3.1.2电离平衡常数 课件 (共25张PPT) 高中化学 人教版（2019） 选择性必修1

(共25张PPT)
第1节 电离平衡
第3章　水溶液中的离子反应与平衡
第2课时　电离平衡常数
电解质
强电解质:在水溶液中完全电离，如强酸、强碱、大多数盐
弱电解质:在水溶液中完全电离，如弱酸、弱碱、水
HCl H+ + Cl-
CH3COOH H+ + CH3COO-
二、电离平衡常数（K）—— 定量表征弱电解质电离能力
电离常数是化学平衡常数的一种，服从化学平衡常数的一般规律。
1. 定义
在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度(次方)的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数。
写出醋酸的电离方程式，并写出平衡常数表达式。
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。
Ka= ————————
c平(H+) c平(CH3COO-)
c平(CH3COOH)
Kb= ———————
c平(NH4+) c平(OH-)
c平(NH3·H2O)
CH3COOH H+ + CH3COO-
⑴ 一元弱酸的电离常数（Ka）：
⑵ 一元弱碱的电离常数（Kb）：
NH3·H2O NH4+ + OH-
2. 表达方式
多元酸的电离是分步进行的，每一步电离都有自己的电离常数，通常用 Ka1、Ka2……来表示。例如：
多元弱酸的各级电离常数逐级减小且一般相差很大，所以其水溶液中的H+主要由第一步电离产生
Ka表明，这三种酸的酸性由弱到强的顺序是氢氰酸、醋酸、氢氟酸。
电离常数表征了弱电解质的电离能力，电离常数的 大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱。电离常数越大，弱酸电离出 H+的能力就越强，酸性也就越强；反之，酸性越弱。
1. 判断25℃时HCl、HCN、CH3COOH、HF、H2CO3五种酸的酸性强弱顺序。
2. 由上表数据，判断温度与CH3COOH的Ka之间的关系，并解释其原因。
酸性：HCl >HF > CH3COOH > H2CO3 >HClO > HCN
温度升高， Ka值增大；因为CH3COOH的电离是一个吸热过程，温度升高，电离平衡正向移动。
思考：
电离度
弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数的百分率 称为电离度，用α表示。
相同温度下，等浓度的弱酸，电离度越大则电离常数越大，酸性越强。
拓展视野
α= —————————— ×100%
已电离的溶质分子数
原有溶质分子总数
——弱电解质电离程度相对大小的参数
醋酸的电离常数表达式
一水合氨的电离常数表达式
Kb＝
c(NH4+)·c(OH )
c(NH3·H2O)
Ka＝
c(CH3COO )·c(H+)
c(CH3COOH)
CH3COOH H+ + CH3COO
NH3·H2O NH4+ + OH
＝
(1.7×10 3)·(1.7×10 3)
0.2
≈
1.4×10 5
该温度下电离程度小
c(NH3·H2O)
Kb＝
c(NH4+ )·c(OH )
某温度下，0.20 mol·L-1的氨水中，已电离的NH3·H2O的浓度为1.7×10-3mol·L-1，则该温度下NH3·H2O的Kb＝_____
电离平衡常数
进一步计算该温度下，有多少比例的NH3·H2O发生了电离：
已电离弱电解质分子数
原弱电解质分子数
×100%
＝
1.7×10 3×V(溶液)
0.2×V(溶液)
×100%
＝
0.85%
该温度下电离程度小
CH3COOH ＞ HCN
酸性：
电离常数由物质本身性质决定
Ka(CH3COOH) ＞ Ka(HCN)
25 ℃时，相同浓度的CH3COOH溶液与HCN溶液相比较，CH3COOH溶液酸性相对更强
你能比较该温度下CH3COOH、HCN电离常数的大小吗？
Ka值越大，电离程度越大，达到电离平衡时电离出的H+越多，酸性越强。反之，酸性越弱。
K 服从化学平衡常数的一般规律，只受温度影响。
Ka (HCN)=6.2×10-10mol/L
Ka(CH3COOH)=1.7×10-5mol/L
Ka (HF)=6.8×10-4mol/L
由此可得：酸性强弱顺序：HF > CH3COOH > HCN
H3PO4
H+ + H2PO4－ Ka1=7.1×10-3mol/L
H2PO4－
H+ + HPO42- Ka2=6.2×10-8mol/L
HPO42-
H+ + PO43- Ka3=4.5×10-13mol/L
多元弱酸，分步电离，每一步电离都有各自的电离常数，通常用Ka1 Ka2 Ka3 来表示。
CH3COOH的电离常数（25 ℃）
＝1.75×10 5
Ka＝
c(CH3COO )·c(H+)
c(CH3COOH)
＝6.2×10 10
Ka＝
c(CN )·c(H+)
c(HCN)
CH3COOH ＞ HCN
酸性：
1.相同温度下，直接比较弱电解质的相对强弱
电离常数的应用
HCN的电离常数（25 ℃）
CH3COOH CH3COO + H+
Q ＝
c(H+)
2
·
c(CH3COO )
2
c(CH3COOH)
2
＝
Ka
2
＜ Ka
加水稀释，电离平衡向电离的方向移动
Ka＝
c(CH3COO )·c(H+)
c(CH3COOH)
2.判断电离平衡移动的方向
将0.1 mol/L 醋酸加水稀释，使其浓度变为原来的一半，电离平衡移动的方向？
越稀越电离，平衡正向移动
3.计算粒子的浓度
取1 mL 2 mol/L 醋酸，加水稀释到10 mL，稀释后的溶液，酸的浓度和氢离子浓度分别为多少？
＝
x·x
0.2
≈
1.75×10 5
变化浓度/(mol·L 1)
x
x
x
平衡浓度/(mol·L 1)
x
0.2 x
x
c(CH3COOH)＝(0.2 x) mol·L 1 ≈ 0.2 mol·L 1
c(H+)＝ x ＝ 0.001 87 mol/L
Ka＝1.75×10 5（25 ℃）
0
起始浓度/(mol·L 1)
0.2
0
Ka＝
c(CH3COO )·c(H+)
c(CH3COOH)
4.计算电离度
已知弱电解质在水中达到电离平衡状态时，已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率，称为电离度。
X
X
X
起始
C
0
0
平衡
C-X
X
X
思考: 通过那些事实（或实验）可以证明CH3COOH是弱电解质？
方法一:取同浓度的HCl和CH3COOH，进行溶液导电性实验
方法七:测定CH3COONa的水溶液的pH pH＞7
方法三:测定0.1mol/L CH3COOH 的pH值 pH ＞1
方法二:取同浓度的HCl 和 CH3COOH 和相同大小颗粒的锌粒比较反应速率。 CH3COOH的反应速率较慢。
方法五:相同pH值相同体积的HCl和CH3COOH，和足量的锌粒反应。
CH3COOH在反应过程中速率较快且最终产生的氢气多。
方法四:取相同pH的HCl和CH3COOH，稀释100倍。pH值变化小的是CH3COOH
方法六：测定等pH等体积的HCl 和 CH3COOH溶液中和碱的量。
CH3COOH耗碱量大。
A、HF B、K2SO4
下列物质溶于水后，溶质存在电离平衡的有（ ）
C、HNO3 D、Ca(OH)2
AE
E、NH3·H2O F、BaSO4
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、强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物
C、强电解质溶液的导电能力强，弱电解质溶液的导电能力弱
D、强电解质溶液中无溶质分子，弱电解质溶液中分子和其电离产生的离子同时存在
D
欧盟委员会发布条例，修订芥酸和氢氰酸在部分食品中的最大含量。氢氰酸及部分弱酸的电离常数如表：
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离常数(25 ℃) Ka＝1.8×10-4 Ka＝6.2×10-10 Ka1＝4.5×10-7
Ka2＝4.7×10-11
(1)依据表格中三种酸的电离常数，判断三种酸酸性强弱的顺序为________________。
HCOOH＞H2CO3＞HCN
(2)向NaCN溶液中通入CO2气体能否制得HCN？若能，写出反应的化学方程式：______________________________________________
_________________________________________________________。
能，NaCN＋H2O＋CO2===HCN＋NaHCO3
1.下列关于电解质的电离平衡状态的叙述中，正确的是（ ）
A.弱电解质的电离达到平衡状态后，电离就停止了
B.弱电解质的电离达到平衡状态后，分子的消耗速率和离子的生成速率相等
C.弱电解质的电离达到平衡状态后，分子和离子的浓度相等
D.弱电解质的电离达到平衡状态后，外界条件改变，电离平衡可能要发生移动
D
3.下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：
弱酸 HCN HF CH3COOH HNO2
电离常数 6.2×10－10 6.8×10－4 1.7×10－5 6.4×10－6
则0.1 mol·L－1的下列溶液中，pH最小的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A．HCN B．HF C．CH3COOH D．HNO2
C
2.下列电解质在溶液中存在分子的是（ ）
A.Ba(OH)2 B. CH3COOH C.Ca(OH)2 D. NH3 6H2O
B
4．已知下面三个数据：7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数(25 ℃)，若已知下列反应可以发生：NaCN＋HNO2 HCN＋NaNO2、NaCN＋HF HCN＋NaF、NaNO2＋HF HNO2＋NaF。由此可判断下列叙述中不正确的是(　　)
A．K(HF)＝7.2×10－4
B．K(HNO2)＝4.9×10－10
C．根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF＞HNO2＞HCN
D．K(HCN)＜K(HNO2)＜K(HF)
B
表示形式
影响因素
仅受温度影响
意义
定量表示
弱电解质电离能力的强弱
电离平衡常数
定义
各种离子的浓度（次方）的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比
Ka ＝
c(H＋)·c(CH3COO－)
c(CH3COOH)
弱电解质的电离
（以 CH3COOH 的电离为例）
电离平衡移动
定量表达
CH3COOH H＋＋CH3COO－
温度
浓度
宏观角度
物质组成
相互反应
作用结果（宏观现象）
微观角度
微粒种类微粒数量
微粒间的相互作用
微粒种类数量变化化学平衡移动