3.1.2 电离平衡 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

电离平衡 年 级：高二年级 学 科：高中化学（人教版） 【情景导入】 CH3COOH CH3COO - + H+ 电离 结合 思考：在一定温度下,向一杯水中加入一定量的冰醋酸，溶液中发生哪些变化？ v（电离） v（结合） ①开始时，V电离 和 V结合怎样变化？ ②当V电离 = V结合时，可逆过程达到什么状态？画出V～t图。 速率 弱电解质电离平衡状态建立示意图 时间 v(电离) = v(结合) 电离平衡状态 0 思考讨论 一. 弱电解质的电离平衡 1.定义：在一定条件下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率相等时，电离过程就达到了电离平衡状态。 2.特点: 弱电解质 相等 以醋酸的电离平衡为例： ∆H>0 改 变 条 件 平衡移 动方向 c(H+) c(Ac-) c(HAc) 电离 程度 加 热 通入HCl(g) 加NaOH (s) 加NaAc (s) 加冰醋酸 加 水 正向 增大 增大 减小 逆向 增大 减小 增大 正向 减小 增大 减小 逆向 减小 增大 增大 正向 增大 增大 增大 正向 减小 减小 减小 增大 减小 增大 增大 减小 减小 CH3COOH(aq) ⇌ H+ (aq) +CH3COO-(aq) 3. 影响电离平衡的因素 (1) 内因：电解质自身性质决定了其电离程度的大小。 (2) 外因：电离平衡是动态平衡，遵循勒夏特列原理。 【归纳总结】 温度：弱电解质的电离一般是吸热过程，升高温度使电离平衡向正向移动。 浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，电离程度越大。 同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子时，可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动，电离程度减小 。 “耗”离子效应：加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时，电离平衡向正向移动。 越热越电离 越稀越电离 以醋酸的电离平衡为例： ∆H>0 改 变 条 件 平衡移 动方向 c(H+) c(Ac-) c(HAc) 电离 程度 加 热 通入HCl(g) 加NaOH (s) 加NaAc (s) 加冰醋酸 加 水 正向 增大 增大 减小 逆向 增大 减小 增大 正向 减小 增大 减小 逆向 减小 增大 增大 正向 增大 增大 增大 正向 减小 减小 减小 增大 减小 增大 增大 减小 减小 CH3COOH(aq) ⇌ H+ (aq) +CH3COO-(aq) 例1、在一定温度下，冰醋酸稀释过程中溶解的导电能力变化如右图所示，请填写下列空白。 （1）加水前导电能力约为零的原因是____________________。 （2）a、b、c三点对应的溶液中，c(H+)由小到 大的顺序是______。 （3）a、b、c三点对应的溶液中，CH3COOH电 离程度最大的是______。 （4）若使b点对应的溶液中c(CH3COO-) 增大、 c(H+)减小，可采取的方法是_______（填序号）。 ① 加入H2O ② 加入NaOH固体 ③加入浓硫酸 ④ 加入Na2CO3固体 导电能力 加水量 0 a b c 冰醋酸中没有自由移动的离子 c＜a ＜b c ②④ 【课堂练习】 二、电离平衡常数 1．含义及表达式： 在一定条件下，当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K表示。弱酸和弱碱的电离常数分别用Ka和Kb表示。 观察下列几组表格数据，分析总结影响电离常数大小的因素 思考与讨论 酸 电离常数（25℃） HF 3.5×10-4 H2CO3 4.3×10-7 CH3COOH 1.8×10-5 HClO 3.0×10-8 温度 醋酸电离常数 0℃ 1.65×10-5 25℃ 1.8×10-5 50℃ 5.1×10-5 醋酸浓度(mol/L) 醋酸电离常数 （25℃） 0.2 1.75×10-5 0.1 1.75×10-5 0.001 1.75×10-5 1、相同温度下，弱电解质的种类不同，K值不同。 Ka越大，酸性越强 2、温度越高，同一弱电解质的Ka(或Kb)越大。 3、Ka只与温度有关，与浓度无关。 多元弱酸 Ka（25℃） H2CO3 Ka1=4.5×10－7 Ka2=4.7×10－11 H2S Ka1=1.1×10－7 Ka2=1.3×10－13 H3PO4 Ka1=6.9×10－3 Ka2=6.2×10－8 Ka3=4.8×10－13 H2C2O4 Ka1=5.4×10－2 Ka2=5.4×10－5 H2CO3 H+ + HCO − 3 H2CO3是二元弱酸，H2CO3的电离方程式为： HCO H+ + CO − 3 2− 3 ＝4.5×10－7 c(H+)·c(HCO ) c(H2CO3) Ka1＝ − 3 ＝4.7×10－11 c(H+)·c(CO ) c(HCO ) Ka2＝ 2− 3 − 3 以碳酸为例，分析为什么多元弱酸一级 电离常数最大，一般有Ka1≫Ka2≫Ka3…… 思考讨论 H2CO3的一级电离，是从中性的H2CO3分子中电离出一个带正电的氢离子；H2CO3的二级电离，是从带负电的HCO3－中电离出一个带正电的氢离子；所以Ka1≫Ka2 2、重要规律: (1)电离常数的大小由物质本身的性质决定，同一温度下，不同弱电解质的电离常数不同，K值越大，电离程度越大。对应弱电解质越易电离，相应的酸(或碱)性越强。 (2)同一弱电解质在同一温度下改变浓度时，其电离常数不变。 (3)电离常数K只随温度的变化而变化，升高温度，K值增大。 (4)多元弱酸电离常数：K1≫K2≫K3，其酸性主要由第一步电离决定，K值越大，相应酸的酸性越强。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。 多元弱碱的情况与多元弱酸相似。 实验探究 【实验3-2】 向盛有2 mL 1 mol·L－1醋酸的试管中滴加1 mol·L－1 Na2CO3溶液。观察现象。你能否由此推测CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1的大小？ 实验探究 【实验3-2】 向盛有2 mL 1 mol·L－1醋酸的试管中滴加1 mol·L－1 Na2CO3溶液。观察现象。你能否由此推测CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1的大小？ 分析：有无色气体产生，反应生成了CO2。 说明醋酸的酸性强于碳酸，即CH3COOH的Ka大于H2CO3的Ka1。 思考与讨论 例2.向两个锥形瓶中各加入0.05g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2 mL 2 mol/L 盐酸、2 mL 2 mol/L醋酸，测得锥形瓶内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？ （1）初始反应速率：盐酸＞醋酸 （2）Mg与醋酸的反应，使得c(H＋)下降，醋酸电离平衡右移，最终所有醋酸分子中的氢离子都电离出来，与Mg反应生成氢气。因此过量的镁分别与体积相同、物质的量浓度相同的盐酸和醋酸反应时，生成氢气的体积相同。 3、电离平衡常数的计算(以弱酸HX为例) 三段式法 已知起始时c(HX)和电离产生的c(H+)，求电离平衡常数。 　　 HX　　　　 H+　+　X- 起始: c(HX) 0 0 变化： c(H+) c(H+) c(H+) 平衡: c(HX)-c(H+) c(H+) c(X-) 例3、在某温度时，溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L−1的醋酸中 ，达到电离平衡时，pH值约为3，试计算该温度下CH3COOH的 电离常数Ka。 知识精讲 例4、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。 知识精讲 例5、进一步计算该温度下，发生了电离的NH3·H2O占总NH3·H2O的多少？ 知识精讲 【课堂小结】 $$