3.1.3 电离平衡常数 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第三章　水溶液中的离子反应与平衡 第二节 电离平衡 第三课时 电离平衡常数 1 学习目标： 1、了解电离平衡常数的定义，知道电离平衡常数的表达式 2、影响电离平衡常数的因素 3、电离平衡常数的应用 2 复习导入 K= mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g) + qD(g) 只和温度有关 2．表示方法： 1、含义：在一定条件下，当弱电解质达到电离平衡时，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。 （2）一元弱碱的电离常数 Kb （1）一元弱酸的电离常数 Ka CH3COOH CH3COO- + H+ NH3·H2O NH4++ OH- 学习任务一　电离常数的定义及表示 （3）多元弱酸的电离是分步进行的，每一步各有电离常数。 通常用Ka1 、Ka2 、Ka3等来分别表示 H2CO3 H+ + H+ + CO32- H2CO3 Ka1＝ Ka2＝ =4.3×10-7 =5.6×10-11 ≫ 注意事项：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。 学习任务一　电离常数的表达式 【思考】对比如下数据，电离平衡常数受哪些因素的影响？ 表1：25℃ 几种弱酸的 Ka 表2：不同温度下CH3COOH的 Ka 温度 Ka 0℃ 1.66×10-5 10℃ 1.73×10-5 25℃ 1.75×10-5 弱电解质 Ka HF 6.3×10-4 CH3COOH 1.75×10-5 HCN 6.2×10-10 相同温度下，Ka 越大，弱酸越易电离，酸性越强。 (2)外因：温度；升高温度，平衡正向移动，电离常数 K 增大。 (1)内因：弱酸的自身性质决定。 酸性：HF＞CH3COOH＞HCN 学习任务一 影响电离平衡常数K的因素 但电离常数随温度变化不大。在室温时，可以不考虑温度对电离常数的影响。 K的意义：K表征了弱电解质的电离能力。根据相同温度下，电离常数的大小可以判断弱电解质的相对强弱。 1、判断弱电解质的相对强弱 弱酸的Ka越大，电离程度越大，越容易电离出H+，酸性越强。 弱碱的Kb越大，电离程度越大，越容易电离出OH-，碱性越强。 CH3COOH H2CO3 H2S K=1.8×10-5 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 K1=9.1×10-8 K2=1.1×10-12 酸性：CH3COOH＞H2CO3＞H2S＞＞HS‑ 学习任务二　电离平衡常数的应用 7 实验操作 向盛有2 mL 1mol/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Kal(H2CO3) 的大小？ 实验现象 原理 结论 有气泡产生 反应生成了CO2，化学方程式为： 2CH3COOH + Na2CO3=2CH3COONa + H2O +CO2↑ CH3COOH的酸性比H2CO3的强，Ka(CH3COOH) > Kal(H2CO3) P61【实验3-2】 学习任务二　电离平衡常数的应用 2、判断反应是否可以进行 （强酸制弱酸） 完成大本73页第5题 3、比较溶液中离子浓度的大小 【例题】已知：磷酸存在的三步电离，这三步的电离常数大小进行比较， 第一步 第二步 第三步。 H3PO4 ⇌H+ + H2PO4- H2PO4- ⇌ H+ + HPO42- HPO42- ⇌ H+ + PO43- 在磷酸溶液中粒子大小进行比较： > > 【练习】求H2S溶液的微粒浓度大小关系分别为： 学习任务二　电离平衡常数的应用 C(H3PO4 ) ＞ C(H+)＞c(H2PO4-)＞c(HPO42-)＞c(PO43-)＞c(OH-） 【想一想】醋酸溶液中加水稀释过程中 是如何变化的? 加水稀释,K值不变,c(H+)减小,则 始终保持增大。 4.比较微粒浓度比值的变化 CH3COOH ⇌ CH3COO－＋H＋ 学习任务二　电离平衡常数的应用 【想一想】分别取1 mL 2 mol/L 醋酸，加水稀释到10 mL，请问稀释后的溶液，氢离子浓度为多少？ Ka＝ c(CH3COO−)·c(H+) c(CH3COOH) ＝ x·x 0.2 ≈ 1.75×10−5 起始浓度/(mol·L−1) 变化浓度/(mol·L−1) 平衡浓度/(mol·L−1) CH3COOH H+ + CH3COO− 0.2 0 0 x x x x 0.2 − x x c(CH3COOH)＝(0.2−x) mol·L−1 ≈ 0.2 mol·L−1 c(H+)＝ x ＝ 0.001 87 mol/L 5、计算溶液中离子浓度的大小 学习任务二　电离平衡常数的应用 已知醋酸的Ka＝1.75×10－5 【练一练】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 学习任务三　K值计算 c(NH3·H2O)＝(0.2−1.7×10−3) mol·L−1 ≈ 0.2 mol·L−1 NH3·H2O的电离方程式及有关粒子的浓度如下： 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 NH4+ + OH− 数据处理 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) 【练一练】进一步计算该温度下，有多少比例的NH3·H2O发生了电离？电离度是？ 已电离弱电解质分子数 原弱电解质分子数 ×100% ＝ 1.7×10−3×V(溶液) 0.2×V(溶液) ×100% ＝ 0.85% 电离度 = 该温度下电离程度小，水溶液中弱电解质大量以分子形式存在 学习任务三　电离度 电离度：实际上是一种平衡转化率，表示弱电解质在水中的电离程度。 即：已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率 （1）列出“三段式”计算 （2）由于弱电解质的电离程度比较小，平衡时弱电解质的浓度(a-x) mol·L－1，一般近似为a mol·L－1。（即忽略弱电解质电离的部分） 　　　　　　 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 学习任务三　K值计算 电离程度比较小，随便一个上来都是是的负多少多少次方，所以可以近似。 14 1.已知25 ℃时，测得浓度为0.1 mol·L－1的BOH溶液中，c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1。(1)写出BOH的电离方程式：_________________________________。(2)BOH的电离度α＝________。(3)BOH的电离平衡常数Kb＝________。 (1)BOH⇌B＋＋OH－　(2)1% (3)1×10－5 学以致用 C 学以致用 学以致用 3.已知：H2S： K1＝1.3×10－7 K2＝7.1×10－15 H2CO3：K1＝4.3×10－7 K2＝5.6×10－11 含H2S尾气用足量的Na2CO3溶液来吸收。 写出离子反应方程式。____________ H2S + CO32－ = HS－+ HCO3－ 【小结】 （1）比较弱酸（碱）的相对强弱 （2）借助 Q 与 K 的关系，判断电离平衡移动方向 （3）计算相关粒子的浓度 影响因素 表达式 电离常数 作用意义 （1）温度（2）内因 K越大，电离的程度越大 意义： （4）比较微粒浓度比值的变化 1、下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是(　　) A.相同物质的量浓度的两溶液中c(H+)相同 B.100 mL 0.1 mol·L-1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠 C.c(H+)=10-3 mol·L-1的两溶液稀释到原溶液体积的100倍,c(H+)都为10-5 mol·L-1 D.两溶液中分别加入少量对应的钠盐,c(H+)均明显减小 B 课堂练习 大本72页第3题 (1)相同体积、相同物质的量浓度（c）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总量 与同一金属反应时起始反应速率 一元强酸 大 强 相同 相同 大 一元弱酸 小 弱 小 (2)相同体积、相同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 相同 相同 小 少 相同 一元弱酸 大 多 ①比较同浓度的CH3COOH和HCl和pH。 ②测同浓度的CH3COOH和HCl的导电性强弱。 ③测等休积等pH的HCl与CH3COOH与同浓度的NaOH中和反应，消耗NaOH溶的体积。 Ⅰ、证明CH3COOH电离不完全 证明：CH3COOH是弱电解质？ Ⅱ、证明弱电解质溶液中存在电离平衡 ①25℃时测得0.01mol/L的CH3COOH溶液的pH，然后升温至50℃再测其pH，比较前后的数值。 ②25℃时将pH=2的CH3COOH溶液加水稀释至体积扩大100倍后，测其得2＜pH<4。  ④比较Zn与相同pH值的HCl与CH3COOH反应产生H2的速率和体积的大小。 【例】在下列性质中，可以证明CH3COOH是弱电解质的是(　　) A．1 mol/L的醋酸中，c(H＋)＝1 mol/L B．CH3COOH与水以任意比互溶 C．10 mL 1 mol/L的醋酸恰好与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液完全反应 D．在相同条件下，醋酸的导电性比盐酸弱 D 课堂练习 4、某温度下，等体积、c(H＋)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，溶液中的c(H＋)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说法正确的是( ) A.曲线Ⅱ表示的是盐酸的变化曲线 B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强 C.取等体积的a点、b点对应的溶液，消耗 　的NaOH的量相同 D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度 B 课堂练习 小本184页第10题 以后的你会感谢现在努力奋斗的你！ 25 Lavf58.12.100 则Ka＝＝≈。 $