第3章第1节-电离平衡(第2课时-电离平衡常数)(学生版)

《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修1）》第三章水溶液中离子反应与平衡第一节电离平衡第2课时电离平衡常数一、电离平衡常数1．概念：在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，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(酸用Ka，碱用Kb)。2．电离平衡常数的表示方法弱电解质电离平衡平衡常数表达式一元弱酸CH3COOHCH3COO－＋H＋一元弱碱NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－多元弱酸H2CO3H2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)〔特别提醒〕多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况相类似，但多元弱碱的电离可写成一步。【数据导引】部分弱电解质的电离平衡常数（25℃）弱电解质CH3COOHHCNH2CO3NH3•H2O电离平衡常数1.75×10-56.2×10-10Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11Kb=1.8×10-53．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所决定。（2）外因：对于同一弱电解质，电离平衡常数只与______有关，由于电离为______过程。4．意义：表示弱电解质的电离能力。（1）同一温度下，电离常数越大，弱电解质越易电离，反之亦然。（2）比较电离常数的大小可以判断弱电解质的相对强弱。如25℃时，上表中，Ka(CH3COOH)>Ka(HCN)，则HCN的酸性比CH3COOH更（“弱”或“强”）。

（3）多元弱酸的第一步的电离常数远大于第二步的，即Ka1≫Ka2，则计算多元弱酸中的c(H＋)或比较多元弱酸的酸性相对强弱时，通常只考虑第一步电离。

多元弱碱的情况与多元弱酸类似。【深度思考】多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离的主要原因是__________________________________________________________________________________。【实验3—2】推测CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1的大小比较实验操作实验现象化学方程式实验结论CH3COOH酸性（“大于”或“小于”）碳酸Ka大小比较Ka(CH3COOH)Ka1(H2CO3)【思考与讨论】镁条与等浓度、等体积盐酸、醋酸的反应向两个锥形瓶中各加入0.05g镁条，盖紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL2mol·L－1盐酸、2mL2mol·L－1醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况。宏观辨识微观探析反应初期盐酸的反应速率比醋酸。盐酸是强酸，电离，醋酸是弱酸，电离，同浓度的盐酸和醋酸，盐酸中的c(H＋)，因而反应速率。反应过程中盐酸的反应速率始终比醋酸大，盐酸的反应速率减小明显，醋酸的反应速率减小不明显.醋酸中存在电离平衡，随反应的进行，电离平衡移动，消耗的氢离子能及时电离补充，所以一段时间速率变化不明显。最终（1）二者产生的氢气的量基本相等；（2）速率几乎都变为零（1）镁条稍微过量，两种酸的物质的量相同，随醋酸电离，平衡正向移动，醋酸几乎消耗完全，最终二者与镁条反应的氢离子的物质的量几乎相同，因而产生的H2的量几乎相同。（2）两种酸都几乎消耗完全，反应停止，因而反应速率几乎都变为0。【方法总结】电离平衡常数的应用（1）根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱。（2）根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。（3）根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。（4）判断复分解反应能否发生。【理解应用】相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是()酸HXHYHZ电离常数K/(mol·L－1)9×10－79×10－61×10－2A．三种酸的强弱关系：HX＞HY＞HZB．反应HZ＋Y－=HY＋Z－不能够发生C．V升HY溶液，加入水使溶液体积为2V，则Q=eq\f(1,2)K(HY)，平衡正向移动，促进HY电离D．0.1mol·L－1HX溶液加水稀释，eq\f(cX－,cHX)值变小【计算模型】电离常数的计算——三段式法例：25℃amol·L－1的CH3COOHCH3COOHCH3COO－＋H＋起始浓度/mol·L－1a00变化浓度/mol·L－1xxx平衡浓度/mol·L－1a－xxx则Ka＝eq\f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)＝eq\f(x2,a－x)≈eq\f(x2,a)〔深度思考〕在Ka＝eq\f(x2,a)的运算过程中，运用了两个近似计算，请分析是哪两个及采用近似计算的原因。【典例分析】1．弱电解质的电离度用α表示，则α＝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%＝eq\f(已电离的弱电解质浓度,弱电解质的初始浓度)×100%。电离度实质上表示的是弱电解质达到电离平衡时的转化率，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________。2．25℃时，0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中，c(H＋)＝1.0×10-3mol·L-1(忽略水的电离)。（1）该温度下CH3COOH的电离度______。（2）CH3COOH的电离平衡常数________。【预习检验】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)（1）电离常数只受温度影响，与浓度无关()（2）改变条件，电离平衡向正向移动，电离平衡常数一定增大()（3）改变条件，电离平衡常数增大，电离平衡一定向正向移动()（4）当弱电解质的浓度增大时，电离度增大()（5）Ka大的酸溶液中c(H＋)一定比Ka小的酸溶液中的c(H＋)大()（6）H2CO3的电离常数表达式：K＝eq\f(cH＋·cCO\o\al(2－,3),cH2CO3)()（7）相同温度下，0.01mol·L－1的醋酸溶液与0.1mol·L－1的醋酸溶液CH3COOH的Ka一定相同()（8）浓度为cmol·L－1的一元弱酸(HA：Ka)溶液中，c(H＋)＝eq\r(Ka·c)()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)在水中的电离程度和浓度关系的是()3．已知：25℃时NH3·H2O的Kb＝2.0×10－5。（1）求0.10mol·L－1的NH3·H2O溶液中c(OH－)＝________mol·L－1。（2）若向0.10mol·L－1的NH3·H2O中加入固体NH4Cl，使c(NHeq\o\al(＋,4))达到0.20mol·L－1，则c(OH－)＝________mol·L－1。4．2.0×10－3mol·L－1的氢氟酸中，调节溶液pH(忽略调节时体积变化)，测得平衡体系中c(F－)、c(HF)与溶液pH的关系如下图。则25℃时，HF电离平衡常数为：Ka(HF)＝。5．常温下0.1mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。（1）eq\f(c(CH3COO－),c(CH3COOH))______。（2）eq\f(c(CH3COO－)·c(H＋),c(CH3COOH))______。（3）eq\f(c(CH3COOH),c(H＋))_______。（4）eq\f(c(CH3COO－),c(H＋))________。6．25℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.7×10－5K1＝4.3×10－7K2＝5.6×10－113.0×10－8请回答下列问题：（1）CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为_____________