3.1.3 电离平衡常数(第2讲) 课件2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第一节 电离平衡 第3课时（第2讲） 电离平衡常数的应用 实验操作 向盛有2 mL 1mol/L 醋酸的试管中滴加1 mol/L Na2CO3溶液，观察现象。你能否由此推测Ka(CH3COOH)与Kal(H2CO3) 的大小？ 实验现象 原理 结论 有气泡产生 反应生成了CO2，化学方程式为： 2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + H2O +CO2↑ CH3COOH的酸性比H2CO3的强，Ka(CH3COOH) > Kal(H2CO3) 一、电离平衡常数的应用 【实验3-2】 1.利用电离常数比较酸性强弱或c(H＋)大小或c(OH-) 1. 已知某温度下， Ka(HCN)＝6.2×10－10 Ka(HF)＝6.8×10－4 Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5 Ka(HNO2)＝6.4×10－6。该温度下，物质的量浓度都为0.1 mol·L－1的下列物质的溶液中，c(H＋)由大到小的顺序是(　　) A．HCN>HNO2>CH3COOH>HF B．HCN>CH3COOH>HF>HNO2C．HF>CH3COOH>HNO2>HCN D．CH3COOH>HCN>HF>HNO2 C 课堂训练 2、强酸制弱酸——弱酸与盐溶液的反应规律 利用电离平衡常数，可以判断复分解反应能否发生，以及确定产物。 一、电离平衡常数的应用 酸性：HCOOH ＞ HCN HCOOH＋NaCN===HCN＋HCOONa 【例题】 已知：Ka(HCOOH)＝1.77×10－4 mol·L－1 Ka(HCN)＝4.9×10－10 mol·L－1 HCOONa 与 HCN不反应 问下列反应是否能发生？若能发生请写出化学方程式： （1）HCOOH与NaCN溶液： （2）HCOONa 与 HCN溶液： 2.已知下面三个数据:6.3×10-4、5.6×10-4、6.2×10-10分别是三种酸的电离平衡常数,若已知这些酸可发生如下反应: ①NaCN+HNO2=== HCN+NaNO2, ②NaCN+HF=== HCN+NaF, ③NaNO2+HF=== HNO2+NaF。 由此可判断下列叙述中不正确的是(　　) A.HF的电离平衡常数为6.3×10-4 B.HNO2的电离平衡常数为6.2×10-10 C.根据①③两个反应即可知道三种酸的相对强弱 D.HNO2的电离平衡常数比HCN大,比HF小 弱酸与盐溶液的反应规律 ——较强酸制较弱酸 B 课堂训练 （大本P60） 弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO (25 ℃) K＝1.77×10－4 K1＝1.3×10－7 K2＝7.1×10－15 K1＝4.4×10－7 K2＝4.7×10－11 3.0×10－8 (1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为： ___________________________________。 (2)同浓度的HCOO－、HS－、S2－、HCO3-、CO32-、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为_____________________________________________ HCOOH＞H2CO3＞H2S＞HClO S2－＞CO32-＞ClO－＞HS－＞HCO3-＞HCOO－ 3.比较离子结合质子的能力大小: 弱酸的Ka值越小，酸性越弱，酸根阴离子结合H+的能力就越强。 一、电离平衡常数的应用 4.比较溶液中离子浓度的大小 二、电离平衡常数的应用 【例题】已知：磷酸存在的三步电离，这三步的电离常数大小进行比较，第一步 第二步 第三步。 H3PO4 ⇌H+ + H2PO4- H2PO4- ⇌ H+ + HPO42- HPO42- ⇌ H+ + PO43- 在磷酸溶液中粒子大小进行比较： C(H+) c(H2PO4-) c(HPO42-) c(PO43-) c(OH-) > > > > > > 【练习】求H2S溶液的微粒浓度大小关系分别为？ 3、18 ℃时,H2A(酸):Ka1=4.3×10-7，Ka2=2.1×10-12; H2B(酸):Ka1=1.0×10-7，Ka2=6.3×10-13。 在浓度相同的两种溶液中,用“>”“<”或“=”填空。 (1)H+的浓度:H2A　　H2B。  (2)酸根离子的浓度:c(A2-)　　　c(B2-)。  (3)酸分子的浓度:c(H2A)　　　c(H2B)。  (4)溶液的导电能力:H2A　　 H2B。  > > < > 随堂巩固 8 【思考】设计实验证明： 醋酸溶液中存在CH3COOH ⇌ CH3COO－＋H＋的电离平衡。 ①测定0.1mol/L的醋酸溶液的PH： 大于1 ②在醋酸溶液中滴入石蕊溶液，溶液呈红色，再加热溶液。 加热后红色变深。说明加热能促进醋酸的电离，c(H＋)增大，红色加深。即可证明醋酸溶液中存在电离平衡。 ③在醋酸溶液中滴入石蕊溶液，溶液呈红色，再加入少量CH3COONH4固体。 红色变浅 ④在室温下，将锌粒投入相同浓度的醋酸和盐酸中，比较起始速率大小。 盐酸产生H2快 三、弱电解质的证明方法 9 判断弱电解质的2个角度 角度一：弱电解质的定义，即弱电解质不能完全电离。 角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动。 二、弱电解质的证明方法 知识拓展 纯弱电解质中的稀释过程 向纯弱电解质中加水稀释过程中溶液的导电能力随加水量的变化如下： 稀释冰醋酸的过程 弱电解质开始电离，离子数目增多， 离子浓度增大， 导电能力增强。 离子浓度增大到最大后再加水稀释，电离平衡向右移动，离子数目增多，电离程度增大，但离子浓度减小，导电能力减弱 【思考与讨论】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。请回答下列问题 ： （1)两个反应的反应速率及其变化有什么特点？ （2）反应结束时，两个锥形瓶内气体的压强基本相等，由此你能得出什么结论？ 三、一元强酸与一元弱酸的比较 n(Mg) = 0.0021 mol n(酸) = 0.004 mol 【结 论】1.等质量的镁分别与同体积同浓度的盐酸和醋酸反应时,与盐酸反应的速率大，与醋酸反应的速率小。 2.过量的镁分别与同体积同浓度的盐酸和醋酸反应时,生成氢气的体积相同。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 结 论：1.等质量的镁分别与同体积同浓度的盐酸和醋酸反应时,与盐酸反应的速率大，与醋酸反应的速率小。 2.过量的镁分别与同体积同浓度的盐酸和醋酸反应时,生成氢气的体积相同。 三、一元强酸与一元弱酸的比较 1.相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液比较 c(H+) pH 中和碱的能力 与活泼金属反应产生H2的量 开始与金属反应的速率 盐酸 醋酸 大 小 小 大 相同 （含H+相等） 相同 （含H+相等） 大 小 2.相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液比较 c(H+) c(酸) 中和碱的能力 与活泼金属反应产生H2的量 开始与金属反应的速率 盐酸 醋酸 小 大 少 多 相同 小 大 相同 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较 (1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸 三、一元强酸与一元弱酸的比较 加水稀释相同的倍数，醋酸的pH大 加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多 3．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较 (2)相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸 三、一元强酸与一元弱酸的比较 加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多 5、18 ℃时,H2A(酸):Ka1=4.3×10-7,Ka2=2.1×10-12; H2B(酸):Ka1=1.0×10-7,Ka2=6.3×10-13。在浓度相同的两种溶液中,用“>”“<”或“=”填空。 (1)H+的浓度:H2A　　　H2B。  (2)酸根离子的浓度:c(A2-)　　　c(B2-)。  (3)酸分子的浓度:c(H2A)　　　c(H2B)。  (4)溶液的导电能力:H2A　　　　H2B。  > > < > 课堂训练 16 6．在一定温度下，有三种酸：a．盐酸　b．硫酸　c．醋酸。 (1)当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是_______________ (用字母表示，下同)。 (2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是________________。 (3)若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是_______________________。 (4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是________________。 b＞a＞c b＞a＝c c＞a＞b(或c＞a＝2b) c＞a＝b 课堂训练 b＞a＞c b＞a＝c c＞a＞b(或c＞a＝2b) c＞a＝b 2、高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离平衡常数： 从以上表格中判断以下说法中不正确的是( ) A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离 B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的 C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为：H2SO4 = 2 H++ SO42- D.水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区别这四种酸的强弱 随堂巩固 C Lavf58.12.100 $$