内容正文:
第2课时 弱电解质的电离平衡
课程标准要求
学业质量水平
1.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡。
2.能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡。
3.了解电离平衡常数的含义。
1.能采用模型、符号等多种方式对物质的结构及其变化进行综合表征。(水平3)
2.能运用宏观、微观、符号等方式描述、说明物质转化的本质和规律。(水平3)
3.能从宏观与微观、定性与定量等角度对物质变化进行分析和表征。(水平4)
一、弱电解质的电离平衡
1.弱电解质的电离
(1)弱电解质在水中的变化
弱电解质溶于水后,在水分子的作用下,弱电解质分子电离成离子;同时,一部分离子又结合成弱电解质分子。因此,弱电解质在水溶液中的电离过程是可逆的,电离的程度也是有限的。
(2)电离方程式
弱电解质的电离过程是可逆的,用符号“”表示。例如,CH3COOH、NH3·H2O的电离方程式分别为CH3COOHCH3COO-+H+、NH3·H2ONH+OH-。
2.电离平衡及建立过程
(1)含义
在一定温度下,当弱电解质在水溶液中的电离达到最大限度时,电离过程并未停止。此时,弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中弱电解质分子和离子的浓度都不再发生变化,弱电解质的电离达到了电离平衡状态。
(2)建立过程
①电离开始阶段:弱电解质分子电离成离子的速率v(电离)随弱电解质浓度的减小而逐渐减小;同时随着离子浓度逐渐增大,离子结合成分子的速率v(结合)不断增大。
②一段时间后:v(电离)与v(结合)相等时,达到电离平衡状态,如下图所示:
3.影响电离平衡的因素
(1)与化学平衡一样,当外界条件(如浓度、温度等)改变时,电离平衡会发生移动。
(2)对于同一弱电解质,浓度、温度对弱电解质电离的影响:
①浓度:加水稀释,弱电解质的浓度减小,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大。
②温度:升高温度,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大。
[注意] 在谈到弱电解质的电离程度时,要指明弱电解质溶液中溶质的浓度和温度,若不注明温度,通常指25 ℃。
二、电离平衡常数和电离度
1.电离平衡常数的概念
(1)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)对于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.电离平衡常数的表达式
(1)一元弱酸的电离平衡常数(Ka)
例如,醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,则电离平衡常数表达式为:
Ka=。
(2)一元弱碱的电离平衡常数(Kb)
例如,氨水中一水合氨存在电离平衡:NH3·H2ONH+OH-,则电离平衡常数表达式为:
Kb=。
(3)多元弱酸的电离平衡常数(Ka1、Ka2等)
例如,碳酸溶液中存在电离平衡:H2CO3HCO+H+、HCOCO+H+,则电离平衡常数表达式为:Ka1=,Ka2=。
3.电离度
(1)与化学平衡的转化率类似,电离达到平衡时,可用弱电解质已电离部分的浓度与其起始浓度的比值来表示电离的程度,简称电离度,用符号α表示。弱电解质的电离度可以表示为α=×100%。
(2)一般而言,温度一定时,对于同一弱电解质,溶液的浓度越大,电离度越小;反之,电离度越大。
4.影响因素
(1)电离平衡常数和电离度首先由物质的本性所决定,不同弱电解质的电离平衡常数和电离度不同。
(2)对于同一弱电解质的稀溶液来说,电离平衡常数和电离度只与温度有关。
(3)对于同一种多元弱酸或弱碱,第一步电离平衡常数远大于第二步电离平衡常数,通常只考虑第一步电离。
5.电离平衡常数的计算及应用
(1)电离平衡常数的计算
例如,25 ℃时,0.1 mol·L-1醋酸溶液中,达到电离平衡时,c(H+)约为1×10-3mol·L-1,则该温度下CH3COOH的电离平衡常数Ka≈1×10-5。
(2)电离平衡常数的应用
根据电离平衡常数的大小,判断酸性的相对强弱。在一定温度下,电离平衡常数越大,弱酸的酸性越强,弱碱的碱性越强。例如,25 ℃时,CH3COOH、HClO的电离平衡常数分别为1.8×10-5、2.95×10-8,则酸性:CH3COOH>HClO。
1.巧判断(对的打“√”,错的打“×”)
(1)稀醋酸加水稀释,电离程度和溶液的pH均增大。(×)
(2)稀氨水通入NH3,电离平衡向电离方向移动,溶液导电能力增强。(√)
(3)稀醋酸中加入CH3COONa固体,醋酸的电离程度减小,溶液导电能力增强。(√)
(4)H2S的电离常数表达式为:Ka=。(×)
(5)一定温度下,加水稀释,弱电解质的电离度和电离常数均增大。(×)
2.(教材改编题)向醋酸溶液中分别加入下