3.1.2 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

组织建设 第一节　电离平衡 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 课时2 电离平衡常数 盐酸主要用于卫生清洁，如洁厕剂的主要成分是盐酸，为什么不用醋酸？ 相同浓度盐酸比醋酸，可以增大去污反应的速率 去污原理： 尿垢的主要成分为碳酸钙和氢氧化镁等 教学引入 可逆反应mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，一定温度下达到平衡时，化学平衡常数K的表达式? K的意义及影响因素？ K K值越大，表示反应进行得越完全； 反之则越不完全。 K值与温度有关，与浓度、压强等无关。 温故知新 化学平衡常数 教学引入 初始浓度/mol·L -1 1.00 0.100 平衡浓度/mol·L -1 4.21×10-3 1.34×10-3 【交流讨论醋酸电离达到平衡时，实验测定的溶液中各种微粒的浓度如表所示。请你完成表格，并将你的结论与同学交流讨论。 1.00 4.21×10-3 0.100 1.34×10-3 1.77×10-5 1.80×10-5 0.421% 1.34% ≈ 常数 教学内容 HA A− + H+ c(A−)·c(H+) c(HA) Ka＝ 一元弱酸(HA)的电离的平衡常数 Kb＝ c(B+)·c(OH−) c(BOH) HB OH− + B+ 表示弱酸的电离平衡常数 表示弱碱的电离平衡常数 一元弱碱(BOH)的电离的平衡常数 一、电离平衡常数 1.概念：一元弱酸或一元弱碱来说，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。 2.电离平衡常数的表示方法 教学内容 2.电离平衡常数的表示方法 多元弱酸：分步进行，每步各有电离平衡常数，通常用Ka1、Ka2等来分别表示 H2CO3 ⇌H+ + Ka1 = ⇌H+ + Ka2 = ①Ka1≫Ka2，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定； ②一般多元弱碱为难溶碱，不用电离平衡常数。 4.5×10－7 4.7×10－11 ✪ 特别提示： 教学内容 【典例】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) c(NH3·H2O)＝(0.2−1.7×10-3) 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 NH4+ + OH− ≈ 1.4×10-5 由于弱电解质的电离程度比较小，最终计算时，一般弱电解质的平衡浓度≈起始浓度（即忽略弱电解质电离的部分）。 二、电离常数的计算 教学内容 7 分析相同温度下(25℃)一元弱酸的电离常数，你有什么发现? 问题1 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 规律一：相同温度下，电离常数由弱电解质的性质决定 三、影响弱电解质电离常数的因素： 教学内容 升高温度，pH减小，溶液中氢离子浓度增大，电离平衡正向移动 分子变大 分母变小 c(CH3COO−)·c(H+) c(CH3COOH) Ka＝ 规律二：电离常数大小仅受温度影响 分析不同温度下0.05 mol/L 醋酸的pH的大小，你有什么发现? 问题2 温度 20 ℃ 24 ℃ pH 3.05 3.03 三、影响弱电解质电离常数的因素： 教学内容 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： HF＞ HNO2＞ HCOOH＞ CH3COOH＞ HClO ＞ HCN 应用一 电离平衡常数表示弱电解质的电离能力。同一条件下，电离常数越大，酸性(碱性)越强。 三、电离平衡常数的意义 教学内容 先将酸性排个序 酸：HCOOH ＞ HCN HCOOH＋NaCN===HCN＋HCOONa Ka(HCOOH)＝1.77×10－4 mol·L－1 Ka(HCN)＝4.9×10－10 mol·L－1 HCOONa 与 HCN不反应 HCOOH与NaCN溶液： HCOONa 与 HCN溶液： 应用二 利用电离平衡常数，可以判断复分解反应能否发生，以及确定产物。 教学内容 侵权严重，暂时不会把最终版的课件放到第三方网站。 11 H2CO3 H2S K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-11 K1=9.1×10-8，K2=1.1×10-12 先将酸性排个序 酸性：H2CO3＞H2S＞＞HS‑ ①往Na2S溶液中加入少量NaHCO3溶液：_____________________________。 “定少为一” S2- + === HS- + ②往Na2CO3溶液中加入少量NaHS溶液：_____________________________。 不反应 能否给H+，若能，给几个 ③往Na2S溶液中通入少量CO2：____________________________________。 2S2- + CO2 + H2O === 2HS- + 【例】25 ℃时，部分物质的电离平衡常数如下表所示，判断复分解反应能否发生以及产物 教学内容 侵权严重，暂时不会把最终版的课件放到第三方网站。 12 【实验】向盛有2mL 1mol·L-1醋酸的试管中滴加1mol·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？ 本质是“强酸制弱酸”，醋酸的酸性强于碳酸，Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3) 现象： 有无色气体产生 2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+CO2↑ 结论： 教学内容 如磷酸的三步电离的电离常数，第一步 第二步 第三步。在磷酸溶液中 C(H+) c(H2PO4-) c(HPO42-) c(PO43-) c(OH-) > > > > > > 一般弱酸的电离常数越小，电离程度越弱，弱酸的酸性越弱，此时弱酸根离子结合氢离子的能力就越 。 强 应用三 比较溶液中离子浓度的大小比较 应用四 比较离子结合质子（H+）的能力大小 教学内容 【例】25 ℃时，部分物质的电离平衡常数如下表所示： 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平衡常数 1.7×10-5 Ka1＝4.3×10－7 Ka2＝5.6×10－11 4.7×10-8 请回答下列问题： (1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为_____ ______________。 (2) H2CO3的电离平衡常数Ka1、Ka2差别很大的原因(从电离平衡的角度解释)：_____________________________________________。 (3)同浓度的CH3COO－、HCO3-、CO32-、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为： 。 CH3COOH>H2CO3>HClO 第一步电离产生的H＋对第二步的电离起抑制作用 CO32－>ClO－>HCO3－>CH3COO－ 教学内容 应用五 根据浓度商Q与K的相对大小判断电离平衡的移动方向： Q > K，逆向移动； Q = K，平衡状态； Q < K，正向移动。 如0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液加水稀释，体积扩大一倍，则平衡向哪移动的？ Ka，故平衡正向移动， 教学内容 应用六 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，则比值的变化？ ，加水c(H＋)减小，Ka不变，该比值增大 教学内容 酸碱性 强弱 电离平衡 常数 学法指导：先列表达式 1. 已知离子浓度计算电离平衡常数 2. 已知电离平衡常数计算离子浓度 3. 已知电离平衡常数计算未知平衡常数 温度 计算 外因 意义 考点 课堂小结 18 【例1】（2021·全国高二）下表是几种弱酸在常温下的电离平街常数： 则下列说法中不正确的是 A．碳酸的酸性强于氢硫酸 B．多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定 C．常温下，加水稀释醋酸， 减小 D．向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，电离平衡常数不变 C CH3COOH H2CO3 H2S H3PO4 1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka1=9.1×10-8 Ka2=1.1×10-12 Ka1=7.5×10-3 Ka2=6.2×10-8 Ka3=2.2×10-13 教学内容 【例2】（2020·张家口市第一中学高二月考） 已知25 ℃时，电离平衡常数,回答下列问题： （1）下列四种物质电离出质子的能力由大到小的顺序是___________(填标号)。 a．HCO3- b．HClO c．CH3COOH d．H2CO3 （2）下列反应不能发生的是___________。 （3）用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸，则下列各式表示的数值随水量的增加而增大的______。 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平衡常数 1.8×10-5 K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 3.0×10-8 c＞d＞b＞a C D B 教学内容 【思考与讨论】向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条，盖紧橡胶塞，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。 (1)两个反应的反应速率及其变化有什么特点？ 反应速率都是先快后慢，镁条与盐酸的反应速率比镁条与醋酸的反应速率要快。 (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？ 镁条和盐酸与镁条和醋酸最终反应结束时，产生氢气的体积是相同的。 教学内容 一元强酸和一元弱酸的比较 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 大 大 小 小 强 弱 相同 相同 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 的量 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 多 少 相同 相同 相同 少 多 教学内容 判断电解质强弱的方法 ①同浓度、同温度下，与强电解质溶液做导电性对比实验； ②同浓度、同温度下，比较反应速率的快慢； 如将镁条投入等浓度的盐酸和醋酸溶液中，开始时反应速率前者比后者快。 ③测c(H＋)，如0.01 mol·L－1的醋酸溶液c(H＋)＜0.01 mol·L－1则证明醋酸是弱酸。 教学内容 ④采用实验证明电离平衡的存在： 如醋酸溶液中滴入紫色石蕊溶液后溶液变红，再加CH3COONa晶体，颜色变浅。 ⑤稀释前后的c(H＋)与稀释倍数的变化关系： 教学内容 盐酸、醋酸的粒子种类  稀盐酸  稀醋酸  离子      分子   H+、Cl-、OH- H+、CH3COO-、OH- H2O CH3COOH、H2O ⑥依据微粒存在形式或电离程度 教学内容 B 教学巩固 $