电离平衡常数 导学案 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

电离平衡常数学习目标1.了解电离平衡常数的含义。2.能利用电离平衡常数进行相关计算。电离常数(一)知识梳理1.概念一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对一元弱酸或一元弱碱来说，溶液中弱电解质电离所生成的________________________，与溶液中____________________之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K表示。2.电离常数的表示方法通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离常数。弱电解质表达形式CH3COOHCH3COO－＋H＋NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－3.电离常数的影响因素(1)内因：同一温度下，不同的弱电解质的电离常数不同，说明电离常数首先由弱电解质的性质所决定。(2)外因：对于同一弱电解质，电离常数只与________有关，由于电离大多数为吸热过程，所以电离常数随温度升高而________。注意：电离常数随温度变化不大，所以室温时可以不考虑温度对电离常数的影响。4.意义表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K值越大，弱电解质的电离程度越大，酸(或碱)性越________。(二)互动探究已知硼酸(H3BO3)溶液中存在：H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)。下表是三种弱酸的电离常数。化学式电离常数(298K)硼酸K＝5.7×10－10碳酸K1＝4.5×10－7K2＝4.7×10－11醋酸K＝1.75×10－5【问题讨论】问题1能否根据电离常数直接判断出三者的酸性强弱？________________________________________________________________________________________________________________________________问题2现将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中，一定能观察到有气泡产生吗？如果将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中呢？________________________________________________________________________________________________________________________________问题3计算25℃时0.01mol·L－1的醋酸溶液中氢离子浓度的大小。________________________________________________________________________________________________________________________________问题4电离度表示弱电解质在水中的电离程度。其表达形式为已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率，即电离度＝eq\f(已电离弱电解质分子数,原弱电解质分子数)×100%＝eq\f(已电离的溶质溶度,溶质的初始浓度)×100%。已知室温时0.1mol·L－1CH3COOH溶液的电离度约为1%，CH3COOH的电离常数约为多少？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【探究归纳】1.电离常数的应用(1)根据电离常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，相同条件下，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。(2)根据浓度商Q与电离常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。(3)根据电离常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如0.1mol·L－1CH3COOH溶液加水稀释，eq\f(c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)＝eq\f(c（CH3COO－）·c（H＋）,c（CH3COOH）·c（H＋）)＝eq\f(Ka,c（H＋）)，加水稀释时，c(H＋)减小，Ka值不变，则eq\f(c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)增大。(4)判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。2.有关电离常数的计算(以弱酸HX为例)(1)已知起始时c(HX)和电离产生的c(H＋)，求电离常数。则Ka＝eq\f(c（H＋）·c（X－）,c（HX）－c（H＋）)＝eq\f(c2（H＋）,c（HX）－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)，则Ka＝eq\f(c2（H＋）,c（HX）)，代入数值求解即可。(2)已知起始时c(HX)和电离常数，求溶液中c(H＋)。则Ka＝eq\f(c（H＋）·c（X－）,c（HX）－c（H＋）)＝eq\f(c2（H＋）,c（HX）－c（H＋）)由于c(H＋)的数值很小，可做近似处理：c(HX)－c(H＋)≈c(HX)，则c(H＋)＝eq\r(Ka·c（HX）)，代入数值求解即可。1.(判断反应能否发生)(2024·北京171中学高二期中)已知HClO和H2CO3电离常数：HClOKa＝4.0×10－8H2CO3Ka1＝4.5×10－7Ka2＝4.7×10－11根据提供的数据判断，下列离子方程式或化学方程式不正确的是()A.向Na2CO3溶液中滴加过量氯水：COeq\o\al(2－,3)＋2Cl2＋H2O=2Cl－＋2HClO＋CO2↑B.向NaHCO3溶液中滴加过量氯水：HCOeq\o\al(－,3)＋Cl2=Cl－＋HClO＋CO2↑C.向NaClO溶液中通入少量CO2：CO2＋2NaClO＋H2O=Na2CO3＋2HClD.向NaClO溶液中通入过量CO2：CO2＋NaClO＋H2O=NaHCO3＋HClO2.(弱电解质中微粒浓度的变化)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.eq\f(c（F－）,c（H＋）) D.eq\f(c（H＋）,c（HF）)3.(相关计算)(2024·运城高二期中)在0.1mol/L的盐酸中，通入H2S使c(H2S)＝0.1mol/L，H2S的Ka1＝1.3×10－7，Ka2＝7.1×10－15，则溶液中c(S2－)为()A.1.3×10－5mol/L B.9.23×10－21mol/LC.7.1×10－13mol/L D.7.1×10－15mol/L电离平衡常数一、(一)1.各种离子浓度的乘积未电离分子的浓度2.Ka＝eq\f(c（CH3COO－）·c（H＋）,c（CH3COOH）)Kb＝eq\f(c（NHeq\o\al(＋,4)）·c（OH－）,c（NH3·H2O）)3.(2)温度增大4.强(二)问题1可以。根据电离常数可知三者的酸性：醋酸＞碳酸＞硼酸。问题2不能。因为碳酸的一级电离＞硼酸＞碳酸的二级电离，则碳酸钠和硼酸反应生成碳酸氢钠而不是二氧化碳，所以观察不到有气泡产生。后者也不一定。因为醋酸和碳酸钠反应先生成碳酸氢钠，碳酸氢钠再和醋酸反应生成二氧化碳，所以第一步不能观察到有气泡产生，将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中也不一定能观察到有气泡产生。问题34.2×10－4mol·L－1。设醋酸达到电离平衡后，电离出氢离子浓度为xmol/L，则电离出的c(CH3COO－)＝xmol/L，剩余的c(CH3COOH)＝(0.01－x)mol·L－1；根据醋酸的电离常数Ka＝eq\f(c（H＋）×c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)＝eq\f(x2,（0.01－x）)＝1.75×10－5，计算出x＝4.2×10－4mol·L－1。问题41×10－50.1mol·L－1CH3COOH溶液的电离度约为1%，则c(H＋)＝0.1mol·L－1×1%＝0.001mol·L－1，c(CH3COO－)≈c(H＋)＝0.001mol·L－1，c(CH3COOH)≈0.1mol·L－1，Ka＝eq\f(c（CH3COO－）·c（H＋）,c（CH3COOH）)≈eq\f(0.001×0.001,0.1)＝1×10－5。对点训练1.C[依据电离常数可知酸性大小为：H2CO3＞HClO＞HCOeq\o\al(－,3)，依据强酸制备弱酸规律结合化学平衡移动原理判断解答。氯水中有Cl2＋H2OHCl＋HClO，HCl可以和COeq\o\al(2－,3)反应，使得平衡不断向右移动，最终生成HClO、CO2、Cl－，离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋2Cl2＋H2O=2Cl－＋2HClO＋CO2↑，A正确；氯水中有Cl2＋H2OHCl＋HClO，HCl可以和HCOeq\o\al(－,3)反应，使得平衡不断向右移动，最终生成HClO、CO2、Cl－，离子方程式为HCOeq\o\al(－,3)＋Cl2=Cl－＋HClO＋CO2↑，B正确；根据表格数据可知，酸性：H2CO3＞HClO＞HCOeq\o\al(－,3)，则向NaClO溶液中通入CO2，应得到的是NaHCO3，而不是Na2CO3，化学方程式为CO2＋NaClO＋H2O=NaHCO3＋HClO，C错误；D正确。]2.D[HF为弱酸，存在电离平衡：HFH＋＋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10－7mol·L－1，所以eq\f(c（HF－）,c（H＋）)减小，C错误；eq\f(c（H＋）,c（HF）)＝eq\f(n（H＋）,n（HF）)，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eq\f(c（H＋）,c（HF）)增大，D正确。]3.B[溶液中盐酸完全电离，使体系中c(H＋)＝0.1mol/L，这样的环境中，H2S电离出的氢离子可以忽略不计，则：由H2