第3章 第1节 第2课时 电离平衡常数 （Word教参）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

第2课时　电离平衡常数 [学习目标] 1．了解电离平衡常数的含义。2.掌握电离平衡常数的有关应用和计算，培养学生的运用能力。 知识点一　电离平衡常数 1．电离常数 2．多元弱酸(或弱碱)的电离常数 (1)表达式 多元弱酸(或弱碱)的每一步都有电离常数，以碳酸为例： H2CO3HCO＋H＋，Ka1＝　 HCOCO＋H＋，Ka2＝　 (2)大小关系及应用 ①Ka1≫Ka2，Kb1≫Kb2。 ②应用：计算或比较多元弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)时，通常只考虑第一步电离。 3．意义 表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K越大，弱电解质的电离程度越__大__，酸(或碱)性越__强__。 4．电离常数的影响因素 (1)内因：同一温度下，不同弱电解质的电离常数__不同__，说明电离常数首先由弱电解质的__性质__所决定。 (2)外因：对于同一弱电解质，电离平衡常数只与__温度__有关，由于电离为__吸热__过程，所以电离平衡常数随温度__升高__而增大。 1．已知T ℃时，CH3COOH的Ka＝1.75×10－5。 (1)当向醋酸中加入一定量的盐酸时，CH3COOH的电离常数________(填“变大”“变小”或“不变”)，理由是___________________________________。 (2)T ℃时，将该溶液加水稀释10倍，则CH3COOH的Ka＝________。 提示　(1)不变　电离常数只与温度有关　(2)1.75×10－5 2．已知：25 ℃时，下列四种弱酸的电离常数： CH3COOH HNO2 HCN H2CO3 电离常数 1.75×10－5 5.6×10－4 6.2×10－10 Ka1＝4.5×10－7 Ka2＝4.7×10－11 (1)相同浓度的CH3COOH、HNO2、HCN、H2CO3溶液的酸性由强到弱的顺序是：________________。 提示　电离常数越大，酸性越强，故酸性：HNO2＞CH3COOH＞H2CO3＞HCN (2)向HNO2溶液中加入一定量的盐酸时，HNO2的电离平衡向___________方向移动，此时HNO2的电离常数是否发生变化？为什么？ 提示　HNO2溶液中存在电离平衡：HNO2H＋＋NO，加入盐酸，上述平衡逆向移动；此时HNO2的电离常数不变；原因是溶液的温度不变。 1．下列关于弱电解质的电离平衡常数的叙述中，正确的是(　　) A．弱电解质的电离平衡常数就是电解质溶于水后电离出的各种离子浓度的乘积与未电离分子的浓度的比值 B．弱电解质的电离平衡常数只与弱电解质本身的性质及外界温度有关 C．同一温度下，弱酸的电离平衡常数越大，酸性越强；弱碱的电离平衡常数越大，碱性越弱 D．多元弱酸的各级电离平衡常数相同 解析　B　电离平衡常数的比值必须是达到电离平衡后的，而不是任意时刻的。弱电解质的电离平衡常数是由弱电解质自身的性质决定的，并且受外界温度的影响，同一温度和浓度下，弱酸的电离平衡常数越大，酸性越强；同样，弱碱的电离平衡常数越大，碱性越强。对于同一弱电解质，温度越高，电离平衡常数越大。多元弱酸是分步电离的，其各级电离平衡常数逐级减小且差别很大。 2．(2023·河西期中)将2 mL 1 mol/L的醋酸滴入到饱和Na2CO3溶液中，观察到有气泡产生。下列有关说法不正确的是(　　) A．电离方程式：H2CO3===2H＋＋CO B．酸性：CH3COOH>H2CO3 C．电离常数：Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3) D．H2CO3的电离常数：Ka1≫Ka2 解析　A　H2CO3H＋＋HCO，HCOH＋＋CO，A错误；向醋酸中加碳酸钠溶液观察到有气泡产生，说明有气体生成，该气体为CO2,2CH3COOH＋Na2CO3===CO2↑＋2CH3COONa＋H2O，根据强酸制弱酸的原理，说明醋酸的酸性强于碳酸，B正确；电离平衡常数越大，酸性越强，C正确；多元弱酸，第一步电离远大于第二步电离，D正确。 3．(2023·北京市第一六六中学高二期中)已知25 ℃时，CH3COOH、HCN、H2CO3的电离平衡常数如下： 化学式 CH3COOH HCN H2CO3 K 1.75×10－5 4.9×10－10 K1＝4.4×10－7 K2＝5.6×10－11 下列说法正确的是(　　) A．稀释CH3COOH溶液的过程中，n(CH3COO－)逐渐减小 B．酸性：HCN>H2CO3>HCO C．少量CO2通入NaCN溶液，发生反应CO2＋CN－＋H2O===HCN＋HCO D．向Na2CO3溶液中缓慢滴加少量CH3COOH溶液，一定会产生CO2 解析　C　稀释CH3COOH溶液的过程中存在CH3COOHCH3COO－＋H＋，稀释促使醋酸的电离平衡正向移动，n(CH3COO－)增大，A错误；相同温度下，电离平衡常数：H2CO3> HCN>HCO，则酸性：H2CO3> HCN>HCO，B错误；酸性：H2CO3> HCN>HCO，则少量CO2通入NaCN溶液中，反应生成HCN和HCO，离子方程式为CO2＋CN－＋H2O===HCN＋HCO，C正确；向碳酸钠溶液中缓慢滴加少量醋酸溶液，两者反应先生成NaHCO3，随着醋酸的持续加入碳酸氢钠与醋酸反应生成CO2，若醋酸不足则不会有CO2生成，D错误。 知识点二　电离常数的计算和应用 1．电离常数的计算——三段式法 例：25 ℃ a mol·L－1的CH3COOH 　　　　 CH3COOHCH3COO－＋H＋ 　　a 0 0 　　x x x 　　a－x x x 则Ka＝＝≈。 注意　由于弱电解质的电离程度比较小，平衡时弱电解质的浓度为(a－x) mol·L－1，一般近似为a mol·L－1。 2．电离度(α) α＝×100%或α＝×100% (1)意义：表示弱电解质的__电离程度__，同一弱电解质电离度__越大__，电离程度__越大__。 (2)电离度的影响因素 1．如何从定量的角度判断醋酸溶液中加水稀释一倍后，电离平衡移动的方向？ 提示　Ka＝，稀释一倍后，假设平衡不移动，则Q＝＝Ka，Q<Ka，平衡向电离方向移动。 2．0.1 mol·L－1醋酸溶液中，存在电离平衡CH3COOHH＋＋CH3COO－。经测定溶液中c(CH3COO－)为1.4×10－3 mol·L－1。 (1)此温度下醋酸的电离常数Ka＝________。 (2)已知电离度α＝×100%。求此温度下醋酸的电离度α＝________。 提示　(1)　　　CH3COOH  CH3COO－＋ H＋ 起始(mol·L－1) 0.1 0 0 平衡(mol·L－1) 0.1－1.4×10－3 1.4×10－3 1.4×10－3 Ka＝＝≈＝1.96×10－5。 (2)α＝×100%＝1.4%。 3．在一定温度下，加水逐渐稀释1 mol·L－1氨水的过程中，随着水量的增加，请说明溶液中下列含量的变化： (1)n(OH－)________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (2)________。 (3)________。 解析　加水稀释，NH3·H2O的电离平衡向电离方向移动，n(OH－)逐渐增大，n(NH3·H2O)逐渐减小，＝，所以逐渐增大；电离平衡常数Kb＝，只与温度有关，所以加水稀释时不变。 答案　(1)增大　(2)增大　(3)不变 电离平衡常数的应用 (1) 比较酸或碱的强弱：同种类型的酸或碱，可根据电离常数比较其酸性或碱性的强弱。以弱酸为例，同是一元弱酸，相同温度下，电离常数越大，其酸性越强。 (2)根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。 (3)判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律，如25 ℃时，Ka(HCOOH)＝1.77×10－4 mol·L－1，Ka(HCN)＝4.9×10－10 mol·L－1，故知HCOOH＋NaCN===HCN＋HCOONa。 (4)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。 如0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液加水稀释，＝·＝，加水稀释时，c(H＋)减小，Ka值不变，则增大。 (5)计算离子浓度：已知某弱电解质的浓度和电离常数，计算某种离子的浓度。例如，对于一元弱酸和一元弱碱溶液：c(H＋)≈，c(OH－)≈。 1．已知0.1 mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中的值增大，可以采取的措施是(　　) A．加少量烧碱溶液　　　 B．加少量醋酸钠 C．加少量冰醋酸 D．加水 解析　D　A错，加烧碱溶液消耗H＋，平衡向右移动，n(H＋)、n(CH3COOH)均减小，但n(H＋)减小程度大，＝，故的值减小；B错，加入少量醋酸钠，平衡向左移动，n(H＋)减小，n(CH3COOH)增大，二者平衡浓度比值减小；C错，加少量冰醋酸，平衡向右移动，n(H＋)增大，但n(H＋)增大程度不如n(CH3COOH)增大的多，故二者平衡浓度比值减小；D对，加水，平衡向右移动，n(H＋)增大，n(CH3COOH)减小，二者平衡浓度比值增大。 2．25 ℃时，0.10 mol·L－1HA溶液中有1%的HA电离，则HA的电离平衡常数Ka为________。 解析　发生电离的HA的物质的量浓度为c(HA)＝0.10 mol·L－1×1%＝1.0×10－3 mol·L－1，根据HAH＋＋A－，则平衡时c(H＋)＝c(A－)＝1.0×10－3 mol·L－1，c(HA)＝0.10 mol·L－1－1.0×10－3 mol·L－1≈0.10 mol·L－1，将有关数据代入电离平衡常数表达式得Ka＝＝1.0×10－5。 答案　1.0×10－5 1．下列说法正确的是(　　) A．电离平衡常数受溶液浓度的影响 B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱 C．电离常数大的酸溶液中c(H＋)一定比电离常数小的酸溶液中大 D．H2CO3的电离常数表达式：K＝ 解析　B　电离平衡常数是温度的函数，与溶液浓度无关，A项错误；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，B项正确；酸中c(H＋)既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，C项错误；H2CO3属于二元弱酸，其电离方程式为：H2CO3HCO＋H＋、HCOH＋＋CO，K1＝，K2＝，电离以第一步为主，D项错误。 2．(2022·哈尔滨三中高二期末)室温下，0.1 mol/L的CH3COOH溶液不断加水稀释(忽略溶液温度的变化)，下列各量始终保持增大的是(　　) A．Ka(CH3COOH) B. C．c(CH3COOH) D. 解析　B　 电离平衡常数只与温度有关，温度不变，电离平衡常数Ka(CH3COOH)就不变，A不符合题意； 加水稀释时，促进醋酸的电离，增大，因存在于同一溶液中，体积相同，＝，则增大，B符合题意；加水稀释，电离平衡正向移动，且溶液体积增大，故c(CH3COOH)减小，C不符合题意；醋酸电离的n(H＋)、n(CH3COO－)相等，加水稀释，对水的电离的抑制减弱，水电离的c(H＋)增大，因此减小，D不符合题意。 3．由表格中电离常数判断下列反应可以发生的是(　　) 弱酸 HClO H2CO3 电离平衡常数(25 ℃) K＝3.2×10－8 K1＝4.3×10－7 K2＝4.7×10－11 A．NaClO＋NaHCO3===HClO＋Na2CO3 B．NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3 C．2NaClO＋CO2＋H2O===2HClO＋Na2CO3 D．2HClO＋Na2CO3===2NaClO＋CO2↑＋H2O 解析　B　由题表中数据可知，酸性：H2CO3＞HClO＞HCO。因酸性：HClO＞HCO，则反应NaClO＋NaHCO3===HClO＋Na2CO3不能发生，A项错误；因酸性：H2CO3＞HClO＞HCO，则反应NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3能发生，B项正确；因酸性：HClO＞HCO，则反应2NaClO＋CO2＋H2O===2HClO＋Na2CO3不能发生，C项错误；因酸性：H2CO3＞HClO，则反应2HClO＋Na2CO3===2NaClO＋CO2↑＋H2O不能发生，D项错误。 4．醋酸的电离方程式为CH3COOH(aq)H＋(aq)＋CH3COO－(aq)　ΔH＞0。25 ℃时，0.1 mol/L醋酸溶液中存在下述关系：＝1.75×10－5，其中的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数(Ka)。下列说法正确的是(　　) A．向该溶液中滴加几滴浓盐酸，平衡逆向移动，c(H＋)减小 B．向该溶液中加少量CH3COONa固体，平衡正向移动 C．该温度下0.01 mol/L的醋酸溶液Ka＜1.75×10－5 D．升高温度，c(H＋)增大，Ka变大 解析　D　向该溶液中滴加几滴浓盐酸，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，平衡后c(H＋)增大，故A错误；向该溶液中加少量CH3COONa固体，醋酸根浓度增大，平衡逆向移动，故B错误；电离平衡常数只与温度有关，该温度下0.01 mol/L的醋酸溶液Ka＝1.75×10－5，故C错误；电离吸热，升高温度平衡正向移动，c(H＋)增大，Ka变大，故D正确。 5．已知25 ℃时，测得浓度为0.1 mol·L－1的碱BOH的溶液中，c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1。 (1)写出BOH的电离方程式：________________________________________________________________________。 (2)BOH的电离平衡常数K＝________________________________________________________________________。 (3)某温度t ℃时，BOH的电离平衡常数为1×10－7，结合(2)的计算可知t ℃________(填“>”“<”或“＝”)25 ℃。若该碱的起始浓度也为0.1 mol·L－1，则溶液中c(B＋)＝________mol·L－1。 解析　(1)因c(BOH)初始＝0.1 mol·L－1，c(BOH)电离＝c(B＋)≈c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，则BOH不完全电离，故电离方程式为BOHB＋＋OH－。(2)电离平衡时c(BOH)平衡＝0.1 mol·L－1－1×10－3 mol·L－1≈0.1 mol·L－1，则电离常数K＝＝＝1×10－5。(3)电离过程是吸热的，温度越高电离常数越大，t ℃时BOH的电离平衡常数为1×10－7＜1×10－5，则t ℃＜25 ℃。电离常数K＝≈≈＝1×10－7，则c(B＋)＝1×10－4 mol·L－1。 答案　(1)BOHB＋＋OH－　(2)1×10－5 (3)＜　1×10－4 学科网（北京）股份有限公司 $$