内容正文:
第2节 弱电解质的电离 盐类的水解
第一课时 弱电解质的电离平衡
一、电离平衡常数
概念
在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离生成的各种离子的浓度(次方)的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数
[微点拨]
多元弱酸第一步电离出的H+对第二步电离起抑制作用,故一般Ka1≫Ka2≫Ka3……因此计算多元弱酸溶液中的c平(H+)或比较弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。
表达式
弱酸在水中的电离常数用Ka表示,如CH3COOHCH3COO-+H+电离常数表达式为:Ka=
弱碱在水中的电离常数用Kb表示,如NH3·H2ONH+OH-电离常数表达式为:Kb=
意义
根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱,如弱酸的电离常数越大,弱酸电离出H+的能力就越强,酸性也就越强
影响因素
电离平衡常数只受温度的影响,在稀溶液中与溶液的浓度无关
二、影响弱电解质电离平衡的因素
内因
弱电解质本身的性质(决定性因素)
[微提醒]
电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小,离子的浓度不一定增大,电离程度也不一定增大。
外因
温度
电离是吸热过程,温度升高,电离平衡右移,电离程度增大
浓度
增大弱电解质的浓度,电离平衡右移,但电离程度减小
加水稀释时,电离平衡右移,电离程度增大
同离子效应
在弱电解质溶液中加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,电离平衡左移,电离程度减小
化学
反应
若外加物质能与弱电解质电离出的离子发生反应,则电离平衡右移,电离程度增大
[新知探究(一)] 电离平衡常数的计算及应用
[典例导引]
[典例] 相同温度下,根据三种酸的电离平衡常数,下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
电离平衡常数K
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A.三种酸的酸性强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生
C.由电离平衡常数可以判断,HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸
D.相同温度下,1 mol·L-1HX溶液的电离平衡常数大于0.1 mol·L-1HX溶液的电离平衡常数
[解析] 相同温度下,电离平衡常数越大,酸性越强,三种酸的酸性强弱关系:HX<HY<HZ,故A错误;根据较强酸制较弱酸原理,反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生,故B正确;由电离平衡常数可以判断,HX、HY、HZ都属于弱酸,故C错误;电离平衡常数只与温度有关,与酸的浓度无关,故D错误。
[答案] B
[生成认知]
1.有关电离平衡常数的计算(以弱酸HX为例)
(1)已知c始(HX)和c平(H+),求电离平衡常数。
HX H+ + X-
起始浓度 c始 (HX) 0 0
平衡浓度 c始(HX)- c平(H+) c平(H+) c平(H+)
则:K==。
由于弱酸只有极少一部分电离,c平(H+)的数值很小,可做近似处理:c始(HX)-c平(H+)≈c始(HX),则K=,代入数值求解即可。
(2)已知c始(HX)和K,求c平(H+)。
HX H+ + X-
起始浓度 c始(HX) 0 0
平衡浓度 c始(HX)- c平(H+) c平(H+) c平(H+)
则:K==。
由于K值很小,c平(H+)的数值很小,可做近似处理:c始(HX)-c平(H+)≈c始(HX),则:c平(H+)=,代入数值求解即可。
(3)计算电离度(以一元弱酸HA为例)
K电离==,因为α很小,所以(1-α)=1,即K电离=c酸·α2。所以α=。
2.电离平衡常数的应用
(1)比较弱电解质的相对强弱。相同温度下,弱酸的Ka越大,则酸性越强,物质的量浓度相同时,c平(H+)越大,电离度越大。
(2)比较计算多元弱酸溶液中c平(H+)大小。多元弱酸是分步电离的,且K1≫K2≫K3,原因是第一步电离产生H+对第二步、第三步电离起到抑制作用,比较溶液中c平(H+)大小时,只考虑第一步电离即可。
(3)Ka大的酸能与Ka小的酸的盐反应,反之不反应。
(4)判断溶液中某些粒子浓度比值的变化
凑常数法:解题时将某些粒子的浓度比乘以或除以某种离子的浓度,转化为一个常数与某种离子浓度乘积或商的关系,再进行分析。
酸辣粉起源于川西一带,是四川省、贵州省、重庆市等地的传统特色小吃。其特点是麻、辣、鲜、香、酸且油而不腻,且酸辣粉越热吃起来越酸。酸主要是食品中的醋酸电离出氢离子刺激感官所体现的。电离是吸热反应,温度越高醋酸电离程度越大,氢离子浓度越大。
[跟踪训练]
1.HClO4、H2SO4、H