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

该高中化学课件聚焦电离平衡常数及弱电解质稀释，通过回归教材实验引导学生讨论盐酸、醋酸与镁反应差异，结合实验视频分析气体压强变化，类比化学平衡常数搭建认知支架，衔接强弱电解质电离差异与平衡移动原理。 其亮点在于实验探究与数据推理结合，如通过镁反应速率对比及K值数据建立“强酸制弱酸”模型，运用三段式计算、稀释图像分类等培养科学思维与证据推理素养。学生能深化对电离平衡的理解，教师可借助结构化素材提升教学效率。

第一节 电离平衡 　第二课时 电离平衡常数，弱电解质的稀释 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 人 教 版 选 择 性 必 修 1 1 2 学习 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(重点)。 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(难点)。 3 3.水溶液中的离子平衡与化学平衡均符合平衡移动原理，可以建立与化学平衡类似的平衡模型，培养证据推理与模型认知的核心素养。 1.1 强电解质和弱电解质的比较 【回归教材】请同学阅读教材P61，讨论交流盐酸，醋酸与镁反应的差异？ 向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2 mL 2mol/L盐酸、2 mL2 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。请回答下列问题： （1）两个反应的反应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？ 强电解质和弱电解质的比较 1.1 1.实验视频 1.1 强电解质和弱电解质的比较 2.原理分析 Mg条与盐酸、醋酸反应的化学方程式分别为 反应本质为Mg失去电子，H+得到电子生成H2 c(H+)为影响反应速率的主要因素 Mg ＋2HCl MgCl2＋H2↑ Mg ＋ 2CH3COOH (CH3COO)2Mg ＋ H2↑ 1.1 强电解质和弱电解质的比较 3.阶段分析 ①2 mol/L 的盐酸和醋酸，初始阶段的c(H+)： 2 mol/L HCl H+ + Cl− CH3COOH CH3COO− + H+ 小于 2 mol/L 2 mol/L 2 mol/L 与Mg条反应，初始阶段的反应速率盐酸 ＞ 醋酸 ②反应进行阶段的c(H+)： HCl H+ + Cl− CH3COOH CH3COO− + H+ + + Mg Mg c(H+)下降更为明显 c(H+)下降，电离平衡正向移动 c(H+)下降幅度不如盐酸中明显 与Mg条化学反应速率的变化，盐酸的减小非常明显，醋酸的相对变化幅度小 1.1 强电解质和弱电解质的比较 ③最终阶段的c(H+)： Mg ＋2HCl MgCl2＋H2↑ Mg ＋ 2CH3COOH (CH3COO)2Mg ＋ H2↑ 2 mL 2 mol/L 2 mL 2 mol/L 0.004 mol 0.004 mol 0.002 mol 0.002 mol 2 mL 2 mol/L 的盐酸和2 mL 2 mol/L醋酸可参与反应的n(H+)相同。 相同条件下，两锥形瓶压强基本相等 等浓反应： 强酸更快， 产量一样 1.1 强电解质和弱电解质的比较 等体积,等浓度的盐酸和醋酸 1mol/L HCl A 1mol/LCH3COOH B C(H+) 与Zn反应快慢 与足量Zn产生H2量 中和能力 同倍数稀释C(H+) 与等量不足的金属反应所需时间 A>B A>B A=B A=B 为原来的1/n 大于原来的1/n A﹤B 1.2 强电解质和弱电解质的稀释 1、酸中c(H+)是主角，碱中c(OH-)是主角。 2、c(H+)越大，pH越小；c(OH-)越大，pH越大。 3、稀释过程中，永远不变的是溶质的质量和物质的量。 温故而知新 1.2 强电解质和弱电解质的稀释 1.强酸的稀释 例1、将pH＝1的HCl溶液加水稀释10倍后，溶液pH＝________；稀释100倍，pH＝________；稀释10n倍后，pH＝_________。 2 3 1+n 稀释过程中溶质的_________________保持不变，在强酸溶液中，n(H+)________；溶液的体积增大。 质量和物质的量 不变 c(H+)= n(H+) V(溶液) 1.2 强电解质和弱电解质的稀释 2.弱酸的稀释 例1、将pH＝3的CH3COOH溶液加水稀释10倍后，溶液______ pH_______； 稀释10n倍后， _________ pH_________。 3＜ 3＜ ＜3+n ＜4 c(H+)= n(H+) V(溶液) 稀释过程中溶质的_________________保持不变，弱酸溶液中，n(H+)________；溶液的体积增大。 质量和物质的量 增大 1.2 强电解质和弱电解质的稀释 酸溶液稀释时pH的变化规律 酸(pH＝a) 强酸 弱酸 稀释倍数 稀释10n倍 无限稀释 pH趋向于7 a<pH<a＋n pH＝a＋n 规律总结： 1.2 强电解质和弱电解质的稀释 3.图像问题—①初始pH相同 pH=m时都加水稀释10n倍 强酸 pH=_______________ 弱酸 _____________________ m+n m＜pH＜m+n 哪条曲线表示盐酸的pH变化？ 1.2 强电解质和弱电解质的稀释 3.图像问题—②稀释后pH相同 将pH相等的盐酸与醋酸稀释后，pH值仍相等，则______稀释倍数大。 醋酸 pH=m时加水稀释至相同的pH，__________加入的水多 醋酸 pH一样大，强的变化大，弱的变化小。 相加到相等，弱的加水多。 将等浓度的盐酸、醋酸分别加水稀释100倍后， pH小。 盐酸 加水稀释相同的倍数 _______的pH变化程度大 加水稀释到相同的pH ________中加入的水多 盐酸 盐酸 3.图像问题—③初始浓度相同 酸的浓度一样，pH不一样，强的永远强。 1.2 强电解质和弱电解质的稀释 3.图像问题—④pH与稀释倍数的线性关系 HY为____酸、HX为____酸； 强 弱 1.2 强电解质和弱电解质的稀释 2.1 电离平衡常数 可逆反应mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，化学平衡常数如何表示？ 化学平衡常数的大小与什么有关？ 只与温度有关 Ka = cp(C)·cq(D) cm(A)·cn(B) 电离平衡与化学平衡类似，请根据化学平衡常数的表达式，推断弱电解质 这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数。 CH3COOH CH3COO− + H+ 的电离方程式的平衡常数表达式。 2.1 电离平衡常数 【概念学习】在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时： 弱电解质溶液中 之比是一个常数，简称电离常数 对于AB ⇌ A＋＋B－，Ka或Kb＝ (酸用Ka，碱用Kb) c(A+) ·c(B-) c(AB) 电离生成的各离子浓度乘积 未电离分子的浓度 【符号表达】电离平衡常表达式： 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。 【问题思考】 K的大小与弱电解质电离程度的关系？ 典例剖析 【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 忽略水的电离 2.2 多元弱酸的电离平衡常数 1.多元弱酸每一步电离都有电离平衡常数 25℃ K H2CO3 Ka1 = 4.5 ×10-7 Ka2 = 4.7 ×10-11 H2SO3 Ka1 = 1.4 ×10-2 Ka2 = 6.0 ×10-8 25 ℃ H2CO3 ⇌ H＋＋ Ka1 = c(H+)·c() c(H2CO3) ⇌ H＋＋ Ka2 = c(H+)·c() c() 2.多元弱酸各步电离常数的大小比较： Ka1>Ka2>Ka3…… 当Ka1≫Ka2时，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。 多元弱酸的电离分步进行，各步的电离常数通常分别用Ka1、Ka2、Ka3等 原因：多元弱酸第一步电离出的H+ ； 会抑制第二步的电离。 多元弱碱的情况与多元弱酸类似 2.3 电离平衡常数的意义 一定温度下，弱电解质的K值越大，电离程度越大，酸性（或碱性）越强。 CH3COOH H2CO3 K=1.8×10-5 Ka1 =4.3×10-7 Ka2 =5.6×10-11 酸性：CH3COOH＞H2CO3＞ 典例剖析 以下表中是某些弱电解质的电离常数（25 ℃），比较它们的酸性强弱。 弱电解质 电离常数 HClO HF HNO2 4.0×10−8 6.3×10−4 5.6×10−4 酸性：HF ＞ HNO2 ＞ HClO 酸性：HCOOH ＞ HNO2＞HF ＞ CH3COOH＞ HClO ＞ HCN 2.4 电离平衡常数的影响因素 1.内因(决定因素)：弱电解质本身的性质 25 ℃时CH3COOH、HCN的电离常数 CH3COOH HCN Ka 1.75×10−5 6.2×10−10 CH3COOH ＞ HCN 酸性 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 25℃不同弱电解质的K 2.4 电离平衡常数的影响因素 2.外因---温度：电离常数 K 只受温度影响 pH计测定不同温度下0.05 mol/L 醋酸的pH 温度 20 ℃ 24 ℃ pH 3.05 3.03 升高温度电离平衡正向移动，K数值增大 CH3COOH CH3COO- + H+ 温度 K 0℃ 1.65× 10-5 10℃ 1.73× 10-5 20℃ 1.75× 10-5 不同温度下醋酸的K 2.5 电离平衡常数的计算 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。 【举例建模】 1.电离常数的计算——三段式法 c(H+) ＝ aKa 2.5 电离平衡常数的计算 2.电离度 电离度 α = 100% （相当于电解质的转化率） 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% 越稀越电离 表示弱电解质的电离程度，同一弱电解质电离度越大，电离程度越大。 典例剖析 1.已知25 ℃时，CH3COOH的Ka＝1.75×10－5，计算0.10 mol·L－1的CH3COOH溶液达到电离平衡时c(H＋)的浓度。 设醋酸电离达到平衡时H＋的浓度为x mol·L－1 　　　　　　　　　　CH3COOH ⇌ H＋＋CH3COO－ 初始/(mol·L－1)　　　　0.10　　　　 0　　　 0 平衡/(mol·L－1)　 　 　0.10－x　　　 x　　　 x 当Ka数值很小时，x的数值很小，可作近似处理：0.10－x≈0.10 2.6 电离平衡常数的应用 现象：产生气泡 离子方程式 ＋2CH3COOH==2CH3COO－＋CO2↑＋H2O 结论：Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3) 【探究讨论】 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CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1的大小? 视频导学 2.6 电离平衡常数的应用 1.根据电离常数判断弱酸(碱)的强弱 同温，弱酸Ka越大，电离程度越大，酸性越强； 弱碱Kb越大，电离程度越大，碱性越强。 2.根据电离平衡常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生【强制弱】 相同条件下相对强的酸(或碱)可以制相对弱的酸(或碱)。 2.6 电离平衡常数的应用 3.根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向 CH3COOH CH3COO− + H+ Q ＝ c(H+) 2 · c(CH3COO−) 2 c(CH3COOH) 2 ＝ Ka 2 ＜ Ka 加水稀释，电离平衡向电离的方向移动 Ka＝ c(CH3COO−)·c(H+) c(CH3COOH) 例：若将0.1 mol/L 醋酸加水稀释，使其溶质的浓度变为原来的一半，你能判断醋酸电离平衡移动的方向吗？ 2.6 电离平衡常数的应用 4.根据电离平衡常数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，= =，加水稀释时，c(H+)减小，Ka不变，则增大。 典例剖析 (3)由表格中的数据判断下列离子方程式不正确的是_____(填字母)。 a．2ClO－＋H2O＋CO2=2HClO＋ b．HCOOH＋=HCOO－＋ c．HCOOH+CH3COO－=HCOO－+CH3COOH d．Cl2+H2O+2 =2+Cl－+ClO－ a 电离程度：次氯酸大于碳酸氢根离子 1.已知：25 ℃时，下列四种弱酸的电离常数：   CH3COOH HCOOH HClO H2CO3 K 1.75×10－5 1.8×10－4 4.0×10－8 Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11 (4)写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式：_________________________________。 人 教 版 选 择 性 必 修 1 本课结束，谢谢！ Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Ka＝，则x＝≈1.3×10－3，即c(H＋)＝1.3×10－3 mol·L－1。 FormatFactory : www.pcfreetime.com ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO $