？下圖是用電導(dǎo)率傳感器測(cè)得的20mL冰醋酸加水稀釋過程中溶液的電導(dǎo)率變化曲線，發(fā)現(xiàn)在稀釋過程中電導(dǎo)率出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象，請(qǐng)你嘗試解釋原因。批判性思維注：電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強(qiáng)，反之越弱。幾種弱酸和弱堿的電離平衡常數(shù)如表3-4所示。與醋酸等一元弱酸不同，碳酸（H2CO3）、磷酸（H3PO4）等多元弱酸在水溶液中的電離是分步進(jìn)行的。例如，二元弱酸H2CO3分兩步電離，每一步都有相應(yīng)的電離平衡常數(shù)。拓展視野多元弱酸的分步電離弱酸、弱堿在生產(chǎn)、生活中廣泛存在。如我們已經(jīng)學(xué)過的無機(jī)弱酸次氯酸，可用作漂白劑、氧化劑、除臭劑和消毒劑；無機(jī)弱堿一水合氨，可作為生產(chǎn)化肥的原料，也可在紡織、印染等行業(yè)中作為助劑。酸堿指示劑大多是有機(jī)弱酸或有機(jī)弱堿。有機(jī)弱酸在生活中十分常見。許多水果有酸味，主要是因?yàn)樗鼈兒袡幟仕?、蘋果酸、抗壞血酸（維生素C）等有機(jī)酸；生活向?qū)钪械挠袡C(jī)弱酸蚊蟲叮咬人的皮膚后，會(huì)在傷口處留下甲酸（HCOOH，也稱蟻酸）等分泌物，使皮膚瘙癢、產(chǎn)生紅疹；人體在劇烈運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生乳酸（），使人運(yùn)動(dòng)過后感覺肌肉發(fā)酸；硬脂酸（C17H35COOH）是一種脂肪酸，常用于制造肥皂，脂肪酸可用通式R—COOH表示。1.醋酸溶液加水稀釋，在稀釋過程中()A.溶液中CH3COO－的濃度增大B.溶液中H+個(gè)數(shù)增多，H+的濃度減小C.溶液中H+個(gè)數(shù)減少，H+的濃度減小D.溶液中CH3COOH的分子數(shù)減少，CH3COOH的濃度也減小B

D課堂訓(xùn)練2.欲使醋酸溶液中的CH3COO-濃度增大，且不放出氣體，可加入的少量固體是（）

A.NaOHB.NaHCO3C.CH3COOKD