第3章 第1节 第2课时 电离平衡常数-(配套课件)【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(人教版)
2026-09-15
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教辅
摘要:
该高中化学课件聚焦电离平衡常数,系统梳理其含义、表达式、影响因素及计算应用,通过复习电离平衡引入新知,以知识结构化呈现为支架,衔接前后离子反应与平衡知识点。
其亮点在于采用“知识梳理-合作探究-应用体验”递进式结构,结合科学思维(如三段式计算模型建构)和科学探究(如加水稀释平衡移动分析),实例丰富。学生能深化化学观念,提升解题能力,教师可直接利用多样化互动设计提升教学效率。
内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
第2课时 电离平衡常数
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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知能达标训练
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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[学习目标]
1.了解电离平衡常数的含义。
2.掌握电离平衡常数的有关应用和计算,培养学生的运用能力。
知识点一 电离平衡常数
1.电离常数
2.多元弱酸(或弱碱)的电离常数
(1)表达式
多元弱酸(或弱碱)的每一步都有电离常数,以碳酸为例:
H2CO3⥫⥬HCO+H+,=________________________
HCO⥫⥬CO+H+,=________________________
(2)大小关系及应用
①≫,Kb1≫Kb2。
②应用:计算或比较多元弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)时,通常只考虑第一步电离。
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K越大,弱电解质的电离程度越______,酸(或碱)性越______。
4.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同弱电解质的电离常数________,说明电离常数首先由弱电解质的________所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与________有关,由于电离为________过程,所以电离平衡常数随温度________而增大。
1.已知T ℃时,CH3COOH的Ka=1.75×10-5。
(1)当向醋酸中加入一定量的盐酸时,CH3COOH的电离常数________(填“变大”“变小”或“不变”),理由是_________________ _____________________________________。
(2)T ℃时,将该溶液加水稀释10倍,则CH3COOH的Ka=________。
提示 (1)不变 电离常数只与温度有关 (2)1.75×10-5
2.已知:25 ℃时,下列四种弱酸的电离常数:
CH3COOH
HNO2
HCN
H2CO3
电离常数
1.75×10-5
5.6×10-4
6.2×10-10
=4.5×10-7
=4.7×10-11
(1)相同浓度的CH3COOH、HNO2、HCN、H2CO3溶液的酸性由强到弱的顺序是:_________________________________________。
提示 电离常数越大,酸性越强,故酸性:HNO2>CH3COOH>H2CO3>HCN
(2)向HNO2溶液中加入一定量的盐酸时,HNO2的电离平衡向_____________方向移动,此时HNO2的电离常数是否发生变化?为什么?
提示 HNO2溶液中存在电离平衡:HNO2⥫⥬H++NO,加入盐酸,上述平衡逆向移动;此时HNO2的电离常数不变;原因是溶液的温度不变。
1.下列关于弱电解质的电离平衡常数的叙述中,正确的是( )
A.弱电解质的电离平衡常数就是电解质溶于水后电离出的各种离子浓度的乘积与未电离分子的浓度的比值
B.弱电解质的电离平衡常数只与弱电解质本身的性质及外界温度有关
C.同一温度下,弱酸的电离平衡常数越大,酸性越强;弱碱的电离平衡常数越大,碱性越弱
D.多元弱酸的各级电离平衡常数相同
解析 B 电离平衡常数的比值必须是达到电离平衡后的,而不是任意时刻的。弱电解质的电离平衡常数是由弱电解质自身的性质决定的,并且受外界温度的影响,同一温度和浓度下,弱酸的电离平衡常数越大,酸性越强;同样,弱碱的电离平衡常数越大,碱性越强。对于同一弱电解质,温度越高,电离平衡常数越大。多元弱酸是分步电离的,其各级电离平衡常数逐级减小且差别很大。
2.下列说法正确的是( )
A.电离常数受溶液浓度的影响
B.相同条件下,电离常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.Ka大的酸溶液中c(H+)一定比Ka小的酸溶液中的c(H+)大
D.H2CO3的电离常数表达式:K=
解析 B 电离平衡常数是与温度有关的函数,与溶液浓度无关,故A错误;酸中c(H+)既跟酸的电离常数有关,也跟酸的浓度有关,故C错误;碳酸是分步电离的,第一步电离常数表达式为K1=,第二步电离常数表达式为K2=,故D错误。
3.下列关于电离常数的说法正确的是( )
A.电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大
B.CH3COOH的电离常数表达式为Ka=
C.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
解析 D 电离常数只与温度有关,与弱电解质浓度无关,故A错误、D正确;CH3COOH的电离常数表达式为Ka=,故B错误;向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,虽然平衡向左移动,但温度不变,电离常数不变,故C错误。
知识点二 电离常数的计算和应用
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==≈。
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(a-x) mol·L-1,一般近似为a mol·L-1。
2.电离度(α)
α=×100%或α=×100%
(1)意义:表示弱电解质的____________,同一弱电解质电离度________,电离程度________。
(2)电离度的影响因素
1.如何从定量的角度判断醋酸溶液中加水稀释一倍后,电离平衡移动的方向?
提示 Ka=,稀释一倍后,假设平衡不移动,则Q==Ka,Q<Ka,平衡向电离方向移动。
2.0.1 mol·L-1醋酸溶液中,存在电离平衡CH3COOH⥫⥬H++CH3COO-。经测定溶液中c(CH3COO-)为1.4×10-3 mol·L-1。
(1)此温度下醋酸的电离常数Ka=________。
(2)已知电离度α=×100%。求此温度下醋酸的电离度α=__________。
解析 (1) CH3COOH ⥫⥬ CH3COO-+H+
起始(mol·L-1) 0.1 0 0
平衡(mol·L-1) 0.1-1.4×10-3 1.4×10-3 1.4×10-3
Ka==≈=1.96×10-5。
(2)α=×100%=1.4%。
答案 (1)1.9×10-5 (2)1.4%
3.在一定温度下,加水逐渐稀释1 mol·L-1氨水的过程中,随着水量的增加,请说明溶液中下列含量的变化:
(1)n(OH-)________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(2)________。
(3)________。
解析 加水稀释,NH3·H2O的电离平衡向电离方向移动,n(OH-)逐渐增大,n(NH3·H2O)逐渐减小,=,所以逐渐增大;电离平衡常数Kb=,只与温度有关,所以加水稀释时不变。
答案 (1)增大 (2)增大 (3)不变
电离平衡常数的应用
(1) 比较酸或碱的强弱:同种类型的酸或碱,可根据电离常数比较其酸性或碱性的强弱。以弱酸为例,同是一元弱酸,相同温度下,电离常数越大,其酸性越强。
(2)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。
(3)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律,如 25 ℃时,Ka(HCOOH)=1.77×10-4 mol·L-1,Ka(HCN)=4.9×10-10 mol·L-1,故知HCOOH+NaCN===HCN+HCOONa。
(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值不变,则增大。
(5)计算离子浓度:已知某弱电解质的浓度和电离常数,计算某种离子的浓度。例如,对于一元弱酸和一元弱碱溶液:c(H+)≈, c(OH-)≈。
1.图中曲线,可以描述醋酸(曲线Ⅰ,Ka=1.8×10-5)和次磷酸(曲线Ⅱ,Ka=9×10-2)在水中的电离度与浓度关系的是( )
解析 B 电离度的影响因素是酸的浓度越大电离度越小,相同浓度时酸性越强电离度越大,故B项符合题意。
2.已知25 ℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:
HCOOH:Ka=1.77×10-4,HCN:Ka=4.9×10-10,H2CO3:=4.4×10-7,=4.7×10-11,则以下反应不能自发进行的是( )
A.HCOOH+NaCN===HCOONa+HCN
B.NaHCO3+NaCN===Na2CO3+HCN
C.NaCN+H2O+CO2===HCN+NaHCO3
D.2HCOOH+CO===2HCOO-+H2O+CO2↑
解析 B 由于Ka(HCOOH)>(H2CO3)>Ka(HCN)>(H2CO3),所以只有反应B不能进行。
3.25 ℃时,0.10 mol·L-1HA溶液中有1%的HA电离,则HA的电离平衡常数Ka为__________。
解析 发生电离的HA的物质的量浓度为c(HA)=0.10 mol·L-1×1%=1.0×10-3 mol·L-1,根据HA⥫⥬H++A-,则平衡时c(H+)=c(A-)=1.0×10-3 mol·L-1,c(HA)=0.10 mol·L-1-1.0×10-3 mol·L-1≈0.10 mol·L-1,将有关数据代入电离平衡常数表达式得Ka==1.0×10-5。
答案 1.0×10-5
1.如表是25 ℃时,几种常见弱酸的电离平衡常数:
酸
CH3COOH
HF
HCN
电离平衡常数(Ka)
1.8×10-5
7.2×10-4
5.0×10-10
下列说法正确的是( )
A.三种酸中酸性最强的是CH3COOH
B.三种酸中HF能腐蚀玻璃是因为其电离平衡常数最大
C.若向稀醋酸溶液中滴入一滴冰醋酸,醋酸的电离程度增大
D.在溶液中反应HCN+CH3COONa===NaCN+CH3COOH不易发生
解析 D 根据电离平衡常数:Ka(HF)>Ka(CH3COOH)>Ka(HCN),得出酸性最强的是HF,A错误;氢氟酸能腐蚀玻璃是它的特性,与其电离常数大小无关,B错误;加少量冰醋酸,醋酸的浓度增大,电离平衡正向移动,但电离程度反而减小,C错误;强制弱,CH3COOH比HCN的酸性强,所给反应不易发生,D正确。
2.常温下,下列反应可以发生:①NaCN+HNO2===HCN+NaNO2,②NaCN+HF===HCN+NaF ③NaNO2+HF===HNO2+NaF ,其中有关的三种酸的电离常数分别是6.3×10-4 、5.6×10-4、6.2×10-10。由此判断下列叙述中不正确的是( )
A.常温下,0.1 mol的HCN溶液中c(H+)=×10-6 mol·L-1
B.常温下,K(HNO2)=6.3×10-4
C.根据两个反应可得出一元弱酸的强弱顺序为HF> HNO2> HCN
D.常温下,K(HCN)<K(HNO2)<K(HF)
解析 B 相同温度下,酸的电离常数越大,该酸的酸性越强,较强酸能和较弱酸的盐反应生成弱酸,根据NaCN+HNO2===HCN+NaNO2、NaCN+HF===HCN+NaF、NaNO2+HF===HNO2+NaF知,酸的强弱顺序是HCN<HNO2<HF,则酸的电离平衡常数大小顺序为K(HCN)<K(HNO2)<K(HF),K(HF)=6.3×10-4,K(HNO2)= 5.6×10-4,K(HCN)= 6.2×10-10.。
通过以上分析知,HCN⥫⥬H++CN-,溶液中c(H+)≈c(CN-),K==6.2×10-10,c(H+)=×10-6 mol·L-1,A正确;根据以上分析知,K(HNO2)=5.6×10-4,B错误;根据NaCN+HNO2===HCN+NaNO2、NaNO2+HF===HNO2+NaF,即可得出结论酸性:HF>HNO2>HCN,C正确;通过以上分析知,酸的电离平衡常数大小顺序为K(HCN)<K(HNO2)<K(HF),D正确。
3.由表格中电离常数判断下列反应可以发生的是( )
弱酸
HClO
H2CO3
电离平衡常数(25 ℃)
K=3.2×10-8
K1=4.3×10-7
K2=4.7×10-11
A.NaClO+NaHCO3===HClO+Na2CO3
B.NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3
C.2NaClO+CO2+H2O===2HClO+Na2CO3
D.2HClO+Na2CO3===2NaClO+CO2↑+H2O
解析 B 由题表中数据可知,酸性:H2CO3>HClO>HCO。因酸性:HClO>HCO,则反应NaClO+NaHCO3===HClO+Na2CO3不能发生,A项错误;因酸性:H2CO3>HClO>HCO,则反应NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3能发生,B项正确;因酸性:HClO>HCO,则反应2NaClO+CO2+H2O===2HClO+Na2CO3不能发生,C项错误;因酸性:H2CO3>HClO,则反应2HClO+Na2CO3===2NaClO+CO2↑+H2O不能发生,D项错误。
4.根据下表数据,比较在相同温度下,下列三种酸的相对强弱,正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
浓度/(mol·L-1)
0.1
0.5
0.9
1
1
电离度/%
0.3
0.15
0.1
0.3
10
A.HX>HY>HZ B.HZ>HX>HY
C.HY>HZ>HX D.HZ>HY>HX
解析 D 根据表格信息,当浓度为0.9 mol·L-1时,HX的电离度为0.1%,若HX的浓度增大为1 mol·L-1,根据变化规律,HX的浓度为 1 mol·L-1,其电离度<0.1%;当浓度都是1 mol·L-1时,HY的电离度为0.3%,HZ的电离度为10%,HX的电离度<0.1%,根据浓度相同时,酸性越弱,电离度越小,则酸性:HZ>HY>HX。
5.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的碱BOH的溶液中, c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程式:________________________。
(2)BOH的电离平衡常数K=_________________________。
(3)某温度t ℃时,BOH的电离平衡常数为1×10-7,结合(2)的计算可知t ℃________(填“>”“<”或“=”)25 ℃。若该碱的起始浓度也为0.1 mol·L-1,则溶液中c(B+)=________mol·L-1。
解析 (1)因c(BOH)初始=0.1 mol·L-1,c(BOH)电离=c(B+)≈c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则BOH不完全电离,故电离方程式为BOH⥫⥬B++OH-。
(2)电离平衡时c(BOH)平衡=0.1 mol·L-1-1×10-3 mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离常数K===1×10-5。
(3)电离过程是吸热的,温度越高电离常数越大,t ℃时BOH的电离平衡常数为1×10-7<1×10-5,则t ℃<25 ℃。电离常数K=≈≈=1×10-7,则c(B+)=1×10-4 mol·L-1。
答案 (1)BOH⥫⥬B++OH- (2)1×10-5 (3)< 1×10-4
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