第3章 第1节 第2课时 电离平衡常数(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019）

第2课时　电离平衡常数 课程标准 核心素养目标 1.了解电离平衡常数的含义。 2．能举例说明离子反应与平衡在生产、生活中的应用。 基于弱电解质的电离平衡，建构电离平衡常数模型，并能应用模型解释弱电解质在水溶液中发生的变化。(证据推理与模型认知) 知识点一　电离平衡常数 1.概念 (1)与其他化学平衡类似，在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。 (2)对一元弱酸或一元弱碱来说，溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数。 2．表达形式 (1)一元弱酸的电离常数(Ka) 例如，醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH⇌CH3COO－＋H＋，则电离平衡常数表达式为Ka＝。 (2)一元弱碱的电离常数(Kb) 例如，氨水中存在电离平衡：NH3·H2O⇌NH＋OH－，则电离平衡常数表达式为Kb＝。 (3)多元弱酸的电离常数(Ka1、Ka2等) 多元弱酸分步电离，每步都有其电离平衡常数，通常用Ka1、Ka2等加以区别。 例如，H2CO3溶液中： 第一步电离：H2CO3⇌HCO＋H＋，Ka1＝； 第二步电离：HCO⇌CO＋H＋，Ka2＝。 3．影响因素 影响因素 影响结果及分析 内因 弱电解质的结构及性质(主要因素) 相同条件下，弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)越强，电离常数越大 外因 温度(次要因素) 升高温度，电离常数增大 逐级电离常数分析 (1)多元弱酸的各步电离常数的大小：Ka1>Ka2>Ka3>…… (2)当Ka1≫Ka2时，计算多元弱酸中的c(H＋)，或比较多元弱酸酸性的相对强弱时，通常只考虑第一步电离。 (3)多元弱碱的情况与多元弱酸类似。 知识点二　电离平衡常数的计算及应用 1.电离常数的计算 例如，25 ℃时，0.1 mol/L醋酸溶液中，达到电离平衡时，c(H＋)约为1×10－3 mol/L，则该温度下CH3COOH的电离常数Ka≈1×10－5。 2．电离常数的应用 (1)实验探究：比较CH3COOH与H2CO3的酸性强弱 实验操作 实验现象 有气泡产生 实验结论 酸性：CH3COOH＞(填“＞”或“＜”)H2CO3 Ka大小比较 Ka(CH3COOH)＞(填“＞”或“＜”)Ka1(H2CO3) (2)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盐酸、2 mL 2 mol/L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。 ①等质量的镁分别与体积相同、物质的量浓度相同的盐酸和醋酸反应时，与盐酸反应的速率大(填“大”“小”或“相等”，下同)，与醋酸反应的速率小。 ②过量的镁分别与体积相同、物质的量浓度相同的盐酸和醋酸反应后，生成氢气的体积相等。 弱酸的酸性强弱与电离常数大小的关系 探究一　电离平衡常数的计算及应用 ►情境探究 据统计，近十年内全球14%的珊瑚死亡，温室效应引起全球变暖，使得海水也随之变暖，珊瑚失去往日共生的水藻而褪色。同时，空气中CO2溶于水生成H2CO3使海水变酸，珊瑚礁的外骨骼逐渐消融而死亡。 [问题设计] 1．常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的c(H＋)＝10－5.6 mol/L，c(H2CO3)＝1.5×10－5 mol/L。若忽略水的电离及H2CO3的二级电离，则H2CO3⇌HCO＋H＋的电离平衡常数Ka1＝4.2×10－7。(已知：10－5.6＝2.5×10－6) 2．25 ℃时，HClO 和H2CO3电离平衡常数如下表： HClO Ka＝4.0×10－8 H2CO3 Ka1＝4.5×10－7 Ka2＝4.7×10－11 将少量CO2通入NaClO溶液中，反应的化学方程式为CO2＋NaClO＋H2O===NaHCO3＋HClO。 ►归纳拓展 1．利用“三段式法”计算电离平衡常数 以a mol/L 醋酸溶液为例，T ℃时，达到电离平衡时，c(H＋)为b mol/L，则有 CH3COOH　⇌　H＋＋CH3COO－ 则该温度下，醋酸的电离平衡常数为Ka＝＝。 [注意]弱电解质的电离程度比较小，若a、b相差100倍以上，可进行近似处理：c(CH3COOH)＝(a－b)mol/L≈a mol/L。 2．电离平衡常数的应用 (1)根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，相同条件下，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。例如，Ka(CH3COOH)>Ka(HClO)，则酸性：CH3COOH ＞HClO。 (2)根据浓度商(Q)与电离平衡常数(K)的相对大小，判断电离