影響電離平衡的因素及電離平衡常數(shù)+高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第一節(jié)電離平衡

第二課時(shí)弱電解質(zhì)的電離平衡及電離常數(shù)(2)醋酸在電離過程中各微粒濃度的變化？

CH3COOH

CH3COO-+H+電離結(jié)合(1)開始時(shí)，V電離和V結(jié)合怎樣？

c(CH3COOH)c(H+)c(CH3COO-)v(電離)v(結(jié)合)開始時(shí)

接著

最后

00最大(3)當(dāng)V電離=V結(jié)合時(shí)，可逆過程達(dá)到什么狀態(tài)？畫出V～t圖。思考與交流增大最大減小增大不變0增大減小不變不變不變不變V電離V結(jié)合V電離=V結(jié)合

電離平衡狀態(tài)弱電解質(zhì)電離平衡狀態(tài)建立示意圖tV0弱電解質(zhì)電離平衡狀態(tài)的建立（2）特征動(dòng)：電離平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡

變：條件改變時(shí)，電離平衡發(fā)生移動(dòng)等：V電離=V結(jié)合≠0弱：弱電解質(zhì)的溶液中（1）定義:一定條件(如溫度、濃度)下，當(dāng)弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率和離子重新結(jié)合成分子的速率相等時(shí),電離過程就達(dá)到平衡狀態(tài)—電離平衡。定：平衡時(shí)分子、離子的濃度不再變化一、電離平衡電離度(α)

=n(已電離的電解質(zhì)分子)n(起始的電解質(zhì)分子總量)

表示了弱電解質(zhì)的電離程度的相對強(qiáng)弱電離度改變條件移動(dòng)方向n(H+)c(H+)c(CH3COO-)c(CH3COOH)電離程度導(dǎo)電能力

通入HCl(g)

加NaOH(s)

加CH3COONa(s)升溫加水稀釋加CH3COOH(l)加金屬鎂逆移增大減小增大正移減小增大減小逆移減小增大增大正移減小減小

稀醋酸溶液中存在平衡：CH3COOHCH3COO－＋H+，其他條件相同時(shí)，試運(yùn)用勒夏特列原理分析，改變下列條件，對表格中各項(xiàng)有什么影響？增大減小減小增大正移增大增大減小增大正移增大增大增大減小外界影響因素增大增大增大減小減小增大增大增大增大增大正移減小減小增大增大增大增大減小增大減小通常電解質(zhì)越弱電離程度越小。弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)。（決定性因素）外因溫度升溫平衡向電離方向移動(dòng)弱電解質(zhì)的電離是吸熱越熱越電離弱電解質(zhì)濃度越大，電離程度越小越稀越電離濃度內(nèi)因影響因素

外因

在弱電解質(zhì)溶液中加入同弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使電離平衡向左移動(dòng)同離子左移同離子效應(yīng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)右移

在弱電解質(zhì)溶液中加入與弱電解質(zhì)電離出的離子發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，使電離平衡向右移動(dòng)1、電離平衡常數(shù)的概念：

在一定條件下，當(dāng)弱電解質(zhì)的電離達(dá)到平衡時(shí)，溶液中弱電解質(zhì)電離所生成的各種離子濃度的乘積，與溶液中未電離分子的濃度之比是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做電離平衡常數(shù)，簡稱電離常數(shù)，用K表示。弱酸的用Ka表示，弱堿的用Kb表示。

2、表達(dá)式：對于一元弱酸

HAH++A-Ka=c(H+).c(A-)

c(HA)對于一元弱堿BOHB++OH-Kb=c(B+).c(OH-)

c(BOH)c(A-）、c(B十）、c(HA）和c(BOH）均為達(dá)到電離平衡時(shí)的平衡濃度。二、電離平衡常數(shù)3、多元弱酸的電離平衡常數(shù):

多元弱酸分步電離，每一步都有電離平衡常數(shù)，通常用Ka1、Ka2、Ka3……來分別表示。H2CO3H＋＋HCO3－

Ka1＝HCO3－H＋＋CO32－

Ka2＝25℃時(shí)H2CO3的兩步電離常數(shù)為：H3PO4H++H2PO4-Ka1=7.1×10-3H2PO4-H++HPO42-Ka2=6.2×10-8HPO42-H++PO43-Ka3=4.5×10-13H3PO4的分步電離：

計(jì)算多元弱酸中的c(H＋)，或比較多元弱酸酸性的相對強(qiáng)弱時(shí)，通常只考慮第一步電離。電離平衡常數(shù)的大?。篕a1?Ka2?Ka3；多元弱酸的酸性主要由第一步電離決定。就電離本身而言，每一步的電離程度如何變化，為什么？4、電離常數(shù)K的意義:

電離常數(shù)表征了弱電解質(zhì)的電離能力，根據(jù)相同溫度下，電離常數(shù)的大小可以判斷弱電解質(zhì)電離能力的相對強(qiáng)弱。①弱堿的Kb越大，電離程度越大，越容易電離出OH-，堿性越強(qiáng)。②弱酸的Ka越大，電離程度越大，越容易電離出H+，酸性越強(qiáng)。酸性強(qiáng)弱：

Ka1（H2SO3）=1.54×10-2Ka1(H3PO4)=7.1×10-3Ka(HF)=6.8×10-4Ka(CH3COOH)=1.7×10-5Ka1（H2CO3）=4.54×10-7Ka1(H2S)=1.0×10-7Ka(HClO)=3.2×10-8Ka(HCN)=6.2×10-10(常溫下)H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO>HCN25℃時(shí)，幾種弱酸的電離常數(shù)名稱電離常數(shù)HF3.5×10-4H2CO34.3×10-7CH3COOH1.8×10-5HClO3.0×10-8不同溫度下醋酸的電離常數(shù)溫度電離常數(shù)25℃1.8×10-550℃5.1×10-5分析下列數(shù)據(jù)，得出結(jié)論結(jié)論1:相同溫度下，不同弱電解質(zhì)的電離常數(shù)不同，即影響電離常數(shù)大小的主要因素是弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)。弱電解質(zhì)的電離常數(shù)受溫度的影響，升高溫度，電離平衡常數(shù)增大。結(jié)論2:升高溫度，電離常數(shù)K值增大“電解質(zhì)越弱，越難電離，電離常數(shù)K越小”內(nèi)因：外因：由物質(zhì)本性決定同一弱電解質(zhì)溶液，電離常數(shù)K只受溫度影響5、弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)的影響因素：例1、在某溫度時(shí)，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.20mol·L－1的氨水中，達(dá)到電離平衡時(shí)，已電離的NH3·H2O為1.7×10－3mol·L－1，試計(jì)算該溫度下NH3·H2O的電離常數(shù)Kb。

二、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用1、電離常數(shù)的計(jì)算例2、已知25℃時(shí)，CH3COOH的Ka＝1.75×10－5，計(jì)算0.10mol·L－1的CH3COOH溶液達(dá)到電離平衡時(shí)c(H＋)的濃度。設(shè)醋酸電離達(dá)到平衡時(shí)H＋的濃度為x

mol·L－1

CH3COOH?H＋＋CH3COO－初始/(mol·L－1)

0.10

0

0平衡/(mol·L－1)

0.10－x

x

x當(dāng)Ka數(shù)值很小時(shí)，x的數(shù)值很小，可作近似處理：0.10－x≈0.10二、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用有關(guān)電離平衡常數(shù)的計(jì)算模板

HX

?

H＋＋X－起始c(HX)

0

0平衡c(HX)－c(H＋)

c(H＋)

c(X－)二、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用

a電離程度：次氯酸>碳酸氫根離子二、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用例3、已知：25℃時(shí)，下列四種弱酸的電離常數(shù)：

CH3COOHHCOOHHClOH2CO3K1.75×10－51.8×10－44.0×10－8Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11

2、利用電離平衡常數(shù)判斷復(fù)分解反應(yīng)是否發(fā)生“強(qiáng)酸制備弱酸”

A.少量CO2通入NaClO溶液中：CO2+H2O+2ClO-═CO32-+2HClO

B.少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中：SO2+H2O+Ca2++2ClO-═CaSO3↓+2HClO

C.少量SO2通入Na2CO3溶液中：SO2+H2O+2CO32-═SO32-+2HCO3-

D.等濃度、體積的NaHCO3與NaHSO3混合：H++HCO3-═CO2↑+H2O例4、25℃時(shí)，弱酸的電離平衡常數(shù)如下表，下列說法正確的是弱酸CH3COOHHClOH2CO3H2SO3K1.8×10-54.9×10-10Ka1=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11Ka1=1.5×10-2Ka2=1.0×10-7C二、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用3、比較弱電解質(zhì)中微粒濃度比值的變化

依據(jù)弱電解質(zhì)的電離常數(shù)表達(dá)式，可以比較濃度改變時(shí)(溫度不變)溶液中某些微粒濃度的變化。思考:醋酸溶液中加水稀釋過程中是如何變化的?加水稀釋，K值不變，c(H+)減小，則始終保持增大。二、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用例5、在一定溫度下，加水逐漸稀釋1mol·L－1氨水的過程中，隨著水量的增加，請說明溶液中下列含量的變化：(1)n(OH－)______(填“增大”“減小”或“不變”，下同)。增大增大不變二、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用4、計(jì)算電離度起始C00平衡c-cαcαcαcαcαcα變化Ka=(cα)2c-cα當(dāng)α<1%時(shí)，c-cα≈cKa=(cα)2ca二、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用三、強(qiáng)酸、弱酸與活潑金屬反應(yīng)的特點(diǎn)

向兩個(gè)錐形瓶中各加入0.05g鎂條，塞緊橡膠塞，然后用注射器分別注入2mL2mol·L－1鹽酸、2mL2mol·L－1醋酸，測得錐形瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示：(1)兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率及其變化有什么特點(diǎn)?(2)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，兩個(gè)錐形瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)基本相等，由此你能得出什么結(jié)論?1.

同條件，鎂條與鹽酸、醋酸的反應(yīng)

宏觀辨識微觀探析反應(yīng)初期v鹽酸比v醋酸大鹽酸是強(qiáng)酸，完全電離，醋酸是弱酸，部分電離，兩者同濃度，鹽酸中的c(H＋)較大，因而反應(yīng)速率較大反應(yīng)過程中v鹽酸始終大，v鹽酸減小明顯，v醋酸減小不明顯隨反應(yīng)進(jìn)行，醋酸電離平衡正向移動(dòng)，消耗的H＋能及時(shí)電離補(bǔ)充，所以一段時(shí)間內(nèi)速率變化不明顯最終二者產(chǎn)生H2的量基本相等，速率幾乎都變?yōu)榱沔V條稍過量，兩種酸的物質(zhì)的量相同，隨醋酸電離，平衡正向移動(dòng)，醋酸幾乎消耗完全，最終二者與鎂條反應(yīng)的H＋的物質(zhì)的量幾乎相同，因而產(chǎn)生的H2量幾乎相同。兩種酸都幾乎消耗完全，反應(yīng)停止，速率幾乎都變?yōu)?三、強(qiáng)酸、弱酸與活潑金屬反應(yīng)的特點(diǎn)2、一元強(qiáng)酸和一元弱酸的比較(1)同體積、同物質(zhì)的量濃度的一元強(qiáng)酸(如鹽酸)與一元弱酸(如醋酸)的比較比較項(xiàng)目酸c(H＋)酸性中和堿的能力與足量活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生H2的總量與同一金屬反應(yīng)時(shí)的起始反應(yīng)速率一元強(qiáng)酸一元弱酸三、強(qiáng)酸、弱酸與活潑金屬反應(yīng)的特點(diǎn)大小強(qiáng)弱相同相同大小2、一元強(qiáng)酸和一元弱酸的比較(2)同體積、同c(H＋)的一元強(qiáng)酸(如鹽酸)與一元弱酸(如醋酸)的比較比較項(xiàng)目酸c(H＋)酸性中和堿的能力與足量活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生H2的總量與同一金屬反應(yīng)時(shí)的起始反應(yīng)速率一元強(qiáng)酸一元弱酸三、強(qiáng)酸、弱酸與活潑金屬反應(yīng)的特點(diǎn)相同相同小大少多相同第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡

第二節(jié)

水的電離和溶液的pH第一課時(shí)

水的電離探究實(shí)驗(yàn)精確的純水導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)G現(xiàn)象：指針擺動(dòng)不亮水是極弱電解質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):25℃

時(shí)1L水約等于55.6mol,約有10-7molH2O分子發(fā)生電離。G

靈敏電流計(jì)燈泡結(jié)論：1、水的電離實(shí)質(zhì)

H2O+H2O

?

H3O++OH－

H2O?H＋+OH－H+為裸質(zhì)子，不穩(wěn)定，與水結(jié)合，形成H3O+即水合氫離子【簡寫】②微弱①c(H+)

水

=

c(OH-)水

任務(wù)一：認(rèn)識水的電離平衡

【思考】如何衡量水的電離的限度？２、水的離子積（常數(shù)）K＝c(H+)×c(OH-）c(H2O）電離常數(shù)：H2OH＋+OH－K×c(H2O）=c(H+)×c(OH-）Kw=c(H+)×c(OH-）

c(H+)表示溶液中總的H+濃度,c(OH-)表示溶液中總的OH-濃度。一定溫度時(shí)，水（稀溶液）中c(H+)與c(OH-）的乘積是一個(gè)常數(shù)Kw，即水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積。任務(wù)二：認(rèn)識水的電離常數(shù)25℃時(shí)，在10mL蒸餾水中c(H+)和c(OH-)各是多少？向其中加入10mL0.2mol/L鹽酸，c(H+)和c(OH-)如何變化？對水的電離平衡有何影響？c(H+)c(OH-)c(H+)和c(OH-)大小比較酸堿性平衡移動(dòng)蒸餾水加酸后10-710-710-110-13c(H+)=c(OH-)中性c(H+)＞

c(OH-)酸性Kw=加酸后1×10-14不變?nèi)蝿?wù)二：認(rèn)識水的電離常數(shù)H2OH＋

＋OH-H2OH＋

＋OH-25℃時(shí)，向10mL蒸餾水中加入10mL0.2mol/L氫氧化鈉，c(H+)和c(OH-)如何變化？對水的電離平衡有何影響？c(H+)c(OH-)c(H+)和c(OH-)大小比較