内容正文:
第2课时 电离平衡常数 强酸与弱酸的比较
【学习目标】1.构建电离平衡常数思维模型,并能应用模型解释弱电解质在水溶液中发生的变化。
2.建立判断强、弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型。
知识点一 电离平衡常数
自主预习 新知构建
1.概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到①_ _ 时,对一元弱酸或一元弱碱来说,溶液中弱电解质电离所生成的②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,与溶液中③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用表示(通常用、分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数)。
【答案】平衡; 各种离子浓度的乘积; 未电离分子的浓度之比
2.表示方法
(1)一元弱酸、弱碱
弱电解质
电离方程式
电离常数表达式
(2)多元弱酸
弱电解质
电离方程式
电离常数表达式
④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 、
⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
、
多元弱酸各步电离常数的大小比较: 当时,计算多元弱酸中的,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。多元弱碱的情况与多元弱酸类似。
【答案】;
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,值越大,弱电解质的电离程度越⑥,酸(或碱)性越⑦。
【答案】大; 强
学思用.在 时,、和(一元弱酸)的电离平衡常数分别是、(第一步电离)和。
(1) 它们的酸性强弱顺序为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 向编号为1、2的两支分别盛有 溶液和 溶液的试管中滴加等浓度的 溶液,试管1、2中的现象分别为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1)
(2) 试管1中有气泡产生,试管2中无明显现象
4.影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数⑧_ _ ,说明电离常数首先由弱电解质的⑨_ _ 所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与⑩_ _ 有关,由于电离为⑪_ _ 过程,所以电离平衡常数随⑫_ _ _ _ _ _ _ _ 而增大。
【答案】不同; 性质; 温度; 吸热; 温度升高
5.计算——“三段式”法
例如:的溶液
。
[注意] 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,一般近似为。
电离度
(1)概念:弱电解质在水中的电离达到平衡状态时,已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分率,通常用 表示。
(2)表达式:。
(3)意义:电离度实质上是一种平衡转化率,表示弱电解质在水中的电离程度。
自我诊断
(1) 弱酸的电离平衡常数表达式为( )
(2) 改变条件,电离平衡常数增大,电离平衡一定正向移动( )
(3) 向溶液中加入少量固体,电离平衡常数减小( )
(4) 电离平衡常数大的酸溶液中的一定比电离平衡常数小的酸溶液中的大( )
【答案】(1) ×
(2) √
(3) ×
(4) ×
迁移应用 对点训练
1.下列关于电离平衡常数的说法正确的是( )
A. 电离平衡常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱
B. 电离平衡常数与温度无关
C. 相同温度下,不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数不同
D. 多元弱酸各步电离平衡常数的关系为
【答案】A
【解析】选。电离平衡常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱,正确;电离平衡常数是温度的函数,随温度的变化而变化,不随浓度的变化而变化,、错误;多元弱酸分步电离,电离程度依次减小,所以多元弱酸各步电离平衡常数的关系为,错误。
2.(教材习题改编)已知数据、、分别是下列有关的三种酸的电离常数。已知下列反应可以发生:、、。由此可判断下列叙述不正确的是 ( )
A.
B.
C. 根据其中的两个反应即可得出一元弱酸的酸性强弱顺序为
D.
【答案】B
【解析】选。由已知反应:、,可以得出酸性强弱顺序为;相同温度下,弱酸的酸性越强,电离常数越大,故电离常数:,即、,。
3.已知时,测得浓度为的溶液中。
(1) 写出的电离方程式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 的电离度_ _ _ _ _ _ 。
(3) 的电离平衡常数_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
(1) 部分电离,电离方程式为。
(2) ,,的电离度。
(3) 电离达到平衡时,,的电离平衡常数。
知识点二 强酸与弱酸的比较
自主预习 新知构建
1.实验探究: 与 酸性强弱比较
实验操作
实验现象
有①_ _ 产生
实验结论
的酸性②_ _ 碳酸
大小比较
③_ _
【答案】气泡; 强于; 大于
2.思考与讨论:镁条分别与等浓度、等体积的盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入盐酸、醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如下图所示。
(1)两个反应的反应速率及变化:镁与盐酸反应的速率④,与醋酸反应的速率⑤。
(2)反应结束时,两个锥形瓶内气体的压强基本相等,由此得出结论:过量的镁分别与体积相同、物质的量浓度相同的盐酸和醋酸反应时,生成氢气的体积⑥_ _ 。
【答案】大; 小; 相同
学思用.向两个锥形瓶中各加入 镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入足量 相同的盐酸、醋酸,猜测起始反应的速率谁大,哪个装置中镁条先消失,并说明理由。
【答案】镁条与酸反应的实质是与酸电离出的反应,起始相同,速率相同,后续醋酸在反应中会继续电离出,使得醋酸中大于盐酸,反应速率:醋酸大于盐酸,醋酸中镁条先消失。
3.一元强酸和一元弱酸的比较
(1)相同体积、相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
酸
酸性
中和碱的能力
与足量活泼金属反应产生的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
大
强
相同
相同
大
一元弱酸
小
弱
小
(2)相同体积、相同的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
酸
酸性
中和碱的能力
与足量活泼金属反应产生的总量
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
迁移应用 对点训练
1.[(2025·北京顺义区高二检测)]现有常温下体积均为、的两种溶液:溶液,溶液。下列说法不正确的是( )
A. 加水稀释至,溶液的
B. 溶液中溶质的物质的量浓度:
C. 溶液中酸根离子的物质的量浓度:
D. 分别加入等浓度溶液至中性,消耗的量:
【答案】A
【解析】选。盐酸为强酸、醋酸为弱酸,的两种溶液稀释相同的倍数,醋酸会继续电离出氢离子,导致醋酸中的氢离子浓度大于盐酸,错误;的两种溶液,醋酸的浓度要远大于盐酸,正确;根据电荷守恒,盐酸中,醋酸中,由于两种酸中、相同,故,正确;醋酸的浓度要远大于盐酸,分别加入等浓度 溶液至中性,消耗 的量: ②,正确。
2.在、两支试管中分别装入形态相同、质量相等的锌粒(锌足量),然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。回答下列问题:
(1) 、两支试管中的现象:
相同点是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,
不同点是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,
原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 、两支试管中生成气体的体积开始时_ _ (填“大于”“小于”或“等于”,下同),反应完毕后生成气体的总体积_ _ ,原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 若、两支试管中分别加入相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸,则反应完毕后生成气体的总体积_ _ ,原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 都产生无色气泡,锌粒逐渐溶解;中起始反应速率较大;盐酸是强酸,醋酸是弱酸,盐酸中大
(2) 大于;等于;反应开始时,盐酸中较大,但二者最终能电离出的的总物质的量相等
(3) 小于;开始时相同,所以生成气体的速率相等,但醋酸是弱电解质,最终电离出的的总物质的量大
课堂检测 巩固落实
1.常温下,向氨水中加水稀释的过程中,的电离平衡常数、电离度、溶液导电性的变化正确的是( )
A. 增大、增大、减小 B. 不变、增大、减小
C. 不变、减小、减小 D. 减小、减小、增大
【答案】B
【解析】选。向氨水中加水稀释的过程中,温度不变,的电离平衡常数不变;氨水越稀越电离,电离度增大;但溶液总体积增大,微粒浓度减小,故溶液导电性减小。
2.下表是常温下某些一元弱酸的电离常数。
弱酸
电离常数
的下列溶液中,最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选。相同温度下,弱酸的电离常数越大,越易电离,同浓度时,电离产生的 越大。
3.室温下,取的溶液,加入的氨水,测得溶液的导电能力随加入氨水体积的变化如下图所示。室温下的电离平衡常数约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】选。由题图可知,加入 氨水时,溶液的导电性最强,说明此时 与 恰好完全反应生成亚硝酸铵,故亚硝酸溶液的浓度为,亚硝酸溶液中,室温下亚硝酸的电离平衡常数。
4.相同温度下,三种酸的电离平衡常数见下表,下列判断正确的是( )
酸
A. 三种酸的酸性强弱关系:
B. 不可能发生反应
C. 由电离平衡常数可以判断:属于强酸,和属于弱酸
D. 相同温度下,溶液的电离平衡常数等于溶液的电离平衡常数
【答案】D
【解析】选。项,温度相同时,酸的电离平衡常数越大,酸的电离程度越大,酸性越强,根据题表中数据可知,酸的电离平衡常数:,故酸性:,错误;项,根据“强酸制弱酸”原理可知,反应 能够发生,错误;项,完全电离的为强酸、部分电离的为弱酸,这三种酸都部分电离,均为弱酸,错误;项,电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数不变,正确。
5.已知:时,四种弱酸的电离常数见下表:
物质
电离常数
1.
(1) 试比较相同浓度的、、、溶液的酸性强弱:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 向溶液中加入一定量的盐酸时,的电离平衡_ _ (填“移动”或“不移动”);此时的电离常数_ _ (填“不变”或“发生变化”),原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) _ _ (填“能”或“不能”)发生;向溶液中通入少量,写出反应的化学方程式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1)
(2) 移动;不变;溶液的温度不变
(3) 不能;
【解析】
(1) 相同条件下,电离常数越大,酸性越强,故酸性:。
(2) 溶液中存在电离平衡:,加入盐酸,浓度增大,上述平衡会发生移动;此时 的电离常数不变,原因是溶液的温度不变。
(3) 的酸性强于,故该反应不能发生;因酸性:,故向 溶液中通入,不论 是否过量,产物均为 和,反应的化学方程式为。
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