2022版高中化学专题3溶液中的离子反应第一单元弱电解质的电离平衡第2课时学案苏教版选修4

1、2021版高中化学专题3溶液中的离子反应第一单元弱电解质的电离平衡第2课时学案苏教版选修4PAGE PAGE 40第2课时电离平衡常数、水的离子积学习目标定位1.知道电离平衡常数的意义，会书写电离平衡常数的表达式。2.熟悉水的电离平衡及其影响因素，知道水的离子积常数的表达式及其应用。一、电离平衡常数1概念一定温度下，弱电解质达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子浓度幂之积与溶液中未电离的分子浓度的比值(为一常数)，简称电离常数，用K表示。2表达式电离平衡与化学平衡类似，一元弱酸的电离常数用Ka表示，一元弱碱的电离常数用Kb表示。(1)CH3COOH的电离常数表达式是Kaeq f(cCH3C

2、OOcH,cCH3COOH)。(2)NH3H2O的电离常数表达式是Kbeq f(cNHoal(,4)cOH,cNH3H2O)。(3)H2S在水溶液中分两步电离，即：H2SHHS、HSHS2，其电离常数表达式分别为Ka1eq f(cHcHS,cH2S)、Ka2eq f(cHcS2,cHS)。1电离常数的大小由物质本身的性质决定，同一温度下，不同弱电解质的电离常数不同，K值越大，电离程度越大。2同一弱电解质在同一温度下改变浓度时，其电离常数不变。3电离常数K只随温度的变化而变化，升高温度，K值增大。4多元弱酸电离常数：K1K2K3，其酸性主要由第一步电离决定，K值越大，相应酸的酸性越强。例1(20

3、17连云港东海二中期中)下列关于电离平衡常数(K)的说法正确的是()A不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同B电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱C多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1K2K3DCH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液，电离平衡常数减小答案B解析弱电解质电离平衡常数随温度变化，不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)相同，A错误；电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的物理量，电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱，B正确；多元弱酸分步电离，以第一步为主，K1K2K3，C错误；电离平衡常数只随温度变化，不随浓度变化，CH3COOH溶液中

4、加入少量CH3COONa溶液，电离平衡常数不变，D错误。考点电离平衡常数与电离度题点电离平衡常数表达式及其意义例2已知25 时，Ka(CH3COOH)1.75105。(1)向0.1 molL1醋酸溶液中加入一定量1 molL1盐酸时，上式中的数值是否发生变化？为什么？(2)若醋酸的起始浓度为0.010 molL1，平衡时c(H)是多少？答案(1)不变。电离常数不随浓度变化而变化，在一定温度下是一个常数。(2)4.18104 molL1解析(1)温度一定时，电离常数不随浓度的变化而变化。加入一定量盐酸，平衡向左移动，c(H)增大、c(CH3COO)减小、c(CH3COOH)增大，比值不变，仍为1

5、.75105。(2) CH3COOH CH3COOH起始浓度molL1 0.010 0 0平衡浓度molL1 0.010c(H) c(H) c(H)故有eq f(c2H,0.010cH)1.75105。由于c(H)很小，0.010c(H)0.010，那么，c(H)4.18104 molL1。考点电离平衡常数与电离度题点电离平衡常数的相关计算方法点拨有关电离平衡常数计算的常用方法依照化学平衡计算中“三段式”法，通过起始浓度、消耗浓度、平衡浓度，结合Ka(Kb)、等条件便可以轻松地进行电离平衡的有关计算。由eq f(cH,c)、eq f(c2H,ccH)Ka可推出c(H)的常用计算公式：c(H)c

6、，c(H)eq r(Kac)，与Ka的关系为eq r(f(Ka,c)。同样，对于一元弱碱来说，c(OH)ceq r(Kbc)。二、电离度1定义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(包括已电离和未电离的)的百分率，称为电离度，通常用表示。2数学表达式eq f(已电离的弱电解质的分子数,弱电解质的初始分子数)100%或eq f(已电离的弱电解质的浓度,弱电解质的初始浓度)100%或eq f(已电离的弱电解质的物质的量,弱电解质的初始物质的量)100%3意义(1)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。(2)同一弱电解质的浓度不同，电离度也不

7、同，溶液越稀，电离度越大。4影响因素：以0.1 molL1 CH3COOH为例外因变化加水升温加NaOH加H2SO4电离度()增大增大增大减小H数目增多增多减少增多c(H)减小增大减小增大导电能力减弱增强增强增强影响弱电解质溶液的电离度的因素(1)温度：升高温度，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大。(2)浓度：加水稀释，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大。即浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。例3已知醋酸达到电离平衡后，改变某条件使平衡向正反应方向移动，下列说法正确的是()A醋酸的电离度一定变大B发生电离的分子总数增多C溶液的pH一定减小D溶液的导电能力一定变强答案B例4在一定温度

8、下，已知a molL1的一元弱酸HA溶液中，电离度为，电离平衡常数为K，试推导a、K三者之间关系 。答案Keq f(a2,1)解析HAHA aa a aKeq f(aa,aa)eq f(a2,1)。三、水的电离1水的电离(1)电离方程式是H2OHOH或H2OH2OH3OOH。(2)电离常数表达式K电离eq f(cHcOH,cH2O)。(3)请根据水的电离常数表达式，推导写出离子积常数的表达式Kwc(H)c(OH)。(4)常温下，水的离子积常数Kw1.01014，纯水中c(H)1.0107 molL1；某酸溶液中c(H)1.0104 molL1，则该溶液中 c(OH)1.01010 molL1。

9、2水的电离的影响因素分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OHOH的影响，并填写下表：改变条件平衡移动方向溶液中c(H)溶液中c(OH)pH溶液的酸碱性Kw升高温度右移增大增大减小中性增大加入酸左移增大减小减小酸性不变加入碱左移减小增大增大碱性不变加入活泼金属(如Na)右移减小增大增大碱性不变(1)常温时，Kw1.01014，不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液。(2)不同溶液中，c(H)、c(OH)可能不同，但任何溶液中由水电离出的c(H)与c(OH)总是相等的。(3)Kw只与温度有关，温度升高，Kw增大。例525 时，水的电离达到平衡：H2OHOHH0，下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨

10、水，平衡逆向移动，c(OH)降低B向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，Kw不变C向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，Kw增大，c(H)不变答案B解析HSOeq oal(2,4)，c(H)增大，使水的电离平衡逆向移动，由于温度不变，Kw不变，正确；C项，CH3COOHCH3COOH，使c(H)增大，使水的电离平衡逆向移动，错误；D项，升温，Kw增大，c(H)增大，错误。考点水的电离题点条件改变对水的电离平衡的影响规律方法(1)向水中加入电离产生H或OH的物质，抑制水的电离。(2)向水中加入消耗H或OH的物质，促进水的电离。例6某温度下，纯水的c(H)2107

11、 molL1，则此时c(OH)为 molL1；若温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5104 molL1，则溶液中c(OH)为 molL1，由水电离产生的c(H)为 molL1，此时温度 (填“高于”“低于”或“等于”)25 。答案21078101181011高于解析纯水电离出的c(H)c(OH)2107 molL1，故Kw4101411014，故此时温度高于25 。温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5104 molL1，则溶液中c(OH)eq f(Kw,cH)eq f(41014,5104) molL181011 molL1c(OH)水。考点水的电离题点水的离子积及其表达式1下列说法正确的是()A水的

12、电离方程式：H2O=HOHB升高温度，水的电离程度增大C在NaOH溶液中没有HD在HCl溶液中没有OH答案B解析c(H)，在酸、碱溶液中都存在H和OH，所以C、D项错误。2已知25 下，醋酸溶液中存在下述关系：Keq f(cHcCH3COO,cCH3COOH)1.8105，其中K的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数。有关K的下列说法正确的是()A当向该溶液中加入一定量的硫酸时，K值增大B升高温度，K值增大C向醋酸溶液中加水，K值增大D向醋酸溶液中加氢氧化钠，K值增大答案B3水的电离过程为H2OHOH，在25 时，水的离子积Kw(25 )11014，在35 时，水的离子积Kw(35 )2.1101

13、4，则下列叙述正确的是()A随着温度的升高，Kw变大，pH变小，呈酸性B35 时，c(H)HCN，第个反应说明酸性HFHNO2，只根据这两个反应即可作出比较。4根据下表数据(均在同温、同压下测定)酸HXHYHZ物质的量浓度/molL10.10.20.3电离平衡常数7.21041.81041.8105可得出弱电解质强弱顺序正确的是()AHXHYHZ BHZHYHXCHYHZHX DHZHXHY答案A解析弱电解质的电离常数越大，表明弱电解质的电离程度越大，其酸性越强，即酸性：HXHYHZ。考点电离平衡常数与电离度题点电离平衡常数表达式及其意义5下列有关电解质溶液的说法正确的是()A用CH3COOH

14、溶液做导电实验，灯泡很暗，证明CH3COOH是弱电解质BpH相同的醋酸和盐酸，取等体积的两种酸溶液分别稀释至原溶液体积的m倍和n倍，稀释后两溶液的pH仍然相同，则mADbAB线上任意点的溶液均显中性cB点溶液的pH6，显酸性d图中温度T1T2(3)T2时，若向水中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？为什么？ 。(4)T2时，若盐酸中c(H)5104 molL1，则由水电离产生的c(H) 。答案(1)1.01012水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大(2)b(3)否，加入盐酸，c(H)c(OH)，所以体系不可能处于B点位置(4)2109 molL1考点水的电离题点水的电离平

15、衡的综合15(1)25 时，a molL1 CH3COOH溶液中c(H)10b molL1，用含a和b的代数式表示CH3COOH的电离平衡常数Ka 。(2)已知25 时，Ka(CH3COOH)1.8105，Ka(HSCN)0.13。现在该温度下将20 mL 0.1 molL1 CH3COOH溶液和20 mL 0.1 molL1 HSCN溶液分别与20 mL 0.1 molL1 NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如图所示，反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 。(3)下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数：CH3COOHH2CO3H2

16、SH3PO41.8105K14.3107 K25.61011K19.1108 K21.11012K17.5103 K26.2108 K32.21013CH3COOH、H2CO3、H2S、H3PO4四种酸的酸性由强到弱的顺序为 。多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离的主要原因是 (从电离平衡角度考虑)。同浓度的CH3COO、HCOeq oal(,3)、COeq oal(2,3)、S2结合H的能力由强到弱的顺序为 。答案(1)eq f(102b,a10b)(2)因Ka(CH3COOH)Ka(HSCN)，所以相同温度、相同物质的量浓度和体积的两溶液中，HSCN溶液的c(H)大于CH3COOH溶液的c(H)，故HSCN与NaHCO3反应速率大(3)H3PO4CH3COOHH2CO3H2S一级电离产生的氢离子对二级电离起抑制作用S2COeq oal(2,3)HCOeq oal(,3)CH3COO解析(1)Kaeq f(cHcCH3COO,cCH3COOH)eq f(cHcCH3COO,ccH)eq f(