3-1-3 电离平衡常数 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一节 电离平衡 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第三课时 电离平衡常数 CH3COOH CH3COO - + H+ 电离 结合 v(电离) v(结合) v(电离) = v(结合) 电离平衡状态 t v 电离平衡的建立及特征 逆 动 等 定 变 (5)外界条件变化，平衡将改变 (1)只有弱电解质电离是可逆的 (2)v(电离)≠0，v (结合) ≠0 (3)v(电离) = v(结合) (4)外界条件不发生变化，体系组分不发生变化 c (H+) .c(CH3COO -) c(CH3COOH) 为定值 学习目标（1min） 1. 理解电离常数的概念和表达式； 2. 了解电离度的概念和表达式； 3. 掌握电离度和电离常数的计算方法. 问题导学（8min） 阅读课本P57-59页的内容，思考回答下列问题： 1. 什么叫电离平衡常数？ 2. 分别写出CH3COOH、NH3·H2O、H2CO3的电离方程式，并写出对应的电离常数的表达式。 3. 电离常数的大小与什么有关？ 通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离常数。 醋酸的电离常数表达式 一水合氨的电离常数表达式 Kb＝ c(NH4+)·c(OH−) c(NH3·H2O) Ka＝ c(CH3COO−)·c(H+) c(CH3COOH) CH3COOH H+ + CH3COO− NH3·H2O NH4+ + OH− 点拨精讲（20min） 一、电离常数 代入平衡时的浓度 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，这个常数叫电离平衡常数，简称电离常数。 (一)电离常数的定义： (二)电离常数的表达式： 1. 多元弱酸或多元弱碱在水中的电离是分步进行的。 例如：H2CO3是二元弱酸，H2CO3的电离方程式为： H2CO3 H+ + HCO3- HCO3- H+ + CO32- 2. 多元弱酸或多元弱碱的每一步都有电离常数，通常用Ka1、Ka2或Kb1、Kb2 加以区别。 c(H+)·c(HCO3-) c(H2CO3) Ka1 ＝ c(H+)·c(CO32-) c(HCO3- ) Ka2 ＝ (三)多元弱酸、多元弱碱的电离常数 比较多元弱酸的各步电离常数可以发现，Ka1 > Ka2 > Ka3 …… 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。 25 ℃时，H2CO3的两步电离常数分别为： ＝ 4.4×10-7 c(H+)·c(HCO3-) c(H2CO3) Ka1 ＝ ＝ 4.7×10-11 c(H+)·c(CO32-) c(HCO3-) Ka2 ＝ 多元弱碱的情况与多元弱酸类似。 (三)多元弱酸、多元弱碱的电离常数 （分步进行，一步定性） 温度 20 ℃ 24 ℃ pH 3.05 3.03 (2)pH计测定不同温度下0.05 mol/L 醋酸的pH，实验结果如下表所示： (1)教科书附录II： 某些弱电解质的电离常数（25 ℃） 思考讨论：由下表数据，你认为影响电离常数大小的因素有哪些？ (四)影响电离常数大小的因素 弱电解质 电离常数 HClO 4.0×10−8 HF 6.3×10−4 HNO2 5.6×10−4 物质本性 温度 a. 电离常数K只与 有关，升温，K值________。 b. 相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易_______，所对应的酸酸性或碱碱性相对越______。 c. 多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2…，故 其酸性决定于 电离。（见课本P43页表） 温度 第一步 (五)电离常数的意义：判断弱酸、弱碱的相对强弱。 相同条件下，K越大，越易电离，酸（碱）性越强。 2. 外因：同一弱电解质的稀溶液，只受温度影响 1. 内因：由物质本性决定 (四)影响电离常数大小的因素 越大 电离 强 起始浓度/(mol·L−1) 变化浓度/(mol·L−1) 平衡浓度/(mol·L−1) 0.2 0 0 1.7×10−3 c(NH3·H2O)＝(0.2−1.7×10−3) mol·L−1 ≈ 0.2 mol·L−1 1.7×10−3 1.7×10−3 0.2 −1.7×10−3 1.7×10−3 1.7×10−3 ＝ (1.7×10−3)·(1.7×10−3) 0.2 ≈ 1.4×10−5 c(NH3·H2O) Kb＝ c(NH4+ )·c(OH−) 在某温度时，溶质的物质的量浓度为 0.2 mol·L−1的氨水中，达到电离平衡时，已电离的NH3·H2O为1.7×10−3 mol·L−1，试计算该温度下NH3·H2O的电离常数（Kb） NH3·H2O NH4+ + OH− (六)电离常数的计算 CH3COOH的电离常数（25 ℃） ＝1.75×10−5 Ka＝ c(CH3COO−)·c(H+) c(CH3COOH) ＝6.2×10−10 Ka＝ c(CN−)·c(H+) c(HCN) CH3COOH ＞ HCN 酸性： 1. 相同温度下，直接比较弱电解质的相对强弱 HCN的电离常数（25 ℃） (七)电离常数的应用 反应本质： 2CH3COOH + Na2CO3 2CH3COONa + H2O + CO2↑ 酸性：CH3COOH ＞ H2CO3 实验结论： Ka(CH3COOH) ＞ Ka1(H2CO3) 查阅教科书附录II CH3COOH Ka＝1.75×10−5（25 ℃） H2CO3 Ka1＝4.5×10−7（25 ℃） 【实验3-2】向盛有2mL 0.1 mol/L 醋酸的试管中加入等浓度 Na2CO3溶液，观察现象。 根据试管中产生大量气泡的现象，能否推测出CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1 的大小？ 12 2. 计算粒子的浓度 查阅教科书附录II Ka＝1.75×10−5（25 ℃） CH3COOH电离常数 取1 mL 2 mol/L 醋酸，加水稀释到10 mL，稀释后溶液酸的浓度和氢离子浓度分别为多少？ 稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/L ？ CH3COOH部分电离，酸的浓度与氢离子浓度不相等 2. 计算粒子的浓度 ＝ x·x 0.2 ≈ 1.75×10−5 变化浓度/(mol·L−1) x x x 平衡浓度/(mol·L−1) x 0.2 − x x c(CH3COOH)＝(0.2−x) mol·L−1 ≈ 0.2 mol·L−1 c(H+)＝ x ＝ 0.001 87 mol/L 起始浓度/(mol·L−1) 0.2 0 0 Ka＝ c(CH3COO−)·c(H+) c(CH3COOH) 3.计算电离度 已知弱电解质在水中达到电离平衡状态时，已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率，称为电离度。 x x x 起始 c 0 0 平衡 c-x x x 意义：反映弱电解质的电离程度，比较同温度、同浓度时弱电解质的相对强弱。 课堂小结（2min） 酸碱性 强弱 电离平衡 常数 学法指导：先列表达式 1. 已知离子浓度计算电离平衡常数 2. 已知电离平衡常数计算离子浓度 温度 计算 外因 意义 考点 当堂检测（14min） 1.已知弱电解质在水中达到电离平衡状态时，已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率，称为电离度。在相同温度时100mL 0.01mol.L-1醋酸溶液与10mL 0.1mol.L-1醋酸溶液相比较，下列数值前者大于后者的是 A. 中和时所需NaOH的量 B. 电离度 C. H+的物质的量浓度 D. CH3COOH的物质的量 B D 2．在0.1mol•L-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡： ，对于该平衡，下列叙述正确的是 A. 加入少量CH3COONa固体，平衡正向移动，溶液的pH减小 B. 加入少量NaOH固体，并恢复到室温，电离平衡常数增大 C. 加入少量0.1mol•L-1HCl溶液，溶液中c(H+)减小 D. 加热时，CH3COOH的电离平衡常数增大 CH3COOH CH3COO− + H+ 3. H2CO3 HSO3－ HCO3－ AD 4.18×10－4 c(H+)·c(HCO3－) c(H2CO3) （5）分别写出少量和过量CO2与Na2SO3溶液反应的化学方程式 Lavf58.12.100 $$