3.1.2电离平衡常数 课件（共28张ppt）化学人教版（2019）选择性必修1

(共28张PPT)
请你解释！
通过上节课的学习解释下列原因
盐酸主要用于卫生清洁，如洁厕剂的主要成分是盐酸(HCl)，为什么不用醋酸(CH3COOH)？
为什么除水垢用醋酸(CH3COOH)、而不用盐酸(HCl)？
去污原理
CaCO3+2H+ CO2↑+H2O+Ca2+
CaCO3 +2CH3COOH→(CH3COO)2Ca +CO2↑+H2O
相同浓度盐酸比醋酸能够提供更大的c(H+)，可以增大去污反应的速率
实际产品兼顾安全性与去除效果，确定产品有效成分及浓度
第一节
电离平衡
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
赵健
第2课时 弱电解质的电离平衡 电离平衡常数
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01
强电解质和弱电解质的比较
赵健
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盐酸、醋酸的对比
思考与讨论：
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2 mL2mol/L盐酸、2 mL2 mol/L醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。
请回答下列问题：
（1）两个反应的反应速率及其变化有什么特点？
（2）反应结束时，两个锥形瓶内气体的压强基本相等，由此你能得出什么结论？
课本P59页
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盐酸、醋酸的对比
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盐酸、醋酸的对比
Mg条与盐酸、醋酸反应的化学方程式分别为
反应本质为Mg失去电子，H+得到电子生成H2
c(H+)为影响反应速率的主要因素
问题分析
Mg ＋2HCl
MgCl2＋H2↑
Mg ＋ 2CH3COOH
(CH3COO)2Mg ＋ H2↑
2 mol/L 的盐酸和醋酸，初始阶段的c(H+)
2 mol/L
HCl H+ + Cl
CH3COOH CH3COO + H+
小于 2 mol/L
2 mol/L
2 mol/L
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盐酸、醋酸的对比
与Mg条反应，初始阶段的反应速率
盐酸 ＞ 醋酸
随着反应的进行
HCl H+ + Cl
CH3COOH CH3COO + H+
+
+
Mg
Mg
c(H+)下降更为明显
c(H+)下降，电离平衡正向移动
c(H+)下降幅度不如盐酸中明显
与Mg条化学反应速率的变化，盐酸的减小非常明显，醋酸的相对变化幅度小
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盐酸、醋酸的对比
2 mL 2 mol/L 的盐酸和2 mL 2 mol/L醋酸可电离的n(H+)
Mg ＋2HCl
MgCl2＋H2↑
Mg ＋ 2CH3COOH
(CH3COO)2Mg ＋ H2↑
2 mL 2 mol/L
2 mL 2 mol/L
0.004 mol
0.004 mol
0.002 mol
0.002 mol
相同条件下，两锥形瓶压强基本相等
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盐酸、醋酸的对比
盐酸导电能力的变化
冰醋酸和盐酸加水稀释过程离子浓度变化
醋酸导电能力的变化
冰醋酸稀释
开始加水时，电离平衡向右移动，离子数目增多，离子浓度增大，导电能力增强；离子浓度增大到最大后再加水稀释电离平衡向右移动，离子数目增多，电离程度增大，但离子浓度减小，导电能力减弱。
离子浓度减小，导电能力减弱
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盐酸、醋酸的对比
讨论完成表格
1mol/L HCl A 1mol/LCH3COOH B
C(H+) 与Zn反应快慢 与足量Zn产生H2量 中和能力 同倍数稀释C(H+) 与等量不足的金属反应所需时间 A>B
A>B
A=B
A=B
为原来的1/n
大于原来的1/n
A﹤B
等体积,等浓度的盐酸和醋酸
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盐酸、醋酸的对比
讨论完成表格
溶液的浓度
开始时反应速率
反应过程中平均反应速率
生成等量氢气所需的时间
反应过程中速率下降快慢
生成等量的氢气消耗Zn
与足量的Zn反应产生H2量
AA=B
AA>B
A>B
A=B
A体积、PH（C(H+)）相同的盐酸（A）与醋酸（B）分别与锌反应
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盐酸、醋酸的对比
pH
时间/s
0
50
100
150
1
2
3
4
盐酸和醋酸稀释过程中溶液的pH随时间的变化示意图
同时将0.1mol/L盐酸和醋酸中溶质的浓度稀释到原浓度的1/10，稀释过程中溶液的pH随时间的变化
a
b
【思考与讨论】
1、哪条曲线代表盐酸（或醋酸）稀释过程中溶液的pH变化？你的理由是什么？
2、分别将0.1mol/L盐酸和醋酸中溶质的浓度稀释到原浓度的1/10，二者的pH各变化了多少？为什么？
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盐酸、醋酸的对比
同时将0.1mol/L盐酸和醋酸中溶质的浓度稀释到原浓度的1/10，酸的浓度和氢离子浓度分别为多少？
0.1 mol/L
0.1 mol/L
HCl H+ + Cl
CH3COOH CH3COO + H+
0.01 mol/L
稀释到原浓度的1/10
0.01 mol/L
0.01 mol/L
？
0.1 mol/L
？
HCl完全电离
酸的浓度与氢离子浓度相等
CH3COOH部分电离
酸的浓度与氢离子浓度不相等
如何定量表示弱电解质电离程度的大小
赵健
02
电离平衡常数
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请你联想！
根据化学平衡常数表达式类推电离平衡常数表达式
写出醋酸的电离方程式，并写出该电离方程式的平衡常数表达式
CH3COOH CH3COO + H+
弱酸的电离常数 Ka
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各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数。
弱酸、弱碱的电离常数通常分别用Ka、 Kb表示
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电离平衡常数
表示方法
AB A++B－
K=
c(B－）
·c(A+)
c(AB)
CH3COOH CH3COO- + H+
NH3·H2O NH4++ OH-
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练习
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电离平衡常数
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）。
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
NH3·H2O NH4++ OH-
1.7×10 3
1.7×10 3
1.7×10 3
0.2 1.7×10 3
1.7×10 3
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
c(NH3·H2O)
Kb＝
c(NH4+ )·c(OH )
≈
1.4×10 5
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练习
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电离平衡常数
1，0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中,存在电离平衡
CH3COOH CH3COO-。经测定溶液中c(CH3COO-)为1.4×10-3 mol·L-1,此温度下醋酸的电离常数Ka=　　　　　　　。
1.96×10-5
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电离平衡常数
多元弱酸、多元弱碱的电离常数
多元弱酸的电离分步进行，各步的电离常数通常分别用Ka1、Ka2、Ka3等
Ka1＝
c(H+)×c(HCO3-)
c(H2CO3)
H2CO3 H+＋HCO3-
HCO3- H+＋CO32-
Ka2＝
c(H+)×c(CO32-)
c(HCO3-)
=4.5×10-7
=4.7×10-11
一般多元弱酸各步电离常数的大小为Ka1》Ka2 》Ka3等，因此，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。
多元弱碱的情况与多元弱酸类似
以上数值是25 ℃时测定，不同温度电离常数是否相同？
03
电离平衡常数的影响因素
赵健
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请你类推！
根据化学平衡常数的影响因素类推电离平衡常数的影响因素
类比化学平衡常数，对于给定的化学反应，化学平衡常数大小通常与温度相关
电离平衡常数的影响因素
外因---温度
pH计测定不同温度下0.05 mol/L 醋酸的pH
温度 20 ℃ 24 ℃
pH 3.05 3.03
升高温度电离平衡正向移动
随着温度的升高而增大
CH3COOH CH3COO- + H+
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电离平衡常数的影响因素
内因(决定因素)
弱电解质本身的性质
25 ℃时CH3COOH、HCN的电离常数
CH3COOH HCN
Ka 1.75×10 5 6.2×10 10
CH3COOH ＞ HCN
酸性
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电离平衡常数的影响因素
内因(决定因素)
课本P121页
一定温度下，弱电解质的K值越大，电离程度越大，酸性（或碱性）越强。
04
电离平衡常数的应用
赵健
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电离平衡常数的应用
相同温度下，直接比较弱电解质的相对强弱
实验：
如图所示，向盛有2 mL 1 mol/L醋酸的试管中滴加1 mol/L Na2CO3溶液。观察现象。你能否由此推测CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1的大小？
课本P59页
实验操作 向盛有2 mL 1mol/L 醋酸的试管中滴加1 mol/L Na2CO3溶液
实验现象
原理
结论
反应生成了CO2，化学方程式为
2CH3COOH + Na2CO3=2CH3COONa + H2O +CO2↑
CH3COOH的酸性比H2CO3的强，Ka(CH3COOH)>Kal(H2CO3)
有气泡产生
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电离平衡的影响因素
练习
B
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电离平衡的相关计算
电离程度
C(已电离）
C(初始）
α % =
×100 %
C(已电离）
C(初始）
α % =
×100 %
=
C初/mol·L－1 m 0 0
C/mol·L－1 x x x
C平/mol·L－1 m－x x x
m
×100 %
x
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电离平衡的相关计算
利用电离平衡常数计算
已知25 ℃，NH3·H2O的Kb=1.8×10–5。若氨水的浓度为 2.0 mol·L–1。求溶液中的氢氧根离子浓度c(OH–)。
6.0×10–3
=
2 - x
x x
C初/mol·L－1 2.0 0 0
C/mol·L－1 x x x
C平/mol·L－1 2－x x x
NH3·H2O NH4+ + OH-
=
1.8×10–5