高中化学竞赛无机化学溶液

关于高中化学竞赛无机化学溶液一、一元弱酸与弱碱1）电离常数（解离常数）

弱电解质在水中部分解离，例：

或7.3电解质溶液7.3.1弱电解质解离平衡第2页,共25页，2024年2月25日，星期天

上述分列为酸式解离常数或碱式解离常数。它反映弱电解质的解离离子的趋势大小，Kθ值越大，解离趋势越大。Kθ与T有关，而与C无关。如何求平衡时各物质浓度？第3页,共25页，2024年2月25日，星期天二、解离度α解离平衡时弱电值的解离百分率称解离度用α表示α=对于一元弱酸：α=

一元弱碱：

第4页,共25页，2024年2月25日，星期天α与K的关系：C起

C0 0 0C平

C0-C0α C0α C0α第5页,共25页，2024年2月25日，星期天当a<5%时,1-α≈1，则Kaθ≈C0α2即酸碱同理可推导一元弱碱a<5%时强调:不同电解质Kθ不同

Kθ、α都能反映弱电解质解离强度，但它们是两个不同概念，且K与

T有关，而与C无关，但α不仅与T有关，且与C有关。

第6页,共25页，2024年2月25日，星期天例如：已知常温下乙酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-5求0.10mol∙L-和1×10-5mol∙L-的CH3COOH溶液常温时的[H+]和α。解：100℅=1.34×10-3/0.10×100℅=1.34℅第7页,共25页，2024年2月25日，星期天

由于C/Ka=1.0×10-5/1.8×10-5=0.55≪400,所以不能近似计算[H+]2+1.8×10-5[H+]-1.8×10-10=0解之[H+]=7.16×10-2mol·dm-3100%第8页,共25页，2024年2月25日，星期天7.3.2同离子效应和盐效应若在弱电解质溶液中加入盐时，对解离平衡有影响。①．同离子效应：导致↘HAcH+＋Ac－[Ac-]增大平衡向左移NaAcNa++Ac-第9页,共25页，2024年2月25日，星期天②盐效应：导致α增大在弱电介质溶液加入强电介质时溶液的离子浓度增大，溶液中离子的有效浓度不能与分子平衡，只有离解出部分离子才能达到平衡，即导致解离度增大。在弱电介质溶液中无论加入任何电介质的盐，即能导致盐效应，但盐效应影响较小，一般可忽略。第10页,共25页，2024年2月25日，星期天7.3.3水的离子积和溶液的pH值一、水的离子积水是一很弱的电介质

H20＋H2OH3O++OH－

简写H20H＋＋OH－平衡时：Kw=通常简写为：Kw=[H+][OH－]第11页,共25页，2024年2月25日，星期天Kw为水的离子积常数

T=295K时，Kw＝1.0×10－14Kw与C无关，但随T的增大而增大。水的解离反应为吸热反应△rH＝－55.8kg·mol-1但在常温下K=1.0×10－14来计算；

第12页,共25页，2024年2月25日，星期天二、溶液的pH值根据水的解离平衡，若改变[H＋]或[OH－]，平衡将发生移动，但在一定温度下K不变，故利用K＝[H+][OH－]可求体系中[H+][OH－],在任何溶液中都有H+OH－，只不过其浓度相对大小不同而已，而溶液的酸碱性可由[H＋]或[OH－]的大小反映。当[H＋]>[OH－]酸性溶液

[H＋]=[OH－]中性溶液

[H＋]<[OH－]碱性溶液第13页,共25页，2024年2月25日，星期天

一般溶液中的[H+]变化较大，浓的可达18mol·dm－3，稀的为10－5mol·dm－3

对于[H+]＝100～10－14mol·dm－3可用pH表示及计算较方便。

pH＝－lg[H+]

若[H+]＝m×10-n则pH=n-m；若若[H+]=1.8×10－5则pH=4.74，同理

POH＝－lg[OH－]

常温下Kw=1.0×1.0-14第14页,共25页，2024年2月25日，星期天7.3.4缓冲溶液

溶液1

溶液2

10-5mol.dm-3的HCl溶液10ml

0.20mol.dm-3HAc溶液5ml+0.20mol.dm-3NaAc溶液9mlpH值5.0

5.0加入1.0mol.dm-3HCl溶液0.1ml后的pH值

2.00

4.94

加入1.0mol.dm-3NaOH溶液0.1ml后的pH值

12.00

5.08第15页,共25页，2024年2月25日，星期天一、缓冲溶液和缓冲作用缓冲溶液：一种酸度具有相对稳定性的溶液，当溶液中加入少量强酸、强碱或稍加稀释时，溶液的pH值只发生很小的改变。这种对溶液pH值的稳定作用称为缓冲作用。第16页,共25页，2024年2月25日，星期天二、缓冲溶液的配置

缓冲溶液一般由弱酸及其共轭碱（又称缓冲对）组成。第17页,共25页，2024年2月25日，星期天缓冲溶液的pH值计算考虑由弱酸HA及其共轭碱NaA组成的溶液HA+H2OH3O++A-Ka

cacbca(1-x)xcb+cax起始浓度

平衡浓度如果x<<1或第18页,共25页，2024年2月25日，星期天三、缓冲容量和缓冲范围

缓冲溶液的缓冲能量大小通常以缓冲容量β来衡量。即在1L溶液中使pH值增加1时所需加入的强碱的物质的量，或使pH值降低1时所需加入的强酸的物质的量。第19页,共25页，2024年2月25日，星期天

缓冲对的浓度越大，缓冲容量（即缓冲能力)越大。(2)当[H3O+]=Ka,即ca=cb

时，缓冲容量最大(3)缓冲溶液的有效缓冲范围约在pH=pKa±1

的范围第20页,共25页，2024年2月25日，星期天一、酸碱质子理论凡是能够提供质子(H+)的分子或离子称为酸。凡是能够接受质子（即与质子结合）的分子或离子称为碱。HAH++A-HA:酸（质子给予体）A-:碱（质子接受体）A-

称为HA的共轭碱，HA称为A-的共轭酸

HA、A-

称为共轭酸碱对。7.3.5酸碱理论第21页,共25页，2024年2月25日，星期天第22页,共25页，2024年2月25日，星期天二、路易斯酸碱理论（酸碱电子论）

在反应过程中，能接受电子对的任何分子、原子、原子团或离子称为酸（Lewis酸）；能给出电子对的任何分子、原子、原子团或离子称为碱（L