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文档简介
模型构建项目式教学
(第二课时)
电离平衡常数及其应用电离平衡2024年广东真题电离平衡常数的简单计算[真题分析]2024年广东真题电离平衡常数的计算、电离平衡常数的大小比较、图像19.2023年广东真题电离平衡常数的简单计算2022年广东真题电离平衡的移动、Ka的测定1.高考必考内容,3年4考!2.考查Ka的计算3次、Ka的大小比较1次、Ka的测定1次,电离平衡1次,涉及图像1题,表格1次3.考查难度变化较大,既有简单的计算,又有涉及图像的复杂运算,实验设计类题目有较高的难度。在解题的时候既要细心,也要充分理解内涵并能够灵活运用。[考点归纳][情境1]正常的雨水中所含的H2CO3含量为1.03×10-5mol/L,碳酸的电离平衡常数分别为:Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11。根据上述材料计算正常雨水中c(H+),忽略碳酸的浓度变化。
c(H+)=2.15×10-6
mol/LpH≈5.6已知[诊断性评价]酸雨的pH小于5.6任务一:知识储备
一.
电离平衡常数2.表达式(1)一元弱酸HA的电离常数:根据HA⇌H++A-,可表示为Ka=(2)一元弱碱BOH的电离常数:根据BOH⇌B++OH-,可表示为Kb=多元弱酸或多元弱碱的每一步电离都有电离常数,这些电离常数各不相同,通常用Ka1、Ka2或Kb1、Kb2等加以区别。例如碳酸在水溶液中:H2CO3H++HCO3-HCO3-
H++CO32-Ka1=c(H+).c(HCO3-)
c(H2CO3)Ka2=c(H+).c(CO32-)
c(HCO3-)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)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1≫K2≫K3……,计算多元弱酸中的c(H+),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。(3)电离平衡常数反映弱电解质电离程度的相对强弱,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。4.电离平衡常数的应用[典例1].部分弱酸的电离平衡常数如下表:(1)利用电离常数判断弱电解质的相对强弱按要求回答下列问题:(1)CH3COOH、H2S、H2CO3、HClO、HCO3-、HS-的酸性由强到弱的顺序为:CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO>HCO3->HS-弱酸CH3COOHH2SH2CO3HClO电离平衡常数(25℃)Ka=1.75×10-5Ka1=1.1×10-7Ka2=1.3×10-13Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11Ka=4.0×10-8规律:K越小,越难电离,其对应离子结合H+能力越强。任务二:解题方法——模型构建人体体液中存在如下平衡:CO2+H2O⇌H2CO3
⇌H++HCO3-
以维持体液pH的相对稳定蚊子、蚂蚁等叮咬人,向人体射入蚁酸(又称甲酸HCOOH,一种弱酸)使皮肤红肿、瘙痒、起疱。[讨论1]若不治疗,过一段时间也会自行痊愈,为什么?已知:HCOOHKa=1.8×10-4;H2CO3
Ka1=4.5×10-7;H2C2O4
Ka1=5.6×10-2
[情境2]A强酸制弱酸[讨论2]快速消除症状,可以涂抹什么物质?A.NaHCO3
B.食盐水
C.NaHC2O4
D.食醋选1教材P59弱酸CH3COOHH2SH2CO3HClO电离平衡常数(25℃)Ka=1.75×10-5Ka1=1.1×10-7Ka2=1.3×10-13Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11Ka=4.0×10-8(2)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。①②④弱酸CH3COOHH2SH2CO3HClO电离平衡常数(25℃)Ka=1.75×10-5Ka1=1.1×10-7Ka2=1.3×10-13Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11Ka=4.0×10-8[变式]在某温度下,溶质的物质的量浓度为0.2mol/L的H2CO3溶液中,达到平衡时,已电离的H2CO3为3.0×10-4mol/L,试计算该温度下碳酸的第一步电离平衡常数(Ka1)
H2CO3
⇌
H+
+
HCO3-
起始浓度/mol·L-1
0.2
0
0变化浓度/mol·L-1
3.0×10-43.0×10-43.0×10-4平衡浓度/mol·L-1
0.2-3.0×10-4
3.0×10-4
3.0×10-4Ka1=c(H2CO3)=(0.2-3.0×10-4)mol/L≈0.2mol/L
(3)计算弱酸、弱碱溶液中的c(H+)、c(OH-)1.依据电离平衡常数计算c(H+)的答题模板(以弱酸HX为例)
HX
⇌
H++
X-起始/mol·L-1:c(HX)
0
0平衡/mol·L-1:c(HX)-c(H+)
c(H+)
c(H+)由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX)。一.电离常数的相关计算模板超过两个数量级才可忽略大本P208解题方法——模型构建2.计算电离常数的思维方法(1)根据电离方程式,写出电离平衡常数表达式。(2)根据题干信息,结合电荷守恒、物料守恒,找出各微粒的浓度,代入表达式即可。(3)若有图像信息,可选择曲线上特殊点(能准确读出纵、横坐标的数值),确定各微粒的浓度,最后代入平衡常数表达式计算。[终结性评价]1.人体正常的血液pH为7.35-7.45,血液中同时存在H2CO3和HCO3-,这种溶液就是一种缓冲溶液。血浆中H2CO3/HCO3-缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。常温下,向某浓度的H2CO3溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液中H2CO3、HCO3-和CO32-三种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示。则常温下:(1)Ka1=________。(2)Ka2=________。10-6.3710-10.25解题方法——模型构建1.交点法——解题思维建模(1)题型特点:图像曲线存在弱电解质相应微粒浓度的相等交点,结合pH/pOH和电离常数表达式求解。(2)准确判断曲线对应弱电解质的微粒种类,确定所用交点对应的电离常数表达式。弱酸2
Ka=解题方法——模型构建2.起点法——解题思维建模题型特点:曲线起点溶质为单一弱电解质,可求c(H+)或c(OH-)3.巧选“特殊点”
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