3.1.2电离平衡 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1节　电离平衡 第2课时 电离平衡常数 人教版选择性必修第一册 揭示目标 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。 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。 学习目标 2 情境导入 醋酸和次氯酸都是弱酸，那么它们的酸性谁略强一些呢? 如何定量的表示弱电解质电离程度的大小呢？ 弱酸电离程度的大小可用电离平衡常数来衡量。 三、电离平衡常数 1．概念 在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，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：用Ka表示，弱碱：用Kb表示。 一元弱酸(HA)的电离平衡常数 HA ⇌ H+ + A- 一元弱碱(BOH)的电离平衡常数 BOH ⇌ B+ + OH- 2.表示方法 平衡浓度 写出醋酸分子与一水合氨分子的电离方程式，写出电离平衡常数表达式。 当堂检测 CH3COOH CH3COO− + H+ c(CH3COO−)·c(H+) c(CH3COOH) Ka＝ NH3·H2O NH + OH− + 4 Kb＝ c(NH )·c(OH−) c(NH3·H2O) + 4 三、电离平衡常数 3.多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数 多元弱酸或多元弱碱的电离是分步进行的，每一步电离都有电离常数。多元弱酸电离常数依次称为Ka1、Ka2…… 多元弱碱电离常数依次称为Kb1、Kb2…… 25 ℃ H2CO3 ⇌ H＋＋ Ka1 = c(H+)·c() c(H2CO3) ⇌ H＋＋ Ka2 = c(H+)·c() c() = 4.5 ×10-7 = 4.7 ×10-11 4.电离常数意义：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。 (1) 25℃,不同弱电解质的K (2)醋酸,不同温度的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 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。 思考与讨论 ①相同温度下，电离常数由弱电解质的性质决定， 酸（碱）性越强，电离常数越大；(内因) ②电离常数大小只与温度影响有关； 温度升高电离程度增大，电离常数增大。(外因) 归纳小结 5.影响电离常数大小因素： 名称 化学式 电离常数(K) 碳酸 H2CO3 Ka1=4.50×l0-7 Ka2=4.70×10-11 草酸 H2C2O4 Ka1=5.60×l0-2 Ka2=1.50×l0-4 磷酸 H3PO4 Ka1=6.90×l0-3 Ka2=6.20×10-8 Ka3=4.80×l0-13  亚硫酸 H2SO3 Ka1=1.40×l0-2 Ka2=6.00×l0-8 氢硫酸 H2S Ka1=1.10×l0-7  Ka2=l.30×10-13 分析相同温度下(25℃)各一元弱酸的电离常数，你有什么发现？ 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。 思考与讨论 为什么？ 三、电离平衡常数 6．电离平衡常数的计算和应用 （1）电离常数的计算——三段式法 例：25 ℃ a mol·L-1的CH3COOH CH3COOH CH3COO-+H+ 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。 三、电离平衡常数 6．电离平衡常数的计算和应用 (2)计算电离度 C(已电离） C(初始） α % = ×100 % 以醋酸为例： CH3COOH CH3COO- + H+ C(已电离） C(初始） α % = ×100 % = C初/mol·L－1 m 0 0 ∆C/mol·L－1 x x x C平/mol·L－1 m－x x x m ×100 % x 三、电离平衡常数 6．电离平衡常数的计算和应用 (3)判断弱电解质相对强弱。 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 1.75×10-5 亚硝酸 HNO2 5.60×10-4 氢氰酸 HCN 6.20×10-10 氢氟酸 HF 6.30×10-4 次氯酸 HClO 4.00×10-8  甲酸 HCOOH 1.80×10-4 酸性由强到弱： HF ＞ HNO2 ＞HCOOH ＞ CH3COOH ＞ HClO ＞ HCN 三、电离平衡常数 6．电离平衡常数的计算和应用 （4）判断复分解反应能否发生，一般符合“以强制弱”规律 实验3-2：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Ka(CH3COOH)与Ka1(H2CO3)的大小关系？ 实验现象： 化学方程式： 酸性强弱： 电离常数大小： 2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa + CO2↑+ H2O CH3COOH ＞ H2CO3 Ka(CH3COOH) ＞ Ka1(H2CO3) 生成大量气泡 H2CO3 (5)判断离子结合质子（H+）的能力 ＜ ＜ CH3COO- _____ HCO3- _____ CO32- 一般弱酸性越弱，弱酸根离子结合氢离子的能力就越强。 酸性： CH3COOH＞H2CO3＞ 结合H+能力： 6．电离平衡常数的计算和应用 三、电离平衡常数 弱酸可以制强酸吗，若可以，请举例说明，并分析反应发生的原因。 生成难溶于酸的沉淀： H2S + CuSO4 = CuS↓ + H2SO4 H2S + 2AgF = Ag2S↓ + 2HF 生成易挥发性的酸： H3PO4(浓) + NaCl (s) = NaH2PO4 + HCl(g) 发生氧化还原反应： H2S + Br2 = 2HBr + S↓ H2SO3 + Cl2 + H2O = H2SO4 + 2HCl 生成稳定的配合物： HF + BF3 = H[BF4] 归纳小结 三、电离平衡常数 6．电离平衡常数的计算和应用 （6）判断溶液中离子浓度大小 第一步K1 第二步K2 第三步K3 离子浓度由大到小： 三、电离平衡常数 6．电离平衡常数的计算和应用 (7)判断电离平衡的移动方向--比较Q与K的相对大小 （8）计算弱酸、弱碱溶液中的H+、OH-的浓度（c，a为酸、碱起始浓度） CH3COOH CH3COO- + H+ 三、电离平衡常数 6．电离平衡常数的计算和应用 (9)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况 例，0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释时，的变化情况？ = =， 加水稀释时，c(H+)减小，Ka不变，则增大。 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)两上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？ 思考与讨论 归纳总结 盐酸与醋酸溶液分别与Zn反应 1.相同物质的量浓度、相同体积 HCl CH3COOH t V(g) 0 2.相同pH 、相同体积 t V(g) 0 HCl CH3COOH 课堂检测 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K(a1 )<K(a2 )<…… A 课堂检测 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 课堂检测 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 课堂检测 4.常温下,向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,用注射器向其中一个锥形瓶中注入2 mL 1 mol·L-1草酸溶液(H2C2O4的K(a1)=5.0×10-2，K(a2)=5.4×10-5，向另一个锥形瓶中注入2 mL 2 mol·L-1 CH3COOH溶液(CH3COOH的Ka=1.8×10-5)，分别测得两个锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.曲线②表示醋酸与镁条的反应 B.当反应停止时，醋酸产生的气体比草酸产生的气体多 C.反应结束，草酸所耗时间比醋酸所耗时间短 D.草酸的电离方程式为H2C2O4 2H++C2O42- C 5.常温下，分别向体积相同、浓度均为1 mol·L-1的HA、HB两种弱酸溶液中不断加水稀释，酸溶液的1/2pH与酸溶液浓度的对数(lg c)的关系如图。下列对该过程相关分析正确的是(　　) A.HB的电离常数(Ka)数量级为10-3 B.酸性：HA>HB C.加水稀释过程中，HA的电离常数减小 D.常温下，当lg c=-7时，两种酸溶液的pH均为7 课堂检测 B 感谢聆听 每天进步一点点，每天努力不止一点点。 $$