3.1.3 电离平衡常数课件(共21张PPT)2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

(共21张PPT)
第2讲 电离平衡常数
新人教版 化学 选择性必修一
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
复习导入
K=
mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
化学平衡常数（K值）越大，反应进行的程度________.
问题：怎样定量的比较弱电解质的电离程度相对大小呢？
越大
参照化学平衡常数，思考交流
(1)你认为什么是电离平衡常数？
(2)电离平衡常数表示什么意义？
(3)在一定的温度下，电离平衡常数越大，说明弱电解质的电离程度越 ，弱酸的酸性越 (或弱碱的碱性越 )
(4)影响电离平衡常数的因素是什么？
强
强
大
温度……
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。
【写一写】
K＝
c(CH3COO )·c(H+)
c(CH3COOH)
这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数。
CH3COOH H+ + CH3COO
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。
各种离子浓度的乘积
未电离分子的浓度
（1）对于一元弱酸 HA H++A-，平衡时
Ka=
c ( H+) .c( A-)
c(HA)
（2）对于一元弱碱 MOH M++OH-，平衡时
Kb=
c ( M+).c( OH- )
c(MOH)
2.表达式：
你能写出醋酸溶液、氨水溶液中的电离平衡常数的表达式吗
Ka＝__________________
Kb＝________________
多元弱酸的电离是分步进行的，每步各有电离常数，通常用K1、K2、K3等来分别表示。例如H3PO4的电离：
（3）多元弱酸的分步电离
(主要)
(弱)
(极弱)
K1
=7.1×10-3
=6.3×10-8
=4.2×10-13
K2
K3
当Ka1 >>Ka2 时，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
多元弱酸的酸性主要由第一步决定
酸性： CH3COOH＞H2CO3
Ka(醋酸)＞Ka1(碳酸)
电离平衡常数：Ka(醋酸)＝1.75×10－5
Ka1(碳酸)＝4.5×10－7
Ka(醋酸)＞Ka1(碳酸)
25℃时
【实验结论】
查阅课本P125
在相同条件下，弱酸的电离常数越大，酸性越强。
电离平衡常数的意义
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下，电离常数越大，弱电解质的电离程度越 ，酸(或碱)性越 。
4.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 ，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，所以电离平衡常数随 而增大。
大
强
不同
本身的性质
温度
吸热
温度升高
5、电离常数的计算
【例】在某温度时，溶质的物质的量浓度为0.2mol·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）。
【解】NH3·H2O的电离方程式及有关粒子的浓度如下：
NH3·H2O NH4＋ ＋ OH－
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
1.7×10－3
1.7×10－3
1.7×10－3
1.7×10－3
0.2－1.7×10－3
c(NH3·H2O)＝(0.2－1.7×10－3)mol·L－1≈0.2mol·L－1
Kb＝
c(NH4＋)·c(OH－)
c(NH3·H2O)
＝
(1.7×10－3)·(1.7×10－3)
0.2
≈1.4×10－5
【答】该温度下NH3·H2O的电离常数约为1.4×10－5。
1．利用“三段式”求Ka或Kb
例：25 ℃ a mol·L－1的CH3COOH
CH3COOH CH3COO－＋H＋
起始浓度/mol·L－1 a 0 0
变化浓度/mol·L－1 x x x
平衡浓度/mol·L－1 a－x x x
注意　由于弱电解质的电离程度比较小，平衡时弱电解质的浓度(a－x) mol·L－1一般近似为a mol·L－1。
1．利用“三段式”求Ka或Kb
【例】已知25℃下，醋酸溶液中存在下述关系：c(H+)·c(CH3COO)/c(CH3COOH)=1.75×10－5其中的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数。试回答下述问题：
（1）当向该溶液中加入一定量的盐酸时，上式中的数值 （填增大、减小、不变），理由是 。
温度不变，弱电解质的电离平衡常数不变
不变
（2）若醋酸的起始浓度为0.010mol/L，平衡时氢离子浓度c(H＋)
是 （提示：醋酸的电离常数很小，平衡时的c(CH3COOH)可近似视为仍等于0.010mol/L。）
4.18×10－4mol/L
【解析】（2）设电离平衡时H＋物质的量浓度为x
因醋酸的电离程度很小，故0.010-x≈0.010
0.010
0
0
0.010-x
x
x
即 x2/0.010=1.75×10－5
x=4.18×10-4mol/L
K＝
=1.75×10－5
x2
0.010-x
＝
CH3COOH CH3COO－＋H＋
c(始)
c(平)
c(H＋) ·c(CH3COO－)
c(CH3COOH)
c(转)
x
x
x
1、比较弱电解质酸性(或碱性)强弱
弱酸 电离常数
CH3COOH
H2CO3
H2C2O4
H3PO4
1.75×10-5
K1=4.5×10-7
K2=4.7×10-11
K1=5.0×10-2
K2=5.4×10-5
K1=7.1×10-3
K2=6.3×10-8
K3=4.2×10-13
→几种弱酸的电离平衡常数(25℃)
草酸>磷酸>醋酸>碳酸
比较上表中四种酸的酸性强弱：
查阅课本P125
二、电离常数的应用
一定温度下，电离常数越大，弱电解质的电离程度越 大 ，酸(或碱)性越 强 。
二、电离常数的应用
课堂练习
已知某温度下，Ka(HCN)＝6.2×10－10、Ka(HF)＝6.8×10－4、Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5、Ka(HNO2)＝6.4×10－6。该温度下，物质的量浓度都为0.1 mol·L－1的下列物质的溶液中，c(H＋)由大到小的顺序是(　　)
A．HCN>HNO2>CH3COOH>HF
B．HCN>CH3COOH>HF>HNO2
C．HF>CH3COOH>HNO2>HCN
D．CH3COOH>HCN>HF>HNO2
C
K越小，其电离程度越小，c(H＋)越小，则酸性越弱
2、
2、
二、电离常数的应用
3．比较弱电解质中微粒浓度比值的变化。
依据弱电解质的电离常数表达式,可以比较浓度改变时(温度不变)溶液中某些微粒浓度的变化。
eg:醋酸溶液中加水稀释过程中 是如何变化的
加水稀释,K值不变,c(H+)减小,则 始终保持增大。
二、电离常数的应用
常温下，将0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液加水稀释，请填写下列表达式的数值变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
课堂练习
c(H+)
c(CH3COOH)
（1）
c(CH3COOH)
c(CH3COO )· c(H+)
（2）
c(CH3COOH)
c(CH3COO-)
（3）
变小
不变
变大
二、电离常数的应用
4．比较离子结合质子的能力大小
弱酸的Ka值越小，酸性越弱，酸根阴离子结合H+的能力就越强。
弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO
(25 ℃) K＝1.77×10－4 K1＝1.3×10－7 K2＝7.1×10－15 K1＝4.4×10－7 K2＝4.7×10－11 3.0×10－8
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为
___________________________________。
(2)同浓度的HCOO－、HS－、S2－、HCO3-、CO32-、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为_______________________________________________
HCOOH＞H2CO3＞H2S＞HClO
S2－＞CO32-＞ClO－＞HS－＞HCO3-＞HCOO－
2.根据表中提供的数据，判断下列离子方程式或化学方程式书写正确的是
化学式 HClO H2CO3
电离常数/mol·L-1 K=3×10-8 K1=4×10-7 K2=4×10-11
A．向Na2CO3溶液中滴加少量氯水：CO32-+2Cl2+H2O=2Cl-+2HClO+CO2↑
B．向NaHCO3溶液中滴加少量氯水：2HCO3-+Cl2=Cl-+ClO-+2CO2↑+H2O
C．向NaClO溶液中通入少量CO2：CO2+H2O+NaClO = NaHCO3 + HClO
D．向NaClO溶液中通入过量CO2：CO2+2NaClO+H2O = Na2CO3 + 2HClO
酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3-
二、电离常数的计算及应用
4．利用电离平衡常数判断反应能否发生
HCO3-
NaHCO3
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，相同条件下，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。
(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。
返回
方法指导
(4)利用电离平衡常数判断反应能否发生