高中化学人教版(2019)选择性必修1课件第三章第一节第2课时电离平衡常数(共33张PPT)

(共33张PPT)
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第2课时 电离平衡常数
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课程目标展示
素养目标达成
了解电离平衡常数的概念、表达式 及意义。
1.证据推理与模型认知：通过分析、 推理等方法认识电离平衡常数的意 义，建立判断强弱电解质和“强酸 制弱酸”的思维模型。
2.宏观辨识与微观探析：能从弱电 解质的电离平衡的基础上，初步学 会用电离平衡常数进行相关计算。
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学习目标导航
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任务分项突破
课堂小结提升
学科素养测评
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任务分项突破
学 习 任 务 探究电离平衡常数
NO.1 自主学习 · 夯实基础
1.电离常数
定义
在一定条件下，对一元弱酸或一元弱碱来说，当其电离达到平 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，这个常数
叫做电离平衡常数，简称电离常数。通常用Ka、K 分别表示 弱酸、弱碱的电离平衡常数。
根据电离常数的大小可以判断弱电解质的相对强弱K 越大
越易电离 酸(碱)性越强
内因(决定因素)—弱电解质本身的性质
影响因素
_外因一温度(随温度升高而增大)
电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关，只与温度有关。同一温度 下，无论弱酸、弱碱的浓度如何变化，电离常数均不变，对于多 元弱酸，K
意义
影响 因素
特征
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表达式 对于HA —I++A-,Ka=
c(H+)·c(A-)
c(HA)
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微点拨：(1)电离常数首先由物质的本性所决定。
(2)对于同一弱电解质的稀溶液来说，电离常数只与温度有关，升高温度，K。
或K 的值变大。
(3)在相同条件下，弱酸的电离常数越大，酸性越强。
(4)对于同一种多元弱酸或多元弱碱，第一步电离常数远大于第二步的，即： Ka >Ka ,Kb >>Kb 。因此比较多元弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)相对强弱时， 通常只考虑第一步电离。
则
由于弱电解质的电离程度比较小，平衡时弱电解质的浓度 [c(HX)-c(H)]mol·L 一
般近似为c(HX)mol·L 。
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起始浓度/(mol ·L )c(HX) 0
0
变化浓度/(mol·L )c(H) c(H)
c(H)
平衡浓度/(mol·L )c(HX)-c(H) c(H)
c(H)
2.电离常数的计算——三段式法(以弱酸 HX为例)
HX H++ X
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NO.2 互动探究 ·提升能力
向两支分别盛有0.1 mol ·L-1醋酸和0.1 mol ·L-1硼酸溶液的试管中滴加 等浓度Na CO 溶液，观察现象。
碳酸钠一 碳酸钠一
0 0
硼酸一
试管2
醋酸一
试管1
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探究电离平衡常数的理解与应用
问题1:查阅资料发现，醋酸、碳酸和硼酸在25 ℃的电离平衡常数分别是
1.75×10-5、4.5×10-7(第一步电离)和5.8×10-10。你能据此判断它们的酸 性强弱顺序吗 有何规律
提示：醋酸>碳酸>硼酸。K越大，酸性越强。
问题2:根据问题1的分析，你能预测看到什么样的现象
提示：试管1中有无色气体产生，试管2中没有明显现象。
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归纳拓展
1.关于电离常数的理解与应用
(1)电离常数的大小由物质本身的性质决定，同一温度下，不同弱电解质 的电离常数不同，K越大，电离程度越大。
(2)同一弱电解质在同一温度下改变浓度时，其电离常数不变。
(3)电离常数K只随温度的变化而变化，升高温度，K增大。
(4)多元弱酸电离常数：K >>K >>K ,其酸性主要由第一步电离决定，K越大， 相应酸的酸性越强。
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化学
2.拓展：电离度 (1)概念：在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时，已经电离的电解质 分子数占原电解质总分子数的分数。 (2)表示方法： (3)影响因素
温度的 影响 升高温度，电离平衡向右移动，电离度增大； 降低温度，电离平衡向左移动，电离度减小
浓度的 影响 当弱电解质溶液浓度增大时，电离度减小； 当弱电解质溶液浓度减小时，电离度增大
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化学
3.拓展：电离度(a)与电离常数(K。、K,)之间的关系
(1)一元弱酸(以CH C00H为例)
设常温下，浓度为c mol ·L 的醋酸的电离度为a
CH C00H—CH C00-+H
起始/(mol ·L-)c 0 0
转化/(mol ·L)c ·a C ·a c ·a
平衡/(mol ·L-)c-c a≈c c ·a c ·a
、 c(H)=ca=JKa ·c。
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化学
(2)一元弱碱(如NH ·H 0,电离常数为Kb)
同理可得：K=c a ,c(OH)=c a=√ Kb·C。
[凝练素养] 能用“三段式”模型进行电离常数的相关计算，揭示平衡常 数的定量规律，促进了“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
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化学
化学 NO.3 应用体验 ·形成素养 题点 一 电离平衡常数和电离度的理解 1.下列关于电离常数的说法正确的是( C ) A.电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大 返回栏目导航 返回目录
B.CH CO0H的电离常数表达式为
C. 电离常数只受温度影响，与浓度无关
D.CH CO0H溶液中加入少量CH COONa固体，电离常数减小
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解析：电离常数是温度函数只与温度有关，故A、D错误，C正确；电离常数是弱
电解质达到电离平衡时，电离产生的离子浓度的乘积与未电离的电解质分子的
浓度的比，因此CH C00H的电离常数表达式为 B 错误。
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2.醋酸中存在电离平衡CH CO0H H +CH C00-,下列叙述不正确的是( D )
A.升高温度，平衡正向移动，醋酸的电离常数K。增大
B.0.10 mol ·L-1的CH CO0H溶液中加水稀释，溶液中c(OH-)增大
C.CH CO0H溶液中加少量的CH COONa固体，平衡逆向移动
D.25 ℃时，欲使醋酸pH、电离常数K。和电离程度都减小，可加入少量冰醋酸
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解析：A项，醋酸的电离吸热，升高温度促进电离，导致电离常数增大，正 确；B项，加水稀释促进电离，溶液中 c(H+)减 小 ，c(OH-)增大，正确；C项， 向醋酸中加入CH CO0Na固体，c(CH C00-)增大，平衡逆向移动，正确；D项， 温度不变，电离常数不变，错误。
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化学
下列说法不正确的是( D )
A.相同物质的量浓度的HCN和HF溶液中，HF溶液中水的电离程度最小
B.相同物质的量浓度的NaCN、Na CO 和NaF溶液中，Na CO 溶液pH最大
C.相同物质的量浓度的NaCN 和NaF溶液中，c(F-)+c(OH-)>c(CN-)+c(OH-)
D. 在NaCN溶液中通入少量CO ,离子方程式为2CN+H O+CO 2HCN+Co3-
物质 HCN H CO
HF
平衡 常数 6.2×10-10 Ka =4.5×10-7; Ka =4.7×10-11
6.3×10-4
题点二 电离平衡常数的应用
3. (2021 · 山东青岛调研)已知常温下三种酸的电离平衡常数如下表所示：
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化学
解析：由于电离常数：HCNHF>HCN>HCO ,所以对应的盐溶液的碱性Na CO >NaCN>NaF,B说法正确；相同物质的量浓
度的 NaCN 和 NaF 溶液中，前者的 pH 大 ，c(OH)>c(H), 根据电荷守恒可知，NaF 溶液中 c(Na)+c(H)=c(F)+c(OH),NaCN 溶 液 中c(Na)+c(H)=c(CN)+c(OH), 由于NaF 溶液中 c(H) 大，故 c(F)+c(OH)>c(CN)+c(OH),C 说法正确；由于HCN 的电离平衡常数小于
H CO 的第一步电离常数，大于H CO 的第二步电离常数，故无论通入CO 的量是多少，离子
方程式均为CO +H O+CN——HCN+HCO ,D 说法不正确。
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化学
A.三种酸的强弱关系：HX>HY>HZ
B.反应 HZ+Y—HY+Z 不能发生
C. 由电离平衡常数可以判断：HZ 属于强酸，HX和 HY属于弱酸
D.相同温度下，1 mol·L HX 溶液的电离平衡常数等于0.1 mol·L HX 溶液的电离平 衡常数
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酸 HX HY
HZ
电离平衡常数K 9×10-7 9×10-6
1×10-2
4. (2020 · 江西南昌月考)相同温度下，根据三种酸的电离平衡常数，下列判
断正确的是( D )
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解析：A项，酸的电离平衡常数越大，酸的电离程度越大，其酸性越强，根据表 中数据可知，酸的电离平衡常数：HZ>HY>HX,则酸性强弱关系：HZ>HY>HX,错
误；B项，根据酸性较强的酸可制取酸性较弱的酸可知 HZ+Y——HY+Z能够 发生，错误；C项，完全电离的为强酸，部分电离的为弱酸，这几种酸都部分电 离，均为弱酸，错误；D项，电离平衡常数只与温度有关，温度不变，电离平衡 常数不变，正确。
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化学
题后悟道
电离平衡常数两注意
(1)对于给定的弱电解质，K值只随温度变化。相同温度下，同种弱电解质 溶液浓度变化时，电离常数不变。同一温度下，不同种类的弱酸(碱),电离 常数越大，其电离程度越大，酸(碱)性越强。
(2)化学平衡常数反映可逆反应进行的限度，电离平衡常数反映弱电解质 的电离程度。一般来说，电离常数较大的弱酸能与电离常数较小的弱酸盐 发生反应生成电离常数较小的弱酸(强酸制弱酸)。
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化学
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题点三 电离平衡常数的计算
5. (2020 · 湖北黄冈中学诊断)(1)在25 ℃下，将 a mol·L- 的氨水与 0.01 mol·L 的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH )=c(C1), 则溶液
显 (填“酸”“碱”或“中”)性；用含a 的代数式表示 NH ·H O的电 离常数Kb= 。
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解析：(1)氨水与盐酸等体积混合后的溶液中的电荷守恒关系式 为 c(NH4)+c(H)=c(Cl)+c(OH), 因 c(NH4)=c(Cl), 故有c(H)=c(OH),溶液 显中性。
K=c(NH)·c(0H)/c(NH·HO)=(0.005×10~/(a/2-0.005)=-0.9 1。
答案：(1)中
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(2)已知在常温常压下，空气中的 CO 溶于水，达到平衡时，溶液的 pH=5.60, c(H CO )=1.5×10 mol·L 。 若忽略水的电离及H CO 的第二级电离，则H CO —一
HCO +H的平衡常数K = 。(已知10-5.60=2.5×10- )
答案：(2)4.2×10-7
解析：
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(3)常温下，改变0.1 mol·L-1 H A溶液的pH,溶液中H A、HA-、A -的物质的 量分数随pH的变化如图所示。
则H A的K= ,K = o
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物质的量分数
解析：(3)由题图可知，pH=2.5 时 ，c(H A)=c(HA), 则
同理，Ka =10-7.3。
答案：(3)10-2.510-7.3
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课堂小结提升
自主构建
表示方法：
AB =A*+B-
特点：
①K只与温度有关，升高温度，K增大
②多元弱酸分步电离逐级减弱，各级K 的大小关系为K >K >K ……
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意义：
K 越大
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酸(碱) 性越强
电离平衡常数
越易电离
1.误认为弱电解质的电离平衡会发生移动，电离常数K一定改变。其实不
然，因为只有当温度改变时，K才改变。
2.误认为弱酸与弱酸盐之间一定可以发生反应。其实不然，因为只有K大 的酸才能与K小的酸的盐反应。
3.误认为同一弱电解质的电离常数既与温度有关。又与弱电解质的浓度 有关。其实不然，因为K只与温度有关。
4.改变条件，电离平衡向正向移动，误认为电离平衡常数一定增大。其实 不然，因为K只与温度有关。
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易错提醒
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已知草酸为二元弱酸，H C O4—HC O +HKa,HC O4— C O2-+H Ka ,常温下，
向某浓度的H C O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液，所得溶液中H C O4、HC O C O2-三种微粒的物质的量分数(8)与溶液pH的关系如图所示。
pH
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学科素养测评
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1-H C O 2-HC 04 3-C O2-
解析：(1)由图像可以知道pH=1.2时 ，c(HC O )=c(H C O4),则Ka=c(H)=10- -2。
(2)pH=4.2时， ,则K=c(H)=10-4.2。
答案：(1)10-1.2 (2)10-4.2
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则常温下：
(1)K = o
(2)K=
0
解析：(3)由电离常数表达式可知
答案：(3)1000
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(3)pH=2.7 时，溶液1
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命题解密与解题指导
情境解读：本题以氢氧化钾与草酸发生反应为背景，着重考查电离平衡常数 的计算。
素养立意：能利用电离平衡常数进行相关计算等模型认知素养。 思考路径：(1)根据电离方程式，写出电离平衡常数表达式。
(2)根据题干信息，结合图像分析，找出各微粒的浓度，代入表达式即可
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