苏教版高中化学选择性必修1化学反应原理专题3第一单元基础课时16弱电解质的电离平衡课件(共71张PPT)

(共71张PPT)
基础课时16　弱电解质的电离平衡
专题3　水溶液中的离子反应
第一单元　弱电解质的电离平衡
学习
任务 1．通过了解弱电解质在水溶液中存在电离平衡，能正确书写弱电解质的电离方程式，会分析电离平衡的移动，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。
2．通过分析、推理等方法认识电离平衡常数、电离度的意义，建立电离平衡常数的表达式书写、计算和“强酸制弱酸”的思维模型，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
必备知识　自主预习储备
一、弱电解质的电离平衡
1．弱电解质电离平衡的建立
(1)弱电解质电离过程中离子生成和结合成分子的速率随时间的变化(如图所示)。
(2)电离平衡概念。
在一定温度下，当弱电解质在水溶液中的电离达到最大限度时，电离过程并未停止。此时，弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率____，溶液中弱电解质分子和离子的浓度都不再________，弱电解质的电离达到了电离平衡状态。
(3)电离平衡的特征。
相等
发生变化
弱电解质
＝
保持不变
(4)影响电离平衡的因素。
①内因：由电解质本身的性质决定。电解质越弱，其电离程度越小。
②外因：
a．温度：升温时，电离平衡向____方向移动。
b．浓度：降低浓度(加水)，电离平衡向____方向移动。
c．加入含有弱电解质离子的强电解质，电离平衡向______________的方向移动。
电离
电离
离子结合成分子
CH3COOH CH3COO－＋H＋
Fe3＋＋3OH－
×
×
×
×
×
×
各种离子浓度的乘积
未电离分子的浓度
3．意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K值越大，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物质的________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
本身性质
温度
吸热
温度升高
判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)改变条件，电离平衡正向移动，电离平衡常数一定增大。 (　)
(2)改变条件，电离平衡常数增大，电离平衡一定正向移动。 (　)
(3)相同条件下，可根据电离平衡常数的大小，比较弱电解质的相对强弱。 (　)
(4)同一弱电解质，浓度大的电离平衡常数大。 (　)
×
√
√
×
三、电离度
1．定义
与化学平衡的转化率类似，电离达到平衡时，可用弱电解质已电离部分的浓度与其起始浓度的比值来表示电离的程度，简称电离度，用符号α表示。一般而言，弱电解质溶液的浓度越大，电离度越小；反之，电离度越大。
3．意义
(1)电离度实质上是一种平衡转化率。表示弱电解质在水中的________。
(2)同一弱电解质的浓度不同，电离度也不同，溶液越稀，电离度____。
电离程度
越大
练一练　乙酰水杨酸(俗称阿司匹林)是一种一元弱酸(用HA表示)。在一定温度下，0.10 mol·L-1乙酰水杨酸水溶液中，乙酰水杨酸的电离度为5.7%，求该酸的电离平衡常数。
关键能力　情境探究达成
弱电解质的电离平衡
分子的速率随着离子浓度的增大而逐渐增大。经过一段时间后，两者的速率相等，达到电离平衡状态。与其他化学平衡一样，当浓度、温度等条件改变时，电离平衡会发生移动。对于同一弱电解质，通常溶液中弱电解质的浓度越小，离子间结合成分子的机会越少，电离程度越大。当弱电解质分子电离时，一般需要吸收热量，所以升高温度，电离平衡向电离的方向移动，从而使弱电解质的电离程度增大。因此，在谈到弱电解质的电离程度时，应当指出该弱电解质溶液中溶质的浓度和温度。如不注明温度，通常指25 ℃。
[问题探究]
[问题1]　弱电解质达到电离平衡后，还会继续电离吗？
提示：一定条件下，弱电解质达到电离平衡后，还会继续电离，只是电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等。
[问题2]　电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小吗？离子浓度一定增大吗？
提示：都不一定。如对于CH3COOH CH3COO－＋H＋平衡后，加入冰醋酸，c(CH3COOH)增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，再次平衡时，c(CH3COOH)比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c(CH3COOH)、c(H＋)都比原平衡时要小。
[问题3]　冰醋酸加水稀释过程中c(H＋)是如何变化的？
提示：在向冰醋酸中加水之前，醋酸分子尚未电离，c(H＋)＝0。在加水稀释之后，随着水的逐渐加入醋酸开始电离，电离平衡逐渐向生成CH3COO－和H＋的方向移动。在此过程中V(溶液)和n(H＋)都逐渐增大。c(H＋)从0开始增加。随着水的加入，虽然促进CH3COOH的电离，但由于V(溶液)的增加，c(H＋)呈减小趋势。
如图所示：
[归纳总结]
1．电离方程式的书写
类型 电离方程
式的特点 典型例子
强电解质 完全电离，电离方程式写“===”
类型 电离方程
式的特点 典型例子
弱电
解质 一元弱酸或弱碱 不完全电离，电离方程式写“ ”
多元弱酸 分步电离，以第一步为主，电离方程式写“ ”
多元弱碱 用一步电离表示，且电离方程式写“ ” Cu(OH)2 Cu2+＋2OH－
2．外界条件对电离平衡的影响
电离过程是可逆过程，可直接用化学平衡移动原理分析电离平衡。
影响因素 电离程度 原因
本身性质 电解质本身性质决定电解质的电离程度 结构决定性质
反应条件 温度(升温) 增大 电离过程是吸热的
浓度(减小) 增大 浓度减小，离子结合生成弱电解质分子的速率小
影响因素 电离程度 原因
反应条件 外加电解质 同离子效应 减小 离子(产物)浓度增大，平衡左移
消耗弱电解质电离出的离子 增大 离子(产物)浓度减小，平衡右移
3．以0.1 mol·L-1CH3COOH溶液为例：CH3COOH CH3COO－＋H＋(正向吸热)
实例(稀溶液) CH3COOH CH3COO－＋H＋ΔH＞0
条件改变 平衡移动方向 c(H＋) n(H＋) 电离程度 导电能力
升高温度 向右移动 增大 增大 增大 增强
加H2O 向右移动 减小 增大 增大 减弱
通HCl 向左移动 增大 增大 减小 增强
实例(稀溶液) CH3COOH CH3COO－＋H＋ΔH＞0
加少量NaOH(s) 向右移动 减小 减小 增大 增强
加少量CH3COONa (s) 向左移动 减小 减小 减小 增强
加少量CH3COOH 向右移动 增大 增大 减小 增强
[能力达成]
1．按照要求书写下列物质的电离方程式：
(1)Na2CO3溶于水________________________________________。
(2)NaHSO4溶于水________________________________________。
(3)BaCO3溶于水_________________________________________。
(4)Ca(OH)2溶于水________________________________________。



Ca(OH)2===Ca2+＋2OH－
电离平衡常数及其应用
[问题探究]
[问题1]　结合以上实验，思考以下问题：
(1)试管中有什么现象？可以得出什么结论？
(2)写出CH3COOH与H2CO3的电离方程式、平衡常数表达式，并比较平衡常数的大小。
(3)电离平衡常数大小与酸性强弱有什么关系？
[问题2]　在一定温度下，已知a mol·L-1的一元弱酸HA溶液中，电离度为α，电离平衡常数为K，试推导a、α、K三者关系。
√
√
√
×
[归纳总结]
1．有关电离平衡常数的注意事项
(1)不同弱电解质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)多元弱酸各级电离常数：Ka1 Ka2 Ka3，其酸性主要由第一步电离决定，Ka越大，相应酸的酸性越强。
[能力达成]
1．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，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不正确的是(　　)
A．Ka(HF)＝7.2×10-4
B．Ka(HNO2)＝4.9×10-10
C．三种酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCN
D．Ka(HCN)√
B　[相同温度下弱电解质的电离常数的大小是比较弱电解质相对强弱的条件之一。根据题中反应可知三种一元弱酸的酸性强弱顺序为HF＞HNO2＞HCN，由此可判断：Ka(HF)＞Ka(HNO2)＞Ka(HCN)，其对应数据依次为Ka(HF)＝7.2×10-4、Ka(HNO2)＝4.6×10-4、Ka(HCN)＝4.9×10-10。]
2．已知25 ℃时，测得浓度为0.1 mol·L-1的BOH溶液中，c(OH－)＝1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程式：__________________。
(2)BOH的电离度α＝______。
(3)BOH的电离平衡常数Kb＝________。
BOH B＋＋OH－　
1%
1×10-5
学习效果　随堂评估自测
2
4
3
题号
1
√
1．下列有关“电离平衡”的叙述正确的是(　　)
A．电解质在溶液里达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度相等
B．达到电离平衡时，由于分子和离子的浓度不再发生变化，所以说电离平衡是静态平衡
C．电离平衡是相对的、暂时的，外界条件改变时，平衡可能会发生移动
D．弱电解质在溶液中存在电离平衡，强电解质的溶液中一定不存在电离平衡
2
4
3
题号
1
C　[A项，达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度均不变，但未必相等；B项，达到电离平衡时，分子仍然要电离为离子，离子也要结合为分子，只是二者速率相等，即电离平衡是动态平衡；D项，强电解质的溶液中存在水的电离平衡。]
2
3
题号
1
4
√
B　[电离常数与浓度无关，只受温度影响。]
2
3
题号
4
1
√
2
3
题号
4
1
2
4
3
题号
1
4．已知在室温时，0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，回答下列各问题：
(1)该溶液的c(H＋)＝__________________。
(2)HA的电离平衡常数K＝________。
(3)升高温度时，K将________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，pH将________。
1×10-4 mol·L-1　
1×10-7
增大
减小
2
4
3
题号
1
题号
基础课时固基练(16)　弱电解质的电离平衡
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
√
D　[该题考查了电离平衡的判断及其特点。溶液中除电解质电离出的离子外，还存在电解质分子，能证明该电解质是弱电解质，但不能说明电离达到平衡状态，A错误；根据CH3COOH CH3COO－＋H＋知即使CH3COOH未达电离平衡状态，CH3COO－和H＋的浓度也相等，B错误；NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中各粒子的浓度不变，而不是相等，NH3·H2O的电离程度是很小的，绝大多数以NH3·H2O的形式存在，C错误；H2CO3是二元弱酸，分步电离且电离程度依次减弱，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
题号
2
1
3
4
5
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11
√
题号
2
1
3
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11
题号
3
2
4
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1
√
3．在0.1 mol·L-1的HCN溶液中存在如下电离平衡：HCN H＋＋CN－，下列叙述不正确的是(　　)
A．加入少量NaOH固体，平衡正向移动
B．加水，平衡正向移动
C．滴加少量0.1 mol·L-1的HCl溶液，溶液中c(H＋)增大
D．加入少量NaCN固体，平衡正向移动
D　[加入少量NaOH固体，OH－与HCN电离产生的H＋反应，平衡正向移动，A项正确；加水，平衡正向移动，B项正确；滴加少量0.1 mol·L-1的HCl溶液，c(H＋)增大，C项正确；加入少量NaCN固体，c(CN－)增大，平衡逆向移动，D项错误。]
题号
4
2
3
5
6
8
7
9
10
11
1
√
B　[由于Ka(HCOOH)>Ka1(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3)，所以只有B项反应不能自发进行。]
题号
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
1
5．下列曲线中，可以描述乙酸(甲，Ka＝1.8×10-5)和一氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10-3)在水中的电离度和浓度关系的是(　　)
A　　　　　　B
C　　　　　　D
√
题号
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
1
B　[根据甲、乙的电离平衡常数得，这两种物质都是弱电解质，在温度不变、浓度相等时，电离程度CH3COOH＜CH2ClCOOH，可以排除A、C；当浓度增大时，物质的电离程度减小，排除D选项，故B项正确。]
题号
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
1
√
6．在25 ℃时，0.1 mol·L-1的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液，它们的电离平衡常数分别为4.6×10-4、1.8×10-4、4.9×10-10、Ka1＝4.3×10-7和Ka2＝5.6×10-11，其中氢离子浓度最大的是(　　)
A．HNO2 　B．HCOOH 　C．HCN 　D．H2CO3
A　[相同温度下，相同浓度的酸溶液中酸的电离平衡常数越大，则该酸的酸性越强，酸溶液中氢离子浓度越大，H2CO3以第一步电离为主，根据电离平衡常数知，酸的酸性强弱顺序是HNO2>HCOOH>H2CO3>HCN，所以氢离子浓度最大的酸是HNO2，故选A。]
题号
2
4
5
3
7
6
8
9
10
11
1
√
题号
2
4
5
3
7
6
8
9
10
11
1
题号
2
4
5
3
8
6
7
9
10
11
1
8．在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液
的导电能力如图所示，下列说法有误的是(　　)
A．“O”点导电能力为0的理由是在“O”点处醋
酸未电离，无自由移动的离子
B．A、B、C三点溶液c(H＋)由大到小的顺序为B＞A＞C
C．若使C点溶液中c(CH3COO－)增大，溶液的c(H＋)减小，可加入少量醋酸钠粉末
D．B点导电能力最强说明B点离子物质的量最大
√
题号
2
4
5
3
8
6
7
9
10
11
1
D　[A.在O点时，冰醋酸中不存在自由移动的离子，所以不导电，故A正确；B.溶液中存在的离子浓度越大，溶液的导电能力越大，A、B、C三点，C点溶液导电能力最小，所以C点时醋酸溶液中H＋浓度最小，B点溶液导电能力最大，所以B点时醋酸溶液中H＋浓度最大，因此三点溶液c(H＋)由大到小的顺序为B＞A＞C，故B正确；C.加入少量醋酸钠粉末，溶液中c(CH3COO－)增大，CH3COOH CH3COO－
＋H＋平衡逆向移动，c(H＋)减小，故C正确；D.B点溶液导电能力最大，所以B点时醋酸溶液中H＋浓度最大，根据n＝cV可知离子物质的量不仅与浓度有关，还与溶液的体积有关，因此无法判断B点离子物质的量是否为最大，故D错误。]
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
1
√
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
1
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
1
√
10．一元弱酸HA(aq)中存在下列电离平衡：HA A－＋H＋。将
1.0 mol HA分子加入1.0 L水中，如图所示，表示溶液中HA、H＋、A－的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是(　　)
A　　　　　　　B
C　　　　　　　D
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
1
C　[A项不正确，原因多种：(1)c(H＋)平衡≠c(A－)平衡，(2)c(A－)平衡＝1.0 mol·L-1；B项不正确，因为c(A－)平衡＝c(H＋)平衡＝1.2 mol·L-1
>1.0 mol·L-1；D项不正确，原因多种：(1)c(H＋)起始＝c(A－)起始＝1.0 mol·L-1，(2)c(HA)起始＝0。]
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
1
11．电离度可表示电解质的相对强弱，电离度α＝(已电离的电解质/原有电解质)×100%。已知在25 ℃时几种物质(微粒)的电离度(溶液浓度均为0.1 mol·L-1)如表所示：
物质(微粒) 电离度α
A 10%
B 29%
C 醋酸：CH3COOH CH3COO－＋H＋ 1.33%
D 盐酸：HCl===H＋＋Cl－ 100%
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
1
ADBC　
硫酸的第一步电离产生的氢离子抑制了硫酸氢根离子的电离


1.8×10-7%
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
1
[解析]　(1) 硫酸第一步完全电离，第二步部分电离，硫酸中c(H＋)＝(0.1＋0.1×10%)mol/L＝0.11 mol/L；硫酸氢钠溶液中，c(H＋)＝(0.1×29%)mol/L＝0.029 mol/L；醋酸溶液中，c(H＋)＝(0.1×1.33%)mol/L＝0.00 133 mol/L；盐酸溶液中，c(H＋)＝0.1 mol/L；所以c(H＋)由大到小的顺序是ADBC。
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
1
题号
9
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4
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3
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1
题号
9
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8
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1