内容正文:
学习任务一
学习任务二
课时作业·规范训练
随堂测评·素养提升
第2课时 电离平衡常数
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学业要求解读
活动探究建议
1.了解电离平衡常数的意义。
2.根据电离平衡常数进行有关计算。
交流讨论建立电离平衡常数这一模型,并利用其解释一些反应现象。
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电离平衡常数
1.概念
在一定温度下,当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时,该弱电解质在溶液中电离生成的各离子浓度乘积与未电离的该弱电解质分子浓度的比值是一个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数,用K表示。弱酸、弱碱的电离常数分别用Ka、Kb来表示。
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2.表示方法
(1)一元弱酸HA的电离常数
根据电离方程式HAH++A-,得电离平衡常数Ka=eq \f(c(H+)·c(A-),c(HA))。
(2)一元弱碱BOH的电离常数
根据电离方程式BOHB++OH-,得电离平衡常数Kb=eq \f(c(B+)·c(OH-),c(BOH))。
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(3)多元弱酸的电离常数
H2CO3是二元弱酸,发生分步电离:H2CO3H++HCOeq \o\al(-,3)、HCOeq \o\al(-,3)H++COeq \o\al(2-,3),各步电离有各步的电离常数,即Ka1=-,3)eq \f(c(H+)·c(HCO),c(H2CO3))
、
Ka2=2-,3)eq \f(c(H+)·c(CO),c(HCOeq \o\al(-,3)))
。
注意:两步电离常数表达式不能合并书写,若将H2CO3的电离常数表达式写成Ka=2-,3)eq \f(c2(H+)·c(CO),c(H2CO3))
是不正确的。
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3.电离常数的影响因素
电离常数同化学平衡常数一样,只与温度有关,而不受溶液中离子浓度的影响,由于电离过程是吸热的,因此电离常数随着温度的升高而增大。
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eq \a\vs4\al([思考1]) (1)在运用电离常数表达式进行计算时,表达式中各粒子浓度必须是平衡时的浓度吗?
(2)同一弱电解质在同一温度下改变浓度时,其电离常数不变吗?
(3)弱电解质的电离平衡正向移动时,电离常数一定增大吗?
提示:(1)是 (2)是 (3)不一定
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电离平衡常数(K)、电离度(α)与c(H+)的关系
依照化学平衡计算中“列三行”(或“列两行”)的方法,通过起始浓度、消耗浓度、平衡浓度,结合Ka(Kb)、α(电离度)等条件便可以轻松地进行电离平衡的有关计算。以一元弱酸为例,酸的起始浓度为c,
HAH++A-
起始: c 0 0
变化: cα cα cα
平衡: c-cα≈c cα cα
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则c(H+)=cα Ka=eq \f(c2(H+),c)即c(H+)=eq \r(Ka·c)
α与Ka的关系为α=eq \r(\f(Ka,c))。同样,对于一元弱碱来说,c(OH-)=cα=eq \r(Kb·c)。
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[典例剖析]
已知25 ℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH-)=_________ mol·L-1。
【思路点拨】 (1)写出NH3·H2O的Kb表达式;
(2)代入数据计算。
【尝试解答】 Kb(NH3·H2O)=+,4)eq \f(c(NH)·c(OH-),c(NH3·H2O))
=eq \f(c2(OH-),c(NH3·H2O))=1.8×10-5,c(NH3·H2O)=2.0 mol·L-1时,溶液中的c(OH-)=eq \r(Kb·c(NH3·H2O))=eq \r(1.8×10-5×2.0) mol·L-1=6.0×10-3 mol·L-1。
【答案】 6.0×10-3
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[跟踪训练]
1.某一元弱酸HA的溶液中,若未电离的HA分子个数与溶液中的离子个数比为a∶b(忽略水的电离),则HA的电离度(即转化率)是( )
A.eq \f(b,2a+b)×100%
B.eq \f(b,a+2b)