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《2021-2022 学年高二化学同步精品学案(新人教版选择性必修 1)》
第三章 水溶液中离子反应与平衡
第一节 电离平衡
第 2 课时 电离平衡常数
一、电离平衡常数
1.概念:在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液中弱电解质电离所生成的
,与溶液中 之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常
数,简称电离常数,用 K 表示(酸用 Ka,碱用 Kb)。
2.电离平衡常数的表示方法
弱电解质 电离平衡 平衡常数表达式
一元弱酸 CH3COOH CH3COO
-
+H
+
一元弱碱 NH3·H2O NH
+
4 +OH
-
多元弱酸 H2CO3
H2CO3 H
+
+HCO
-
3
HCO
-
3 H
+
+CO2
-
3
〔特别提醒〕多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况相类似,但多元弱碱的电离可写成一步。
【数据导引】部分弱电解质的电离平衡常数(25℃)
弱电解质 CH3COOH HCN H2CO3 NH3•H2O
电离平衡常数 1.75 × 10-5 6.2 × 10-10
Ka1 = 4.5 × 10
-7
Ka2 = 4.7 × 10
-11
Kb = 1.8 × 10
-5
3.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由弱电解质的 所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与______有关,由于电离为______过程。
4.意义 :表示弱电解质的电离能力。
(1)同一温度下,电离常数越大,弱电解质越易电离,反之亦然。
(2)比较电离常数的大小可以判断弱电解质的相对强弱。如 25 ℃时,上表中,Ka(CH3COOH)>Ka(HCN),则 HCN 的
酸性比 CH3COOH 更 (“弱”或“强”)。
(3)多元弱酸的第一步的电离常数远大于第二步的,即 Ka1≫Ka2,则计算多元弱酸中的 c(H
+
)或比较多元弱酸的酸性
相对强弱时,通常只考虑第一步电离。 多元弱碱的情况与多元弱酸类似。
【深度思考】多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离的主要原因是___________________________
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_______________________________________________________。
【实验 3—2】推测 CH3COOH 的 Ka 和 H2CO3 的 Ka1 的大小比较
实验操作
实验现象
化学方程式
实验结论 CH3COOH 酸性 (“大于”或“小于”)碳酸
Ka大小比较 Ka(CH3COOH) Ka1(H2CO3)
【思考与讨论】镁条与等浓度、等体积盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入 0.05 g 镁条,盖紧橡胶塞,然后用注射器分别注入 2 mL 2 mol·L
-1 盐酸、2 mL 2 mol·L
-1
醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。
由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况。
宏观辨识 微观探析
反应初期 盐酸的反应速率比醋酸 。
盐酸是强酸, 电离,醋酸是弱酸, 电离,同浓度的
盐酸和醋酸,盐酸中的 c(H
+
) ,因而反应速率 。
反应过程中
盐酸的反应速率始终比醋酸
大,盐酸的反应速率减小明显,
醋酸的反应速率减小不明显.
醋酸中存在电离平衡,随反应的进行,电离平衡 移动,
消耗的氢离子能及时电离补充,所以一段时间速率变化不明
显。
最终
(1)二者产生的氢气的量基本
相等;
(2)速率几乎都变为零
(1)镁条稍微过量,两种酸的物质的量相同,随醋酸电离,
平衡正向移动,醋酸几乎消耗完全,最终二者与镁条反应的
氢离子的物质的量几乎相同,因而产生的 H2 的量几乎相同。
(2)两种酸都几乎消耗完全,反应停止,因而反应速率几乎
都变为 0。