3.2電離平衡常數(shù) 課件 高二上學(xué)期化學(xué)滬科版（2020）選擇性必修1

電離平衡常數(shù)（第一課時(shí)）水垢（主要成分碳酸鈣）醋酸無法除去尿垢（主要成分磷酸鈣）除去尿垢生活中的化學(xué)當(dāng)弱電解質(zhì)溶于水，在水分子的作用下，弱電解質(zhì)分子電離出離子，而電離產(chǎn)生的離子又可以重新結(jié)合成分子。弱電解質(zhì)的電離過程是可逆的，這兩種相反的趨勢(shì)最終將達(dá)到電離平衡狀態(tài)。如果外界條件不發(fā)生變化，任何可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的反應(yīng)速率相等，這時(shí)反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變，反應(yīng)就達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。知識(shí)回顧4.22×10-31.35×10-2初始濃度/（mol·L-1）1.000.100平衡濃度/（mol·L-1）CH3COOH0.9960.0987CH3COO－4.21×10-31.34×10-3H+4.21×10-31.34×10-3稀釋過程，是否存在不變的量？醋酸電離達(dá)到平衡時(shí)各種微粒的濃度（25℃）(1.34×10-3)20.0987=1.80×10-5電離度α=(4.21×10-3)20.996=1.80×10-54.21×10-31.00=0.421%×100%1.34×10-30.100=1.34%×100%對(duì)一元弱酸或弱堿來說，在一定溫度下達(dá)到電離平衡時(shí)，溶液中電離形成的各種離子濃度的乘積與未電離的分子濃度之比是一個(gè)常數(shù)，稱為電離平衡常數(shù)，簡(jiǎn)稱電離常數(shù)。K=[A+][B－][AB]電離平衡常數(shù)的定義ABA++B－1一元弱酸

HAH++A－電離常數(shù)Ka=[H+][A－][HA]表達(dá)式中的濃度均為達(dá)到電離平衡時(shí)的平衡濃度一元弱堿

BOHB++OH－電離常數(shù)Kb=[B+][OH－][BOH]CH3COOHH++CH3COO－Ka=[H+][CH3COO－][CH3COOH]NH3·H2O+OH－Kb=[][OH－][NH3·H2O]電離平衡常數(shù)的書寫（一元弱酸、弱堿）

2已知：25℃時(shí)醋酸的電離平衡常數(shù)是1.8×10-5。在該溫度下向醋酸中逐滴加入氫氧化鈉溶液，當(dāng)溶液中醋酸根離子與醋酸分子濃度恰好相等時(shí)，計(jì)算溶液的pH。Ka=[H+][CH3COO－][CH3COOH]1.8×10-5=[H+]1.8×10-5

mol·L-1=pH=-lg[H+]=4.7小試牛刀H++H2CO3H+濃度/（mol·L-1)0.041.3×10-45.6×10-11多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的通常用Ka1、

Ka2來表示第一步、第二步的電離平衡常數(shù)H2CO3H++Ka1＝[H+][][H2CO3]Ka2＝[H+][][]多元弱酸的電離飽和碳酸溶液中各微粒濃度分析碳酸的電離1.3×10-4H2CO32H++325℃時(shí)，電離平衡常數(shù)分別是：Ka1＝5.0×10－3，Ka2＝2.5×10－7。H3PO3H++亞磷酸是二元弱酸H++亞磷酸H3PO3多元弱酸的電離3

相同條件下，誰的酸性較強(qiáng)？常見一元弱酸的電離平衡常數(shù)（25℃）電離平衡常數(shù)的意義4相同條件下，電離常數(shù)越大，電離能力越強(qiáng)，酸性越強(qiáng)電離平衡常數(shù)的大小，反映了弱酸、弱堿的相對(duì)強(qiáng)弱電離平衡常數(shù)的意義4多元弱酸的電離平衡常數(shù)（25℃）多元弱酸的Ka1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ka2多元弱酸電離平衡常數(shù)多元弱酸電離平衡常數(shù)H2CO3Ka1=4.2×10-7Ka2=4.8×10-11H2SO3Ka1=1.2×10-2Ka2=6.2×10-8H2SKa1=9.1×10-8Ka2=1.1×10-12H2C2O4(草酸)Ka1=5.6×10-2Ka2=5.4×10-5相同條件下，誰的酸性較強(qiáng)？多元弱酸的酸性主要由第一步電離決定物質(zhì)的量濃度相同的五種酸溶液，[H+]由大至小的順序是

。遷移：F－、ClO－、CN－、CH3COO－、結(jié)合H+能力由小至大的順序是

。25℃，五種酸的電離平衡常數(shù)如下：化學(xué)式HFHClOHCNCH3COOHH2CO3電離平衡常數(shù)5.6×10-43.0×10-84.0×10-101.8×10-5Ka1=4.2×10-7Ka2=4.8×10-11答：HF

CH3COOH

H2CO3

HClO

HCN答：

F－

CH3COO－

ClO－

CN－小試牛刀升高溫度，電離平衡常數(shù)增大電解質(zhì)越弱，越難電離，電離常數(shù)越小內(nèi)因：物質(zhì)本身的性質(zhì)t/℃0℃25℃電離平衡常數(shù)Kb1.374×10-51.774×10-5NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH－(aq)ΔH＞0影響電離平衡常數(shù)的因素5外因：同一弱電解質(zhì)溶液，電離常數(shù)只受溫度影響?使用電離平衡常數(shù)時(shí)應(yīng)指明溫度電離平衡常數(shù)的本質(zhì)是化學(xué)平衡常數(shù)相比電離度，更能體現(xiàn)弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)已知在25℃時(shí)，1.0mol·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)。NH3·H2ONH4+

+OH－

起始濃度/（mol·L-1）已電離濃度/（mol·L-1）平衡濃度/（mol·L-1）1.0001.0×0.42%1.0×0.42%1.0×0.42%1.0-1.0×0.42%1.0×0.42%1.0×0.42%Kb=[][OH－][NH3·H2O]

(1.0×0.42%)21.0-1.0×0.42%==1.8×10-5小試牛刀電離平衡常數(shù)（第二課時(shí)）水垢（主要成分碳酸鈣）醋酸無法除去尿垢（主要成分磷酸鈣）除去尿垢利用電離常數(shù)判斷電離平衡移動(dòng)方向1若Q＝K，說明化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡若Q＜K，說明化學(xué)反應(yīng)朝著正向進(jìn)行，直至Q＝K若Q＞K，說明化學(xué)反應(yīng)朝著逆向進(jìn)行，直至Q＝K化學(xué)平衡將1L0.1mol·L-1醋酸溶液加水稀釋至2L，判斷電離平衡移動(dòng)的方向若Q＝Ka或Kb，說明電離過程已達(dá)到平衡若Q＜Ka或Kb，說明電離平衡朝著正向移動(dòng)，直至Q＝Ka或Kb若Q＞Ka或Kb，說明電離平衡朝著逆向移動(dòng)，直至Q＝Ka或Kb電離平衡類比條件改變瞬間：Q＜Ka

Ka=[H+][CH3COO－][CH3COOH]Q=

[H+]·[CH3COO－][CH3COOH]

=[H+][CH3COO－][CH3COOH]

說明電離平衡朝著正向移動(dòng)=

1將1L0.1mol·L-1醋酸溶液加水稀釋至2L，判斷電離平衡移動(dòng)的方向利用電離常數(shù)判斷電離平衡移動(dòng)方向加水稀釋促進(jìn)弱電解質(zhì)的電離生活中可使用白醋增加84消毒液（主要含NaClO）的效果。從電離平衡常數(shù)的角度分析反應(yīng)發(fā)生的原因。25℃，常見酸的電離平衡常數(shù)如下：化學(xué)式HClOCH3COOH電離平衡常數(shù)3.0×10-81.8×10-5相同溫度下，醋酸的電離常數(shù)大于次氯酸NaClO+CH3COOHCH3COONa+HClO=2利用電離常數(shù)判斷反應(yīng)主要進(jìn)行的方向、限度NaClO+CH3COOHCH3COONa+HClO=CH3COOH

HClOCH3COO－ClO－K1=[H+][CH3COO－][CH3COOH]=Ka1K2=[H+][ClO－][HClO]=Ka1H+(數(shù)量級(jí)約為104)(數(shù)量級(jí)約為107)K1遠(yuǎn)小于K2，醋酸與次氯酸鈉反應(yīng)能較完全地轉(zhuǎn)化為次氯酸和醋酸鈉25℃，常見酸的電離平衡常數(shù)如下：2利用電離常數(shù)判斷反應(yīng)主要進(jìn)行的方向、限度化學(xué)式HClOCH3COOH電離平衡常數(shù)3.0×10-81.8×10-525℃，常見酸的電離平衡常數(shù)如下：2利用電離常數(shù)判斷反應(yīng)主要進(jìn)行的方向、限度化學(xué)式HClOCH3COOH電離平衡常數(shù)3.0×10-81.8×10-5NaClO+CH3COOHCH3COONa+HClOK＝

[CH3COO－][HClO][CH3COOH][ClO－][H+][H+]K＝

[CH3COO－][H+][HClO][CH3COOH][H+][ClO－]Ka(CH3COOH)Ka

(HClO)＝600

=ClO－+CH3COOHCH3COO－+HClO=＝

1.8×10-53.0×10-8＝

弱酸制備更弱酸比較電離平衡常數(shù)大小比較弱酸根離子結(jié)合氫離子的能力依據(jù)電離平衡常數(shù)進(jìn)行定量計(jì)算2利用電離常數(shù)判斷反應(yīng)主要進(jìn)行的方向、限度醋酸可以除去水垢(碳酸鈣)，很難除尿垢(磷酸鈣)的原因2利用電離常數(shù)判斷反應(yīng)主要進(jìn)行的方向、限度2CH3COOH＋CaCO3

(CH3COO)2Ca

＋CO2↑＋H2O=化學(xué)式CH3COOHH2CO3H3PO4電離平衡常數(shù)1.8×10-5Ka1=4.2×10-7Ka2=4.8×10-11Ka1=7.5×10-3Ka2=6.2×10-8Ka3=2.2×10-1325℃，常見酸的電離平衡常數(shù)如下：相同溫度下，醋酸的電離常數(shù)大于碳酸除去尿垢2利用電離常數(shù)判斷反應(yīng)主要進(jìn)行的方向、限度將84消毒液露置在空氣中，會(huì)有反應(yīng)發(fā)生。其主反應(yīng)是?CO2+H2O+ClO－HClO＋HCO3－=CO2+H2O+2ClO－2HClO＋CO32－=化學(xué)式HClOH2CO3電離平衡常數(shù)3.0×10-8Ka1=4.2×10-7Ka2=4.8×10-1125℃，常見酸的電離平衡常數(shù)如下：CO2+H2O+ClO－HClO＋HCO3－=K＝

[HCO3－][HClO][H2CO3][ClO－][H+][H+]＝

[HCO3－][H+][HClO][H2CO3

][H+][ClO－]＝

Ka1

(H2CO3)·

Ka2

(H2CO3)Ka2

(HClO)4.2×10-73.0×10-8＝

＝14

CO2+H2O+2ClO－2HClO＋CO32－=K＝

[CO32－][HClO]2[H2CO3][ClO－]2[H+]2[HCO3