第一节 第2课时　电离平衡常数 教学课件

第2课时电离平衡常数第三章

第一节课程标准1.了解电离平衡常数的含义。2.能从电离、离子反应等角度分析溶液的性质。知识点一电离平衡常数随堂演练知识点二强酸与弱酸的比较课时精练内容索引索引知识点一电离平衡常数1．定义：一定温度下，对一元弱酸或弱碱在达到电离平衡时，溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，用K(弱酸用Ka，弱碱用Kb)表示。新知导学2．表达式

一元弱酸HA一元弱碱BOH电离方程式HAH＋＋A－BOHB＋＋OH－电离常数表达式Ka＝

Kb＝3.特点(1)电离平衡常数与温度有关，与浓度无关，升高温度，K值增大。(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱，K越大，表示弱电解质越易电离，酸性或碱性越强。例如，在25℃时，K(HNO2)＝4.6×10－4，K(CH3COOH)＝1.8×10－5，因而HNO2的酸性比CH3COOH强。相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO。(3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……，故其酸性取决于第一步电离。4．电离常数的影响因素(1)电离常数随温度的变化而变化，但由于电离过程热效应较小，温度改变对电离常数影响不大，其数量级一般不变，所以室温范围内可忽略温度对电离常数的影响。(2)电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关，同一温度下，不论弱酸、弱碱的浓度如何变化，电离常数是不会改变的。5．电离平衡常数的“4”大应用(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。(2)判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。(3)判断溶液中微粒浓度比值的变化。如加水稀释醋酸溶液，由Ka(CH3COOH)＝

不变，稀释后c(CH3COO－)减小，则

增大。(4)计算弱酸或弱碱溶液中电离出离子的浓度。1．H2S的电离常数表达式Ka＝

(

)2．电离常数可以反映出弱电解质电离能力的相对强弱(

)3．一定温度下，加水稀释，弱电解质的电离程度和电离常数均增大(

)4．弱电解质的浓度越大，其电离常数越小(

)微自测

判断正误×√××阅读教材，结合“电离平衡常数”内容，交流讨论下列问题。1．写出弱电解质H2X、ROH的电离平衡常数表达式。交流研讨2．增大c(H2X)、升高温度对弱酸H2X的电离平衡有什么影响？电离平衡常数Ka1(H2X)如何变化？提示：增大c(H2X)，H2X的电离平衡正向移动，Ka1(H2X)不变；升高温度，H2X的电离平衡正向移动，Ka1(H2X)增大。3．25℃时，0.1mol/L弱酸H2X溶液中，达到电离平衡时，c(H＋)≈1.1×10－4

mol/L，试计算H2X的电离常数Ka1(H2X)。提示：在溶液中，H2X分步电离，第一步电离方程式及有关粒子的浓度如下：

H2X

H＋＋

HX－始/(mol/L)

0.1

0

0变/(mol/L)1.1×10－4

1.1×10－4

1.1×10－4平/(mol/L)0.1－1.1×10－41.1×10－4

1.1×10－4c(H2X)＝(0.1－1.1×10－4)mol/L≈0.1mol/L，则H2X的电离常数：Ka1(H2X)＝＝

＝1.21×10－7。1．25℃时，0.10mol·L－1HA溶液中有1%的HA电离，则HA的电离平衡常数Ka为_____________。实践应用发生电离的HA的物质的量浓度为c(HA)＝0.10mol·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)＝0.10mol·L－1－1.0×10－3

mol·L－1≈0.1mol·L－1，将有关数据代入电离平衡常数表达式得Ka＝

＝1.0×10－5。1.0×10－52．25℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下：CH3COOH：Ka＝1.75×10－5；H2CO3：Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11；HClO：Ka＝4.0×10－8。(1)CH3COOH、H2CO3、HCO、HClO的酸性由强到弱的顺序：_____________________________________。CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCO(2)CH3COO－、HCO、CO、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序：___________________________________。(3)写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式：______________________________________。(4)反应Cl2＋H2O

HCl＋HClO达到平衡后，要使HClO浓度增加，可以加入______________物质(供选择的物质：NaOH固体、CaCO3固体、H2O)。CO＞ClO－＞HCO＞CH3COO－NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3CaCO3固体索引索引知识点二强酸与弱酸的比较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)的比较新知导学比较项目酸c(H＋)酸性中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2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c(H＋)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较

比较

项目酸c(H＋)酸性中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2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向两个锥形瓶中各加入0.05g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL2mol/L盐酸、2mL2mol/L醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示：交流研讨(1)由上图可知，反应初期哪种酸与镁条反应的速率大？其原因是什么？提示：盐酸的反应速率大；原因是盐酸是强酸，完全电离，醋酸是弱酸，部分电离；同浓度的盐酸和醋酸中，盐酸的c(H＋)大，因而反应速率大。(2)上述反应过程中，盐酸的反应速率减小明显，而醋酸的反应速率减小不明显，其原因是什么？提示：醋酸中存在电离平衡，随着反应的进行，电离平衡正向移动，消耗的H＋及时电离补充，溶液中c(H＋)降低的慢，故一段时间速率变化不明显。(3)由上图可知，二者最终产生氢气的量基本相等，容器中气体的压强最终几乎相等的原因是什么？提示：因盐酸和醋酸的物质的量相等，二者与过量镁反应生成H2的物质的量相等，故最终容器中气体压强几乎相等。归纳总结电解质的强弱与其溶液的导电能力没有必然联系。电解质溶液的导电能力与离子浓度和离子所带电荷数有关，与电解质的强、弱无关，强电解质溶液的导电能力不一定强1．下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是

A．相同浓度的两溶液中c(H＋)相同B．100mL0.1mol·L－1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠C．c(H＋)＝10－3

mol·L－1的两溶液稀释100倍，c(H＋)均为10－5

mol·L－1D．向两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c(H＋)均明显减小实践应用√2．在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒(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。填写下列横线：(1)a、b两支试管中的现象：相同点是_________________________________，不同点是______________________，原因是________________________________________。都产生无色气泡，锌粒逐渐溶解a中起始反应速率较大盐酸是强酸，醋酸是弱酸，盐酸中c(H＋)大(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是V(a)______(填“大于”“小于”或“等于”，下同)V(b)，反应完毕后生成气体的总体积是V(a)________V(b)，原因是_________________________________________________________________________________。大于等于反应开始时，盐酸中所含H＋的浓度较大，但二者最终能电离出的H＋的总物质的量相等锌粒与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H＋发生置换反应产生H2，c(H＋)越大，产生H2的速率越大。盐酸是强酸，醋酸是弱酸，在起始物质的量浓度相同时，盐酸电离出的c(H＋)远大于醋酸电离出的c(H＋)。所以反应开始时，醋酸产生H2的速率比盐酸小。因醋酸存在电离平衡CH3COOH

CH3COO－＋H＋，Zn与H＋发生反应，c(H＋)减小，使醋酸的电离平衡向电离方向移动，继续发生H＋与Zn的反应，足量的Zn可使醋酸中的H＋全部电离出来与Zn反应生成H2，又因为n(HCl)＝n(CH3COOH)，因而最终产生H2的量相等。(3)若a、b两支试管中分别加入c(H＋)相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸，则a、b两支试管中开始生成气体的速率v(a)________v(b)，反应完毕后生成气体的总体积是V(a)________V(b)，原因是___________________________________________________________________________________。等于小于开始时c(H＋)相同，所以速率相等，醋酸是弱电解质，最终电离出的H＋的总物质的量大索引索引随堂演练1．下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是

A．组成相似时电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱B．电离平衡常数(K)与温度无关C．不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同D．多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1<K2<K3电离平衡常数K是温度的函数，所以B错误。只要温度一定，不同浓度的同一弱电解质电离平衡常数K相同，所以C错误。多元弱酸各步电离平衡常数相互关系应为K1>K2>K3，所以D错误。√2．已知下面三个数据：6.3×10－4、5.6×10－4、6.2×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生：NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2；NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。由此可判断下列叙述不正确的是

A．Ka(HF)＝6.3×10－4B．Ka(HNO2)＝6.2×10－10C．三种酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCND．Ka(HCN)<Ka(HNO2)<Ka(HF)√相同温度下弱电解质的电离常数的大小是比较弱电解质相对强弱的条件之一。根据题中反应可知三种一元弱酸的酸性强弱顺序为HF>HNO2>HCN，由此可判断：Ka(HF)>Ka(HNO2)>Ka(HCN)，其对应数据依次为Ka(HF)＝6.3×10－4、Ka(HNO2)＝5.6×10－4、Ka(HCN)＝6.2×10－10。3．下表是在相同温度下三种酸的一些数据，下列判断正确的是

A.在相同温度下，由HX的数据可以说明：弱电解质溶液，浓度越低，电离度越大，且K1＞K2＞K3＝0.01B．室温时，若在HZ溶液中加少量盐酸，则

的值不变C．表格中三种浓度的HX溶液中，从左至右c(X－)浓度逐渐增大D．在相同温度下，电离常数：K5＞K3＞K4酸HXHYHZ浓度/(mol·L－1)0.120.20.911电离度0.250.20.10.30.5电离常数K1K2K3K4K5√由题表中HX的数据可知，弱电解质溶液的浓度越小，HX的电离度越大，电离常数只与温度有关，则有K1＝K2＝K3，A错误。室温时，若在HZ溶液中加少量盐酸，则HZ溶液中c(H＋)增大，HZ的电离平衡逆向移动，c(Z－)减小，则

的值增大，B错误。由表中HX的数据可知，HX的浓度越大，其电离度越小，但电离产生的c(X－)越大，故表格中三种浓度的HX溶液中，从左至右c(X－)浓度逐渐增大，C正确。相同条件下，弱电解质的电离度越大，则酸性越强，其电离常数越大，故相同温度下，电离常数为K5＞K4＞K3，D错误。4．氢氰酸及部分弱酸的电离常数如下表：(1)依据表格中三种酸的电离常数，判断三种酸酸性强弱的顺序为_______________________。弱酸HCOOHHCNH2CO3电离常数/(mol·L－1)(25℃)K＝1.8×10－4K＝6.2×10－10K1＝4.5×10－7K2＝4.7×10－11电离常数越大酸性越强，依据表格中三种酸的电离常数，判断三种酸酸性强弱的顺序为HCOOH>H2CO3>HCN。HCOOH>H2CO3>HCN(2)向NaCN溶液中通入CO2气体能否制得HCN？____(填“能”或“否”)。若能，写出反应的化学方程式______________________________________。由于K1(H2CO3)>K(HCN)>K2(H2CO3)，向NaCN溶液中通入CO2气体可制得HCN，但只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3。能NaCN＋H2O＋CO2===HCN＋NaHCO3(3)同浓度的HCOO－、HCO、CO、CN－结合H＋的能力由强到弱的顺序是____________________________。电离常数越大，逆反应的常数越小，即结合H＋的能力越小。CO>CN－>HCO>HCOO－

(4)①升高0.1mol·L－1HCN溶液的温度，HCN的电离程度如何变化？______________________。②加水稀释，

如何变化？_____________。①升高温度促进电离，HCN的电离程度增大。②

，加水稀释，c(CN－)减小，由于电离常数不变，则

增大。能促进HCN的电离增大索引索引课时精练题组一电离常数的概念及表达式1．已知25℃下，CH3COOH溶液中各微粒的浓度存在以下关系：Ka＝

＝1.75×10－5。下列有关结论可能成立的是

A．25℃下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，Ka＝8×10－5B．25℃下，向该溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液时，Ka＝2×10－4C．标准状况下，醋酸中Ka＝1.75×10－5D．升高到一定温度，Ka＝7.2×10－5基础达标√醋酸中存在电离平衡：CH3COOH

CH3COO－＋H＋，题中Ka为醋酸的电离常数，由于电离常数只随温度的变化而变化，所以排除A、B两项；因为醋酸的电离是吸热过程，所以升高温度，Ka增大，降低温度，Ka减小，标准状况下(0℃)温度低于25℃，则Ka小于1.75×10－5，所以C项不成立、D项可能成立。2．下列曲线中，可以描述乙酸(甲，Ka＝1.8×10－5)和一氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10－3)在水中的电离程度与浓度关系的是

√这两种物质都是弱电解质，在温度不变、浓度相等时，电离程度CH3COOH<CH2ClCOOH，排除A、C；当浓度增大时，物质的电离程度减小，排除D选项，正确选项是B。题组二Ka的应用及计算3．已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表：下列推断正确的是

A．HX、HY两种弱酸的酸性：HX<HYB．H2CO3的电离常数表达式：Ka1＝C．向Na2CO3溶液中加入足量HX，反应的离子方程式：HX＋CO===HCO＋X－D．HX溶液中c(H＋)一定比HY溶液的大√弱酸化学式HXHYH2CO3电离平衡常数7.8×10－93.7×10－15K1＝4.4×10－7

K2＝4.7×10－11B项，H2CO3是二元弱酸，分步电离，第一步电离生成H＋和HCO，则Ka1＝

，错误；D项，没有指明溶液浓度，无法比较c(H＋)，错误。4．(2022·济南高二期中)将浓度为0.1mol·L－1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是

A．c(H＋) B．Ka(HF)C. D.√HF为弱酸，存在电离平衡：HF

H＋＋F－。根据勒夏特列原理，加水稀释，平衡正向移动，但c(H＋)减小，A错误；电离常数只受温度的影响，温度不变，电离常数Ka(HF)不变，B错误；当溶液无限稀释时，c(F－)不断减小，但c(H＋)接近10－7

mol·L－1，所以

减小，C错误；

＝

，由于加水稀释，平衡正向移动，所以溶液中n(H＋)增大，n(HF)减小，所以

增大，D正确。5．在25℃时，用蒸馏水稀释1mol·L－1氨水至0.01mol·L－1，随溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是

A. B.C. D．c(OH－)√一水合氨是弱电解质，加水稀释，一水合氨的电离平衡右移，n(OH－)和n(NH)增大，n(NH3·H2O)减小，但c(OH－)和c(NH)减小。A、B、C各项中，浓度之比等于物质的量之比。6．已知室温时，0.1mol·L－1某一元酸HA溶液中HA的电离度为0.1%，Ka(CH3COOH)＝1.75×10

－5，下列叙述错误的是

A．该溶液中c(H＋)＝10－4

mol·L－1B．升高温度，溶液的pH增大C．此酸的电离平衡常数约为1×10－7D．此酸的酸性比醋酸弱√由题意有：

HA

H＋＋

A－起/(mol·L－1)0.100转/(mol·L－1)0.1×0.1%

0.1×0.1%0.1×0.1%平/(mol·L－1)0.1－10－4

10－4

10－4则Ka＝

≈1×10－7<Ka(CH3COOH)，A、C、D正确；升高温度，电离平衡向右移动，c(H＋)增大，pH减小，B错误。题组三强酸、弱酸的比较7．体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01mol，下列叙述错误的是

A．与NaOH完全中和时，醋酸所消耗的NaOH多B．分别与足量CaCO3反应时，放出的CO2一样多C．两种溶液的pH相等D．分别用水稀释相同倍数时，n(Cl－)＜n(CH3COO－)√体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01mol，根据二者的电离方程式可知，二者电离出的c(H＋)相同，故pH相等，C项正确；由于CH3COOH不能完全电离，因此n(CH3COOH)＞n(HCl)，故与NaOH完全中和时，醋酸消耗的NaOH多，分别与足量CaCO3反应时，醋酸放出的CO2多，A项正确、B项错误；分别用水稀释相同倍数时，醋酸的电离程度增大，n(CH3COO－)增大，而n(Cl－)不变，D项正确。8．常温下，CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离平衡常数分别为1.7×10－5、1.8×10－4，以下关于0.1mol·L－1CH3COOH溶液、0.1mol·L－1HCOOH溶液的说法正确的是

A．c(H＋)：CH3COOH>HCOOHB．等体积的两溶液中，分别加入过量的镁，产生氢气的体积：HCOOH＞CH3COOHC．HCOOH可能与NaOH发生反应：H＋＋OH－===H2OD．将CH3COOH溶液稀释100倍过程中，减小√等浓度的甲酸和乙酸溶液，甲酸酸性强，电离程度大，所以溶液中的c(H＋)：CH3COOH＜HCOOH，故A错误；等浓度等体积的甲酸和乙酸溶液中，甲酸和乙酸的物质的量相等，分别加入过量的镁，产生氢气的体积相等，故B错误；HCOOH是弱酸，与NaOH发生反应：HCOOH＋OH－===HCOO－＋H2O，故C错误；

＝

，将CH3COOH溶液稀释100倍过程中，减小，故D正确。9．已知草酸为二元弱酸：H2C2O4

HC2O＋H＋Ka1，HC2O

C2O＋H＋Ka2，常温下，向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液，所得溶液中H2C2O4、HC2O、C2O三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。能力提升则常温下：(1)Ka1＝________。由题图可知pH＝1.2时，c(HC2O)＝c(H2C2O4)，则Ka1＝10－1.2。10－1.2(2)Ka2＝________。pH＝4.2时，c(HC2O)＝c(C2O)，则Ka2＝10－4.2。10－4.2(3)pH＝2.7时，溶液中

＝_______。由电离常数表达式可知

＝103＝1000。100010．(2022·聊城高二期中)已知25℃时，测得浓度为0.1mol·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：_________________________。因c(BOH)初始＝0.1mol·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－。BOHB＋＋OH－(2)BOH的电离平衡常数Kb＝______________。电离平衡时，c(BOH)平衡＝0.1mol·L－1－1×10－3

mol·L－1≈0.1mol·L－1，则电离常数Kb＝

＝1×10－5。1×10－5(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_____25。若该碱的起始浓度也为0.1mol·L－1，则溶液中c(B＋)＝________mol·L－1。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Kb＝

＝1×10－7，则c(B＋)＝1×10－4

mol·L－1。<1×10－411．现有常温下，pH＝2的盐酸(甲)和pH＝2的醋酸溶液(乙)，请根据下列操作回答问题。(1)常温下，0.1mol·L－1的CH3COOH溶液加水稀释过程中，下列表达式的数值一定变小的是_____(填字母)。A．c(H＋) B.C. D．n(CH3COO－)A(2)取10mL的乙溶液，加入等体积的水，醋酸的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动；另取10mL的乙溶液，加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后，溶液体积保持不变)，待固体溶解后，溶液中

的值将________(填“增大”“减小”或“无法确定”)。向右减小(3)相同条件下，取等体积的甲、乙两溶液，分别加水稀释100倍，所得溶液的pH大小关系为pH(甲)______pH(乙)(填“>”“<”