3.1.2 电离平衡常数 - 课件 2024-2025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2课时　电离平衡常数 第三章　 水溶液中的离子反应与平衡 电离平衡常数 弱电解质不完全电离 可逆反应 存在电离平衡 平衡常数K 弱酸的电离常数——Ka 弱碱的电离常数——Kb CH3COOH CH3COO− + H+ c(CH3COO−)·c(H+) c(CH3COOH) Ka＝ NH3·H2O NH + OH− + 4 Kb＝ c(NH )·c(OH−) c(NH3·H2O) + 4 新课导入 【例1】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)。 c(NH3·H2O)＝(0.2−1.7×10−3) mol·L−1 ≈ 0.2 mol·L−1 c(NH3·H2O) Kb＝ c(NH4+ )· c(OH−) ＝ (1.7×10−3)·(1.7×10−3) (0.2−1.7×10−3) 0.2 ≈ (1.7×10−3)·(1.7×10−3) 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 0.2 −1.7×10−3 1.7×10−3 1.7×10−3 1.7×10−3 1.7×10−3 NH3·H2O NH + 4 + OH− ≈ 1.4×10−5 电离平衡常数 忽略水的电离 典例精讲 3 【例2】在某温度时，溶质的物质的量浓度为 0.10 mol·L−1的一氯乙酸（CH2ClCOOH）溶液中，达到电离平衡时，已电离的CH2ClCOOH为1.1×10−2 mol·L−1， 试计算该温度下CH2ClCOOH的电离常数(Ka)。 c(CH2ClCOOH)＝(0.1 −1.1×10−2) mol·L−1 = 0.089 mol·L−1 c(CH2ClCOOH) Ka＝ c(CH2ClCOO-)· c(H+) ＝ (1.1×10−2)·(1.1×10−2) (0.1 −1.1×10−2) = 1.4×10−3 起始浓度/(mol·L−1) 变化浓度/(mol·L−1) 平衡浓度/(mol·L−1) 0.1 0 0 1.1×10−2 0.1 −1.1×10−2 1.1×10−2 1.1×10−2 1.1×10−2 1.1×10−2 CH2ClCOOH CH2ClCOO- + H+ 忽略水的电离 电离平衡常数 典例精讲 4 已知Ka/Kb，如何计算一元弱酸、弱碱溶液中的H+、OH-的浓度 c(H+) ＝ cKa 一元弱酸溶液中 c(OH-)＝ cKb 一元弱碱溶液中 电离平衡常数的应用 思考 CH3COOH CH3COO− + H+ c(CH3COO−) · c(H+) c(CH3COOH) Ka＝ c(CH3COO−) · c(H+) Ka· c(CH3COOH)＝ c(H+)2 Ka· c(CH3COOH)＝ 知识梳理 不同一元酸的电离平衡常数（25℃） 名称 CH3COOH HCN HClO HNO2 HF HCOOH Ka/（mol/L） 1.75×10-5 6.20×10-10 4.00×10-8  5.60×10-4 6.30×10-4 1.80×10-4 醋酸浓度/ （mol/L） 醋酸溶液中c(H+)/（mol/L） 电离平衡常数Ka （25℃） 电离度α 0.1 1.323×10-3 1.75×10-5 1.323% 0.01 4.183×10-4 4.183% 0.001 1.230×10-4 12.30% 0.0001 3.390×10-5 33.90% 电离度 α = 100% 电离度 （相当于电解质的转化率） 思考1 电离平衡常数(K)，和电离度(α)的意义有什么不同？ 越稀越电离 知识梳理 6 ①、电离平衡常数(K)： 用于比较同种类型（同x元酸/同x元碱）、不同弱电解质的电离程度大小， 不受弱电解质浓度的影响 ②电离度(α）： 用于比较同种弱电解质、不同浓度的电离程度大小。 电离度 思考1 电离平衡常数(K)，和电离度(α)的意义有什么不同？ 知识梳理 7 电离平衡常数影响因素 思考2 影响电离平衡常数(K)的因素有哪些？ ①、温度：T升K升 （外因） ②、物质本身性质 （内因） 名称 化学式 电离常数(K) 名称 化学式 电离常数(K) 醋酸 CH3COOH Ka=1.75×10-5 亚硝酸 HNO2 Ka=5.60×10-4 氢氰酸 HCN Ka=6.20×10-10 氢氟酸 HF Ka=6.30×10-4 次氯酸 HClO Ka=4.00×10-8  甲酸 HCOOH Ka=1.80×10-4 相同温度下，电离常数由弱电解质的性质决定。 酸性越强、Ka越大； 碱性越强、Kb越大 知识梳理 8 思路：同一条件下，电离常数越大，酸性(碱性)越强 名称 化学式 电离常数(K) 名称 化学式 电离常数(K) 醋酸 CH3COOH Ka=1.75×10-5 亚硝酸 HNO2 Ka=5.60×10-4 氢氰酸 HCN Ka=6.20×10-10 氢氟酸 HF Ka=6.30×10-4 次氯酸 HClO Ka=4.00×10-8  甲酸 HCOOH Ka=1.80×10-4 酸性：HCOOH ＞ HNO2＞HF ＞ CH3COOH＞ HClO ＞ HCN 电离平衡常数影响因素 【例3】判断下列六种酸的酸性强弱 知识梳理 名称 化学式 电离常数(K) 名称 化学式 电离常数(K) 碳酸 H2CO3 Ka1=4.50×l0-7 亚硫酸 H2SO3 Ka1=1.40×l0-2  Ka2=4.70×10-11 Ka2=6.00×l0-8 草酸 H2C2O4 Ka1=5.60×l0-2 氢硫酸 H2S Ka1=1.10×l0-7  Ka2=1.50×l0-4 Ka2=l.30×10-13 磷酸 H3PO4 Ka1=6.90×l0-3 Ka2=6.20×10-8 Ka3=4.80×l0-13  相同温度下(25℃)多元弱酸的电离常数 电离平衡常数影响因素 思考3 多元弱酸的电离平衡常数，有什么特点？ ①、多元弱酸分步电离，电离几步就有几个Ka ②、多元弱酸的各步电离常数中， Ka1>Ka2>Ka3>…… 原因：多元弱酸第一步电离出的H+ ； 会抑制第二步的电离。 若 Ka1远远大于Ka2时， 以Ka1代表该多元弱酸的酸性强弱 知识梳理 10 【例4】向盛有2 mL 1 mol/L 醋酸的试管中滴加1 mol/L Na2CO3溶液，有气泡生成。 由此推测Ka(CH3COOH)与Ka1(H2CO3)的大小关系？ 2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa + CO2↑+ H2O CH3COOH ＞ H2CO3 Ka(CH3COOH) ＞ Ka1(H2CO3) 生成大量气泡 H2CO3 实验现象： 化学方程式： 酸性强弱： 电离常数大小： 电离平衡常数的应用 思路：“强酸制弱酸”、“谁强谁K大” 知识梳理 1.下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是 (　　) A.相同条件下，电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱 B.电离平衡常数(K)与温度无关 C.相同温度下，不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同 D.多元弱酸各步电离平衡常数大小关系为Ka1 <Ka2 <…… A 2.已知室温时，0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.2%发生电离。 下列叙述错误的(　　) A.升高温度，溶液的酸性增强 B.该溶液的c(H+)是2×10-4 mol·L-1 C.该一元酸的电离平衡常数约为1×10-7 D.向一元酸HA的溶液中，加水稀释，HA的电离平衡正向移动，但c(H+)减小 C 课堂练习 随堂演练 3.常温下，三种一元酸的电离平衡常数如下表，下列说法正确的是 (　　) A.三种酸的酸性强弱:HCN>CH3COOH>H3PO2 B.反应H3PO2+CH3COO- == CH3COOH+H2PO2-能够发生 C.由电离常数可以判断，H3PO2属于强酸，HCN和CH3COOH属于弱酸 D.等物质的量浓度、等体积的三种酸溶液，与足量锌粉反应，H3PO2产生H2最多 酸 HCN CH3COOH H3PO2 电离常数 5×10-10 1.75×10-5 5.9×10-2 B 课堂练习 随堂演练 第一节　电离平衡 第3课时　电离平衡图像问题 第三章　 水溶液中的离子反应与平衡 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，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。 两个反应的速率及其变化有什么特点？如何解释图像？ 等浓反应：强酸更快，产量一样 图像问题 ①、等浓：强/弱反应 方法： 速率看浓度、产量看总量（n） 知识梳理 盐酸、醋酸溶液与活泼金属反应 等PH反应：强弱一样快，弱酸产量大 ②、等PH：强/弱反应 图像问题 t V(g) 0 HCl CH3COOH ②、弱酸产量大： 若初始溶液中PH相同，则证明实际上醋酸浓度更大， 所以醋酸反应生成的氢气更多 ①、开始同速率： 盐酸和醋酸溶液中的初始c(H+)相等，开始与活泼金属反应产生H2的速率相等。 图像特点 知识梳理 盐酸和醋酸溶液加水稀释 加水稀释相同的倍数，醋酸溶液的pH大。 加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多。 7 0 V(水) b a HCl CH3COOH pH V' 等浓稀释：强酸始终强 ③、等浓：强/弱稀释 图像问题 盐酸与醋酸浓度相等， 稀释之前，醋酸电离不完全，PH更高； 随着不断稀释，二者PH无限接近7， 但始终无法达到7 知识梳理 等PH稀释：弱酸后劲足 ④、等PH：强/弱稀释 图像问题 7 0 V(水) b a HCl CH3COOH pH V' 盐酸和醋酸溶液加水稀释 稀释过程中： 弱酸电离平衡正移，不断电离H+， 使c(H+)浓度降低的更慢，PH变化更缓 知识梳理 $$