3.1电离平衡(共43张PPT).pptx

(共43张PPT)
第一节　电离平衡
第三章　水溶液中的离子反应与平衡
为什么叫“电解质水”？
配料：
水、赤藓糖醇、维生素E、维生素B6、食用盐、氯化钾、葡糖糖酸锌、柠檬酸、柠檬酸钠、三氯蔗糖、食用香精
回顾：什么是电解质？
旧知回顾
1.什么叫电解质？
2.什么叫非电解质？
3.电解质和非电解质的研究对象是什么？
在水溶液中或熔融状态时能够导电的化合物
包括酸、 碱、 盐、、活泼金属氧化物、少数有机物、水
在水溶液中和熔融状态都不能导电的化合物
包括大多数有机物、NH3、大部分非金属氧化物。
如：NO2、SO3、CO2
化合物，溶于水或融熔状态是导电的条件。
【练1】现有下列物质：
①石墨 ②BaSO4 ③稀盐酸 ④CO2 ⑤CaO ⑥NaCl ⑦硫酸 ⑧熔融KCl ⑨酒精 ⑩ 醋酸 NaCl溶液
以上指定物质中，属于电解质的是_____________
属于非电解质的是____________
能导电的是____________
②⑤⑥⑦⑧⑩
④⑨
①③⑧
（1）电解质、非电解质都必须是化合物；
（2）电解质包括离子化合物和共价化合物。离子化合物是水溶液中和熔融状态下均能导电，如强碱和盐；共价化合物是只有在水溶液中能导电，如HCl
（3）电解质一定是自身能电离产生离子； 在水溶液里能导电的化合物，不一定是电解质；（如：CO2、SO2、SO3、NH3属于非电解质）
（4）电解质与其溶解性无关；（如： BaSO4、AgCl 等是电解质）
（5）电解质导电需要条件：水溶液或熔融状态下。（如：电解质不一定导电，导电的物质不一定是电解质。）
注意
【练2】下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是( )
A.CH3CH2COOH B.Cl2
C.NH4HCO3 D.SO2
D
醋酸的腐蚀性比盐酸小，比较安全，为什么不用醋酸代替盐酸呢？
盐酸和醋酸是生活中经常用到的酸。盐酸常用于卫生洁具的清洁,比如某些洁厕灵有效成分是盐酸。
情境导入
1.【实验探究】
对等体积、浓度均为0.1 mol/L的盐酸和醋酸溶液试验其导电能力，并将其分别跟等量镁条的反应，测其pH值。观察比较并记录实验现象。
强电解质和弱电解质
一
酸 1.0 mol·L－1盐酸 1.0 mol·L－1醋酸
pH 较______ 较________
导电能力 较____ 较____
与镁 反应 现象 产生无色气泡较____ 产生无色气泡较____
结论 盐酸反应快，表明盐酸中c(H＋)较____，说明盐酸的电离程度______醋酸的电离程度 小（pH=1）
大（pH≈3）
强
快
大
大于
弱
慢
盐酸与醋酸在水中的电离示意图
观察两种溶液中溶质微粒有多少种？
说明: HCl分子在水中完全电离，醋酸分子在水中部分电离
盐酸中存在H+、Cl-
无HCl分子
醋酸溶液中存在H+、CH3COO-和CH3COOH分子
2．强、弱电解质的比较
类别 强电解质 弱电解质
概念 在水溶液中能_______电离 在水溶液中只能_______电离
电解质在溶液中存在形式 只有 ； 既有阴、阳离子，又有电解质
；
化合物类型 离子化合物、部分共价化合物 共价化合物
实例
完全
部分
阴、阳离子
分子
①强酸，如HCl、H2SO4
②强碱，如KOH、Ba(OH)2
③大部分盐（包括难溶性盐），如NaCl、BaSO4
④活泼金属氧化物Na2O
①弱酸，如CH3COOH、HClO
②弱碱，如NH3·H2O、Mg(OH)2
③水
④极少数盐，如(CH3COO)2Pb、HgCl2
【练3】下列物质能导电的是 ，属于强电解质的是______，属于弱电解质的是____，属于非电解质的是____。
①铜丝 ②NaCl ③石墨 ④冰醋酸 ⑤HCl的水溶液
⑥蔗糖 ⑦SO2 ⑧NaHCO3 ⑨BaSO4 ⑩氨水
【练4】BaSO4 是强电解质，CH3COOH是弱电解质，那么BaSO4 溶液的导电性一定比CH3COOH溶液的导电性强吗？请说出你判断的理由。
①③ ⑤⑩
②⑧⑨
④
⑥⑦
答：不正确。BaSO4虽是强电解质，但是属于难溶性盐，其溶液中离子浓度很小，导电性差。
电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然联系。溶液的导电能力取决于溶液中自由移动的离子的溶度以及离子所带的电荷数。
2、电解质电离方程式的书写
（1）强电解质完全电离，用“ ”
①强酸：HCl
②强碱：Ba(OH)2＝
③正盐：Na2CO3 ＝
④强酸的酸式盐：NaHSO4
⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3
=
＝ H+ + Cl-
Ba2+ + 2OH-
2Na+ +
＝ Na+ + H+ +
＝ Na+ + H
熔融：
水溶液：
第一步完全电离
第二步部分电离
（2）弱电解质部分电离，用“ ”
①一元弱酸：CH3COOH
②一元弱碱：NH3·H2O
③H2O：H2O
④多元弱酸：多元弱酸溶液的酸性主要由第一步电离决定
H2CO3 H+ + （较易）← 主
H+ + （较难）← 次
⑤多元弱碱：Fe(OH)3
⑥两性氢氧化物：双向电离
CH3COO- + H+
+ OH-
H+ + OH-
多元弱酸：
部分电离
分步书写
Fe3+ + 3OH-
多元弱碱
部分电离
一步到位
【练5】写出下列物质的电离方程式
（1） HClO
（2） KHSO3
（3） CaCO3
（4） Cu(OH)2
（5）H2S
课堂小结
【思考】在一定的条件下，往一杯水中加进一定量的冰醋酸会发生如何的变化？
1)开始时，V电离 和 V结合怎样变化？
2)当V电离 = V结合时，可逆过程达到一种什么样的状态？画出V～t图。
CH3COOH CH3COO - + H+
电离
结合
弱电解质的电离平衡
二
c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) v(电离) v(结合)
醋酸初溶于水时
接着
最后
0(最小)
0(最小)
最大
增大
最大
0(最小)
增大
减小
减小
增大
不变
不变
不变
不变
不变
反应速率
V(电离)
V(结合)
V(电离) = V(结合) 电离平衡状态
弱电解质电离平衡状态建立示意图
时间
电离平衡也是一种化学平衡
1. 含义
一定条件（如温度、浓度）下，当弱电解质分子电离成离子的速率与离子重新结合成弱电解质分子的速率 时，溶液中各分子和离子的浓度保持 的状态，电离过程就达到了平衡状态，如下图所示。
相等
弱电解质的电离平衡
二
2.平衡的建立（v-t图）
不变
3.电离平衡的特征
逆：
弱电解质的电离是可逆过程
等：
v(电离) = v(结合) ≠0
动：
电离平衡是一种动态平衡
定：
溶液中各分子、离子的浓度不变。
变：
条件改变时，电离平衡发生移动
（平衡移动规律—勒夏特列原理）
4.电离平衡的特点
①电离过程是 。
②弱电解质的电离属于 ，分子、离子共存
③弱电解质在溶液中的电离都是 。
如0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中，c(H＋)在1×10-3 mol·L-1左右。
④电离方向是微粒数 的过程.
吸热的
可逆过程
微弱的
增多
1、温度
2、浓度
由于电离是吸热的，因此温度越高，电离度越大。
溶液越稀，离子相遇结合成分子越困难，因此更有利于电离。
3、同离子效应
加入含有弱电解质离子的强电解质，电离平衡向逆反应方向移动
4、离子反应
加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质，电离平衡向正反应方向移动
5.影响电离平衡的因素
内因：电解质本身的性质，越强越电离。
----越热越电离
----越稀越电离
----抑制电离
----促进电离
因素 平衡移动方向 电离程度 c(H+) c(CH3COO-) 导电能力
加浓盐酸
加冰醋酸
加NaOH
加CH3COONa
加水稀释
升温
加NaCl固体
右移
右移
右移
右移
不移
左移
左移
减小
不变
增大
减小
减小
增大
增大
减小
增大
增大
增大
减小
不变
减小
减小
增大
增大
不变
增大
减小
增大
增强
增强
增强
减弱
增强
增强
增强
以醋酸的电离平衡为例：
H>0
【练1】在0.1mol/L的NH3·H20溶液中存在如下电离平衡：
NH3·H2O 　 NH4＋＋OH－。下列叙述正确的是 ( )
A. 加入少量浓盐酸，平衡逆向移动
B. 加入少量NaOH 固体，平衡正向移动
C. 加入少量0.1mol/L NH4Cl溶液，溶液中c(OH-)减小
D. 加入少量MgSO4固体，溶液pH增大
C
【练2】在相同温度时，100mL 0.01mol/L的醋酸溶液与10mL 0.1mol/L的醋酸溶液相比，下列数值前者大于后者的是（ ）
A. 中何时所需NaOH的量
B. H+物质的量浓度
C. H+物质的量
D. CH3COOH的物质的量
C
【思考】怎样定量比较弱电解质的相对强弱？电离程度相对大小怎么比较？
在一定条件下，当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，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的浓度之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K表示。
电离平衡常数
三
Ka表示弱酸的电离平衡常数
Kb表示弱碱的电离平衡常数
例如，醋酸的电离常数可表示为：
1．含义：
2.表达式
c(A -）、 c(B十）、 c(HA）和c(BOH） 均为达到电离平衡后各粒子在溶液中的浓度值
(1)一元弱酸HA的电离常数：根据HA H＋＋A－，
可表示为
(2)一元弱碱BOH的电离常数：根据BOH B＋＋OH－，
可表示为
Ka=
c ( H+) .c( A-)
c(HA)
Kb=
c ( B+).c( OH- )
c(BOH)
(3)多元弱酸、弱碱的电离平衡常数
多元弱酸的电离是分步进行的，每步各有电离平衡常数，通常用Ka1、Ka2等来分别表示。例如，
H2CO3 H＋＋HCO3－
HCO3－ H＋＋CO32－
c(HCO3-)
c(H+)
c(H2CO3)
c(H+)
c(HCO3-)
c(CO32-)
Ka1＝
Ka2＝
由于多元弱碱为难溶碱，所以一般不用电离平衡常数，而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
电离常数的大小：Ka1 Ka2；多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。
第一步电离产生的H+抑制了第二步电离
电离平衡常数表示弱电解质的电离能力。相同条件下，K值越大，弱电解质的电离程度越 ，酸性（或碱性）越 。
大
强
CH3COOH H2CO3 H2S
K=1.8×10-5 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 K1=9.1×10-8
K2=1.1×10-12
酸性：CH3COOH＞H2CO3＞H2S＞＞HS
3、电离平衡常数的意义
4、影响弱电解质电离常数的因素：
（1）内因：弱电解质的本性。
电解质越弱，Ka（或Kb）越小,越难电离，酸 (碱)的酸(碱)性越弱。
（2）外因：只与温度有关
T越大， Ka（Kb）越大。
CH3COOH 25℃ 0℃
电离平衡常数 Ka=1.75×10-5 Ka=1.65×10-5
25℃ CH3COOH HCN
电离平衡常数 Ka=1.75×10-5 Ka=4.9×10-10
【练1】下列关于电离常数(K)的说法中正确的是 (　　)
A．电离常数(K)越小，表示弱电解质的电离能力越弱
B．电离常数(K)与温度无关
C．不同浓度的同一弱电解质，其电离常数(K)不同
D．多元弱酸各步电离常数相互关系为K1A
起始浓度/(mol·L 1)
变化浓度/(mol·L 1)
平衡浓度/(mol·L 1)
0.2
0
0
1.7×10 3
c(NH3·H2O)＝(0.2 1.7×10 3) mol·L 1 ≈ 0.2 mol·L 1
1.7×10 3
1.7×10 3
0.2 1.7×10 3
1.7×10 3
1.7×10 3
＝
(1.7×10 3)·(1.7×10 3)
0.2
≈
1.4×10 5
c(NH3·H2O)
Kb＝
c(NH4+ )·c(OH )
【例】在某温度时，溶质的物质的量浓度为 0.2 mol·L 1的氨水中，达到电离平衡时，已电离的NH3·H2O为1.7×10 3 mol·L 1，试计算该温度下NH3·H2O的电离常数（Kb）和电离度（ α ） 。
NH3·H2O NH4+ + OH
近似处理！
解：
5.有关电离常数的计算---三段式法
【练2】已知25℃时，测得浓度为0.1mol/L的碱BOH的溶液中，c（OH-）=1×10-3mol/L。
(1)写出BOH的电离方程式: 。
(2)BOH的电离平衡常数Kb= 。
(3)若t℃时，BOH的平衡常数为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，则溶液中c（B+）= mol/L。
1×10-5
<
1×10-4
6.电离平衡常数的应用：
①判断弱酸（弱碱）相对强弱，电离常数越大，酸性（碱性）越强
如常见弱酸的电离平衡常数（25℃）
H2SO3 H3PO4 HF CH3COOH
1.54×10-2 7.6×10-3 3.53×10-4 1.76×10-5
H2CO3 H2S HClO
4.3×10-7 9.1×10-8 2.9×10-8
酸性: H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO
②判断复分解反应是否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律
【练3】25℃时，几种弱酸的电离平衡常数为：
CH3COOH：Ka =1.8×10-5
H2CO3 ： Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
HClO : Ka=4.0×10-8
（1）CH3COOH、H2CO3、HCO3-、HClO的酸性由强到弱的顺序为：
。
（2）CH3COO-、HCO3-、CO32-、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为：
。
（3）写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式：
。
③判断溶液中粒子浓度比值的变化
④计算弱酸或弱碱溶液中电离出离子的浓度
【练4】写出在一定温度下，加水逐渐稀释1mol/L氨水的过程中，随着水量的增加，溶液中下列含量如何变化。
（1）n(OH-)：
（2）
（3）:
【课堂小结】
酸碱性
强弱
电离平衡
常数
学法指导：先列表达式
1. 已知离子浓度计算电离平衡常数
2. 已知电离平衡常数计算离子浓度
3. 已知电离平衡常数计算未知平衡常数
温度
计算
外因
意义
考点
1.判断正误：
（1）电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小，离子浓度一定增大（ ）
（2）25℃时，0.1mol/L CH3COOH溶液加水稀释，各离子的浓度均减少（ ）
（3）电离平衡向右移动，弱电解质的电离程度一定增大（ ）
（4）BaSO4溶于水，导电性很弱，故为弱电解质（ ）
×
×
×
×
2.下列关于强、弱电解质的叙述，正确的是（　　）
A．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物
B．强电解质都可溶，弱电解质都难溶
C．强电解质溶液中无溶质分子，弱电解质溶液中有溶质溶质分子
D．强电解质溶液导电能力强，弱电解质溶液导电能力弱
3.某浓度的氨水中存在下列平衡：NH3 H2O NH4++OH-，如想增大NH4+的浓度，但不增大OH-的浓度，应采取的措施是（　　）
A .适当升高温度 B .加入NH4Cl固体
C .通入NH3 D. 加入少量浓氨水
C
B
4.相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是（ ）
A.三种酸的强弱关系：HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-=HY+Z-能够发生
C.同体积、同浓度的三种酸中和碱的能力不同
D.相同温度下，1mol/L HX溶液的电离常数大于0.1mol/L HX溶液的电离常数
酸 HX HY HZ
电离常数Ka 9×10-7 9×10-6 9×10-2
B
5.下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数：
则下列说法中不正确的是（ ）
A. 碳酸的酸性强于氢硫酸
B. 多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定
C. 常温下，加水稀释醋酸， 减小
D. 向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，电离平衡常数不变
C
6. 25℃时，50mL 0.10mol/L的醋酸中存在下述平衡
CH3COOH CH3COO-+H+．若分别作如下改变，对上述平衡有何影响？
（1）加入少量纯醋酸，平衡将 移，溶液中c(H+)将 。
（2）加入一定量蒸馏水，平衡将 移，溶液中c(H+)将 。
（3）加入少量0.10mol/L盐酸，平衡将 移 ，溶液中c(H+)将 。
（4）加入20mL 0.10mol/L的NaCl溶液，平衡将 移动，溶液中c(H+)将 。
右
增大
右
减小
左
增大
右
减小
7.一定温度下，冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力如图所示。请完成下列问题：
(1)“O”点为什么不导电__________________________。
(2)a、b、c三点c(H+)由大到小的顺序为_______。
(3)a、b、c三点中醋酸的电离程度最大的点是___。
(4)若使b点溶液中c(CH3COO-)提高、c(H+)减小，可以采用的方法是_______。
①加入H2O
②加入NaOH固体
③加入浓硫酸
④加入Na2CO3固体
无水不电离，无自由移动的离子
b>a>c
c
②④