3.1.2 电离平衡常数 强酸与弱酸比较-【精讲课】2024-2025学年高二化学同步教学优质课件（人教版2019选择性必修1）

第三章　第一节　电离平衡 四川省双流棠湖中学 海棠化学备课组 第2课时　电离平衡常数 1 1.了解电离平衡常数的含义，能利用电离平衡常数进行相关计算(重点)。 2.利用电离平衡常数相对大小关系，建立判断强弱电解质和“强酸制弱 酸”的思维模型(难点)。 3.水溶液中的离子平衡与化学平衡均符合平衡移动原理，可以建立与化学平衡类似的平衡模型，培养证据推理与模型认知的核心素养。 核心素养学习目标 可逆反应mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，化学平衡常数如何表示？化学平衡常数的大小与什么有关？ 只与温度有关 Ka = cp(C)·cq(D) cm(A)·cn(B) 电离平衡与化学平衡类似，请根据化学平衡常数的表达式，推断弱电解质CH3COOH ⇌ H＋＋CH3COO－的电离平衡常数的表达式？ Ka = c(CH3COO－)·c(H+) c(CH3COOH) 创设情景 新课引入 【概念学习】(1)准确描述电离平衡常数概念： 弱电解质溶液中 之比是一个常数，简称电离常数 对于AB ⇌ A＋＋B－，Ka或Kb＝ (酸用Ka，碱用Kb) c(A+) ·c(B-) c(AB) 电离生成的各离子浓度乘积 未电离分子的浓度 【符号表达】(2)电离平衡常数学表达式： (3)意义：表示弱电解质的电离程度。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。 任务一、电离平衡常数 1. 电离平衡常数 【问题思考】 K的大小与弱电解质电离程度的关系？ (1) 25℃不同弱电解质的K (2)不同温度醋酸的K 弱电解质 　K CH3COOH 1.76× 10-5 HNO2 5.6× 10-4 HCN 6.2× 10-10 NH3·H2O 1.8 ×10-5 温度 K 0℃ 1.65× 10-5 10℃ 1.73× 10-5 20℃ 1.75× 10-5 25℃ 1.76× 10-5 任务一、电离平衡常数 【数据分析】 结合下表已知不同条件下电离常数的K值，分析影响K的因素有哪些？ 同温，不同弱电解质，K不同；同弱电解质，不同T，K不同。 【归纳小结】(4)影响因素： ①同温，不同弱电解质的K取决于弱电解质的性质；(内因) ②同一弱电解质的稀溶液，K只与温度有关。(外因) (1)多元弱酸每一步电离都有电离平衡常数 25℃ K H2CO3 Ka1 = 4.5 ×10-7 Ka2 = 4.7 ×10-11 H2SO3 Ka1 = 1.4 ×10-2 Ka2 = 6.0 ×10-8 25 ℃ H2CO3 ⇌ H＋＋ Ka1 = c(H+)·c() c(H2CO3) ⇌ H＋＋ Ka2 = c(H+)·c() c() (2)多元弱酸各步电离常数的大小比较： Ka1>Ka2>Ka3…… 当Ka1≫Ka2时，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。 任务一、电离平衡常数 【讲解领悟】 2.多元弱酸的电离平衡常数 为什么？ 1.正误判断 (1)改变条件，电离平衡正向移动，电离平衡常数一定增大 (2)同一弱电解质，浓度大的电离平衡常数大 (3)H2CO3的电离常数表达式为Ka＝ × × × 2.已知25 ℃时Ka(HCOOH)＝1.8×10－4，0 ℃时，Ka(HCOOH)______1.8×10－4 (填“>”“<”或“＝”)。 < 任务一、电离平衡常数 【评价训练】 例：25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH CH3COOH CH3COO-+H+ 起始浓度/(mol·L-1) a 0 0 变化浓度/(mol·L-1) x x x 平衡浓度/(mol·L-1) a-x x x 则Ka==≈。 【特别提醒】 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。 任务二、电离平衡常数的计算和应用 【举例建模】 1.电离常数的计算——三段式法 现象：产生气泡 离子方程式 ＋2CH3COOH==2CH3COO－＋CO2↑＋H2O 结论：Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3) 任务二、电离平衡常数的计算和应用 【探究讨论】 向盛有2 mL 1 mol/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CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1的大小? 视频导学 (1)根据电离常数判断弱酸(碱)的强弱 同温，弱酸Ka越大，电离程度越大，酸性越强； 弱碱Kb越大，电离程度越大，碱性越强。 (3)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 (2)根据电离平衡常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生 相同条件下相对强的酸(或碱)可以制相对弱的酸(或碱)。 任务二、电离平衡常数的计算和应用 【归纳小结】 2. 电离平衡常数的应用 (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不变，则增大。 任务二、电离平衡常数的计算和应用 【归纳小结】 2. 电离平衡常数的应用 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 影响因素 内因 外因 弱电解质本身的性质（决定因素） 温度：随温度升高而增大 浓度：同一弱电解质起始浓度越大，电离浓度越小 【特别提醒】电离度与化学平衡的转化率类似。 任务二、电离平衡常数的计算和应用 【概念学习】 3. 电离度(α) 1.已知：25 ℃时，下列四种弱酸的电离常数：   CH3COOH HCOOH HClO H2CO3 K 1.75×10－5 1.8×10－4 4.0×10－8 Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11 (1)试比较相同浓度的CH3COOH、HCOOH、HClO、H2CO3溶液的酸性强弱。 (2)向CH3COOH溶液中加入一定量的盐酸时，CH3COOH的电离平衡向哪个方向移动？ _________。CH3COOH的电离常数________(填“变大”“变小”或“不变”)，理由 是_______________________。 K越大，酸性越强，故酸性：HCOOH＞CH3COOH＞H2CO3＞HClO。 逆向移动 不变 电离常数只与温度有关 任务二、电离平衡常数的计算和应用 【评价训练】 (3)由表格中的数据判断下列离子方程式不正确的是_____(填字母)。 a．2ClO－＋H2O＋CO2=2HClO＋ b．HCOOH＋=HCOO－＋ c．HCOOH+CH3COO－=HCOO－+CH3COOH d．Cl2+H2O+2 =2+Cl－+ClO－ a 电离程度：次氯酸大于碳酸氢根离子 1.已知：25 ℃时，下列四种弱酸的电离常数：   CH3COOH HCOOH HClO H2CO3 K 1.75×10－5 1.8×10－4 4.0×10－8 Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11 (4)写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式：_________________________________。 任务二、电离平衡常数的计算和应用 【评价训练】 2.如何从定量角度判断醋酸溶液中加水稀释一倍后，电离平衡移动方向？ 任务二、电离平衡常数的计算和应用 【评价训练】 3.在某温度时，溶质的物质的量浓度为0.20 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 ⇌ ＋ OH－ 起始/(mol·L－1)　　　　　0.20　　　　　　 0　　　　　 0 变化/(mol·L－1)　　　　　1.7×10－3　　　　1.7×10－3　 1.7×10－3 平衡/(mol·L－1)　　　　　0.20－1.7×10－3　 1.7×10－3　 1.7×10－3 c(NH3·H2O)＝(0.20－1.7×10－3)mol·L－1≈0.20 mol·L－1 任务二、电离平衡常数的计算和应用 【评价训练】 4.已知25 ℃时，CH3COOH的Ka＝1.75×10－5，计算0.10 mol·L－1的CH3COOH溶液达到电离平衡时c(H＋)的浓度。 设醋酸电离达到平衡时H＋的浓度为x mol·L－1 　　　　　　　　　　CH3COOH ⇌ H＋＋CH3COO－ 初始/(mol·L－1)　　　　0.10　　　　 0　　　 0 平衡/(mol·L－1)　 　 　0.10－x　　　 x　　　 x 当Ka数值很小时，x的数值很小，可作近似处理：0.10－x≈0.10 任务二、电离平衡常数的计算和应用 【评价训练】 向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条，塞紧橡胶塞，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： (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? 任务三、强酸、弱酸与活泼金属反应的特点 【思考讨论】1. 同条件，镁条与盐酸、醋酸的反应   宏观辨识 微观探析 反应初期 v盐酸 比 v醋酸 大 盐酸是强酸，完全电离，醋酸是弱酸，部分电离，两者同浓度，盐酸中的c(H＋)较大，因而反应速率较大 反应过程中 v盐酸始终大，v盐酸减小明显，v醋酸减小不明显 随反应进行，醋酸电离平衡正向移动，消耗的H＋能及时电离补充，所以一段时间内速率变化不明显 最终 二者产生H2的量基本相等，速率几乎都变为零 镁条稍过量，两种酸的物质的量相同，随醋酸电离，平衡正向移动，醋酸几乎消耗完全，最终二者与镁条反应的H＋的物质的量几乎相同，因而产生的H2量几乎相同。 两种酸都几乎消耗完全，反应停止，速率几乎都变为0 任务三、强酸、弱酸与活泼金属反应的特点 【理论分析】 (1)同体积、同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较 比较项目 酸 c(H＋) 酸性 中和碱 的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率 一元强酸 一元弱酸 (2)同体积、同c(H＋)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较 比较项目 酸 c(H＋) 酸性 中和碱 的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率 一元强酸 一元弱酸 大 小 强 弱 相同 相同 大 小 相同 相同 小 大 少 多 相同 任务三、强酸、弱酸与活泼金属反应的特点 【分析比较】2.一元强酸和一元弱酸的比较 电离平衡常数 概念 计算式 影响因素 电解质的性质 即K越大 电解质越易电离 温度 温度越高，K越大(与浓度无关) 计算 三段式计算 HA H+ + A- Ka = c(A-)·c(H+) c平(HA) (c平≈c0) 强酸与弱酸的比较 酸的浓度相同时的表格比较 H+的浓度相同的表格比较 课堂小结 思维导图 本课结束 今日作业 第三章 第一节第2课时　电离平衡常数 FormatFactory : www.pcfreetime.com ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO 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。 Kb＝＝≈1.4×10－5。 Ka＝，则x＝≈1.3×10－3，即c(H＋)＝1.3×10－3 mol·L－1。 $$null