人教版高中化学选择性必修1第三章水溶液中的离子反应与平衡第一节第2课时电离平衡常数强、弱酸的比较课件

(共57张PPT)
[学习目标]
1.能应用电离常数思维模型解释弱电解质在水溶液中发生的变化。
2.建立判断强弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型。
1.电离平衡常数
离子浓度的乘积
未电离分子的浓度
弱电解质的
性质
温度
(2)多元弱酸各步电离常数的大小比较：Ka1>Ka2>Ka3…，当Ka1_____Ka2时，多元弱酸的酸性主要由_____________决定。
3.意义
电离常数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____。

第一步电离
大
强
[自我思考]
在25 ℃时，CH3COOH、H2CO3和H3BO3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。
(1)它们的酸性强弱顺序是怎样的？
(2)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的Na2CO3溶液。试管1、2中会出现什么现象？为什么？
提示　(1)酸性：CH3COOH＞H2CO3＞H3BO3。
(2)试管1中有气泡产生，而试管2中无明显现象；根据复分解反应中“以强制弱”的规律，试管1中有气泡产生是因为CH3COOH的酸性强于H2CO3；试管2中无明显现象是因为H3BO3的酸性弱于H2CO3。
[正误判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)。
×
(2)改变条件，电离平衡常数增大，电离平衡一定正向移动( )
(3)向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，电离常数减小( )
(4)同一弱电解质，浓度大的电离平衡常数大( )
(5)电离常数大的酸溶液中的c(H＋)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H＋)大( )
√
×
×
×
B
1.已知下面三个数据：6.3×10-4、5.6×10-4、6.2×10-10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.Ka(HF)＝6.3×10-4
B.Ka(HNO2)＝6.2×10-10
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.Ka(HCN)解析　由已知反应：NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2、NaNO2＋HF===HNO2＋NaF，可以得出酸性关系：HF>HNO2>HCN，C正确；相同温度下，酸的酸性越强，电离常数越大。HF的酸性最强，电离常数最大，则Ka(HF)＝6.3×10-4，A正确；因为酸性：HF>HNO2>HCN，所以 Ka(HNO2)＝5.6×10-4，B不正确；电离常数：Ka(HCN)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
有关电离平衡常数的计算模式
[名师点睛]
1.实验探究：CH3COOH与H2CO3酸性强弱比较
实验操作
实验现象 有_____产生
实验结论 CH3COOH酸性大于碳酸
Ka大小比较 Ka(CH3COOH)_____ Ka1(H2CO3)
气泡
大于
2.思考与讨论：镁条与等浓度、等体积的盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条，盖紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示：
(1)两个反应的反应速率及变化有什么特点？
提示　镁与盐酸反应的速率快，与醋酸反应的速率
慢。
(2)反应结束时，两个锥形瓶内气体压强基本相等，
由此可以得出什么结论？
提示　过量的镁分别与体积相同、物质的量浓度相同的盐酸和醋酸反应时，生成氢气的体积相同。
[自我思考]
向两个锥形瓶中各加入0.01 g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入足量c(H＋)相同的盐酸、醋酸溶液，猜测起始反应的速率谁快？哪个装置中镁条先消失，并说明理由。
提示　镁条与酸反应的实质是与酸电离出的H＋反应，起始c(H＋)相同，速率相同，后续醋酸在反应中会继续电离出H＋，使得醋酸中 c(H＋)大于盐酸，反应速率：醋酸>盐酸，醋酸中镁条先反应完。
3.一元强酸和一元弱酸的比较
(1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
　 比较项目

酸 　　 c(H＋) 酸性 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸 大 强 相同 相同 大
一元弱酸 小 弱 小
(2)相同体积、相同c(H＋)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项目

酸　 　 c(H＋) 酸性 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸 相同 相同 小 少 相同
一元弱酸 大 多
1.体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01 mol，下列叙述错误的是(　　)
A.与NaOH完全中和时，醋酸所消耗的NaOH多
B.分别与足量CaCO3反应时，放出的CO2一样多
C.两种溶液的pH相等
D.分别用水稀释相同倍数时，n(Cl－)＜n(CH3COO－)
B
解析　体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01 mol，根据二者的电离方程式可知，二者电离出的c(H＋)相同，故pH相等，C项正确；由于CH3COOH不能完全电离，因此n(CH3COOH)＞n(HCl)，故与NaOH完全中和时，醋酸消耗的NaOH多，分别与足量CaCO3反应时，醋酸参与的反应放出的CO2多，A项正确，B项错误；分别用水稀释相同倍数时，醋酸的电离程度增大，n(CH3COO－)增大，而n(Cl－)不变，D项正确。
2.(2025·陕西安康高二月考)向两个完全相同的恒容密闭容器中各加入0.048 g镁，然后用注射器向上述两个密闭容器中分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸，测得上述密闭容器内气体的压强随时间的变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.两个反应的反应速率除了与酸的强弱有关外，还与反应
过程中产生的热量有关
B.曲线a为醋酸与镁反应的变化曲线
C.相同时间段内，盐酸生成的气体更少
D.两个反应均为吸热反应
A
解析　等物质的量浓度和等体积的盐酸与醋酸分别与镁条的反应均为放热反应，则随着反应的进行，温度升高，所以两个反应的反应速率除了与酸的强弱有关外，还与反应过程中产生的热量有关，故A正确；盐酸为强酸，醋酸为弱酸，镁与2 mL 2 mol·L-1盐酸反应速率快，所以曲线a为盐酸与镁反应的变化曲线，故B错误；因为镁与2 mL 2 mol·L-1盐酸反应速率快，所以相同时间段内，盐酸生成的气体更多，故C错误；金属单质与酸反应为放热反应，则两个反应均为放热反应，故D错误。
3.(2025·北京顺义高二期中)现有常温下体积均为10 mL、c(H＋)＝10-3 mol·L-1的两种溶液：①HCl溶液，②醋酸溶液，下列说法中不正确的是(　　)
A.加水稀释至1 L，溶液的c(H＋)：①>②
B.溶液中溶质的物质的量浓度：①＜②
C.溶液中酸根离子的物质的量浓度：①＝②
D.分别加入等浓度NaOH溶液至中性，消耗NaOH的量：①＜②
A
解析　盐酸为强酸、醋酸为弱酸，c(H＋)＝10-3 mol·L-1的两种溶液稀释相同的倍数，醋酸会继续电离出氢离子，导致 c(H＋)：①＜②，故A错误；c(H＋)＝10-3 mol·L-1的两种溶液，醋酸的浓度要远大于盐酸，故B正确；根据电荷守恒，盐酸中c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，醋酸中c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，由于c(H＋)相同，则盐酸中c(H＋)、c(OH－)与醋酸中c(H＋)、c(OH－)相同，故c(Cl－)＝c(CH3COO－)，故C正确；醋酸的浓度要远大于盐酸，分别加入等浓度NaOH溶液至中性，消耗NaOH的量：①＜②，故D正确。
1.下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：
则0.1 mol·L-1的下列溶液中，c(H＋)最大的是(　　)
A.HCN B.HF
C.CH3COOH D.HNO2
B
弱酸 HCN HF CH3COOH HNO2
电离常数 6.2×10-10 6.3×10-4 1.8×10-5 5.6×10-4
解析　相同温度下，弱酸的电离常数越大，越易电离，同浓度时，电离产生的c(H＋)越大。
2.在0.1 mol·L-1的HCN溶液中存在如下电离平衡HCN H＋＋CN－，对该平衡，下列叙述正确的是(　　)
A.加热，平衡正向移动，电离常数变大
B.加水，平衡正向移动，电离常数变大
C.滴加少量0.1 mol·L-1 HCl溶液，溶液中 c(H＋)减少
D.加入少量NaCN固体，平衡正向移动
A
解析　电离平衡为吸热过程，加热可以促使平衡正向移动，电离平衡常数变大，A正确；加水稀释促进HCN电离，则平衡正向移动，但电离常数不变，B错误；加入少量稀盐酸，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，C错误；加入少量NaCN固体，CN－浓度增大，抑制HCN电离，平衡逆向移动，D错误。
3.室温下，取20 mL pH＝3的HNO2溶液，加入0.1 mol·L-1的氨水，测得溶液的导电能力随加入氨水体积的变化如图所示，则室温下HNO2的电离平衡常数约为(　　)
A.2.0×10-5 B.1.0×10-6
C.1.0×10-5 D.2.0×10-4
A
4.相同温度下，三种酸的电离平衡常数如表所示，下列判断正确的是(　　)
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-1 HX溶液的电离平衡常数等于0.1 mol·L-1 HX溶液的电离平
衡常数
D
酸 HX HY HZ
电离平衡常数Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2
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：HZ>HY>HX，错误；B项，根据强酸制弱酸可知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，这三种酸都部分电离，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。
5.在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒(锌足量)，然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白：
(1)a、b两支试管中的现象：
相同点是_____________________________，
不同点是____________________，
原因是______________________________________。
(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是V(a)________(填“大于”“小于”或“等于”，下同)V(b)，反应完毕后生成气体的总体积是V(a)_____V(b)，原因是____
________________________________________________________________________。
盐酸是强酸，醋酸是弱酸，盐酸中c(H＋)大
都产生无色气泡，锌粒逐渐溶解
　a中起始反应速率较大
大于
等于
反应
开始时，盐酸中所含H＋的浓度较大，但二者最终能电离出的H＋的总物质的量相等
(3)若a、b两支试管中分别加入c(H＋)相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸，则a、b两支试管中开始生成气体的速率：v(a)________v(b)，反应完毕后生成气体的总体积是V(a)______V(b)，原因是__________________________________________________
_____________________________。
等于
小于
开始时c(H＋)相同，所以速率相等，醋酸是弱电解质，最
终电离出的H＋的总物质的量大
解析　(2)锌粒与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H＋发生置换反应生成H2，c(H＋)越大，产生H2的速率越大。盐酸是强酸，醋酸是弱酸，在起始物质的量浓度相同时，盐酸电离出的c(H＋)远大于醋酸电离出的c(H＋)，所以反应开始时，醋酸生成H2的速率比盐酸小。因醋酸存在电离平衡CH3COOH CH3COO－＋H＋，Zn与H＋发生反应，c(H＋)减小，使醋酸的电离平衡正向移动，继续发生H＋与Zn的反应，足量的Zn可使醋酸中的H＋全部电离出来与Zn反应生成H2，又因为n(HCl)＝n(CH3COOH)，因而最终产生H2的量相等。
A.25 ℃下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，Ka＝8×10-5
B.25 ℃下，向该溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液时，Ka＝2×10-4
C.标准状况下，醋酸中Ka＝1.75×10-5
D.升高到一定温度，Ka＝7.2×10-5
D
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3
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解析　醋酸中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO－＋H＋，题中Ka为醋酸的电离常数，由于电离常数只随温度的变化而变化，所以排除A、B两项；因为醋酸的电离是吸热过程，所以升高温度，Ka增大，降低温度，Ka减小，标准状况下(0 ℃)温度低于25 ℃，则Ka小于1.75×10-5，所以C项不成立，D项可能成立。
2.在溶液导电性实验装置里，相同温度下分别注入20 mL 6 mol·L-1醋酸和20 mL 6 mol·L-1氨水，灯光明暗程度相同，如果把这两种溶液混合后再实验，则下列说法正确的是(　　)
A.灯光变暗；CH3COOH的电离常数等于NH3·H2O
B.灯光变暗；CH3COOH的电离常数大于NH3·H2O
C.灯光变亮；CH3COOH的电离常数小于NH3·H2O
D.灯光变亮；CH3COOH的电离常数等于NH3·H2O
D
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解析　相同温度下，20 mL 6 mol·L-1醋酸和20 mL 6 mol·L-1氨水装置中的灯光明暗程度相同，说明等浓度的二者溶液中离子浓度相等，即二者电离常数相等；醋酸和氨水两种溶液混合生成强电解质醋酸铵，自由移动的离子浓度变大，溶液的导电能力增强，灯光变亮。
3.(2025·华师附中高二期中)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)在水中的电离程度和浓度关系的是(　　)
B
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解析　根据甲、乙的电离平衡常数可知，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，排除A、C选项；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。
4.对比观察下表数据，从中获得的有关结论不正确的是(　　)
B
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11
25 ℃几种酸的Ka 不同温度下CH3COOH的Ka
HF 6.3×10-4 0 ℃ 1.66×10-5
HClO 4.0×10-8 10 ℃ 1.73×10-5
HCN 6.2×10-10 25 ℃ 1.75×10-5
A.表中的酸都是弱酸
B.25 ℃时，用水稀释次氯酸溶液，酸性变弱，Ka变小
C.电离常数Ka与温度有关，但Ka随温度的变化不大
D.推测常温下不可发生反应：NaClO＋HCN===NaCN＋HClO
1
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解析　由表中25 ℃几种酸的Ka及CH3COOH的Ka值可知，表中的酸都不能完全电离，都是弱酸，故A正确；电离常数Ka与温度有关，加水稀释，Ka不变，故B错误；由表中不同温度下CH3COOH的Ka值可知，电离常数Ka与温度有关，温度升高，Ka增大，但Ka随温度的变化不大，故C正确；相同温度下Ka越大，弱酸的酸性越强，Ka(HClO)>Ka(HCN)，酸性：HClO>HCN，则常温下反应：NaClO＋HCN===NaCN＋HClO不能发生，故D正确。
5.(2025·河北保定高二期末)常温下，对下列两组溶液的判断错误的是(　　)
B
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组别 浓度 体积
① 0.1 mol·L-1醋酸 V1 L
② 0.01 mol·L-1醋酸 V2 L
A.醋酸的电离程度：①<②
B.溶液中各种离子浓度均有：①>②
C.醋酸的电离平衡常数：①＝②
D.若V2＝10V1，中和NaOH的能力：①＝②
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解析　醋酸浓度越小，电离程度越大，A项正确；将①加水稀释可得到②，醋酸加水稀释，c(CH3COO－)、c(H＋)均减小，但c(OH－)增大，B项错误；温度不变，醋酸的电离平衡常数不变，C项正确；若V2＝10V1，两种醋酸的物质的量相同，中和NaOH的能力相同，D项正确。
6.高氯酸、硫酸、HCl和硝酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：
1
2
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11
C
酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3
Ka 1.6×10-5 6.3×10-9 1.6×10-9 4.2×10-10
解析　由H2SO4在冰醋酸中的Ka可知，H2SO4在冰醋酸中不能全部电离，故C错误。
7.已知室温时，0.1 mol·L-1某一元酸HA溶液中HA的电离度为0.1%，下列叙述错误的是(　　)
A.该溶液中c(H＋)＝10-4 mol·L-1
B.升高温度，溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.此酸的酸性比醋酸弱
B
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8.某温度下，HCN和HF的电离常数分别为4.0×10-10 和5.6×10-4。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其pH随加水体积的变化如图所示。下列 叙 述 正 确的是
(　　)
1
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11
C
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(1)25 ℃时，上述几种溶液中c(H＋)从大到小的顺序是________(填字母)。
(3)醋酸的电离平衡常数Ka的表达式是______________________，则物质的量浓度为
c mol·L-1的醋酸的电离平衡常数Ka与电离度α的关系为Ka＝__________(用含c、α的代数式表示)。
ADBC
硫酸的第一步电离抑制了硫酸氢根离子的电离
1
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10.(2025·天津南开高二期中)下表是在相同温度下三种酸的一些数据，下列判断正确的是(　　)
A
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11
酸 HX HY HZ
浓度/(mol·L-1) 0.12 0.2 0.9 0.9 0.9
电离度 0.25 0.2 0.1 0.3 0.5
电离常数 K1 K2 K3 K4 K5
1
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3
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1
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11.已知：25 ℃时，①亚硫酸(H2SO3)的电离平衡常数为K1＝1.6×10-2，K2＝1.0×10-7；②次氯酸(HClO)的电离平衡常数为K＝4.0×10-8；③碳酸(H2CO3)的电离平衡常数为K1＝4.0×10-7，K2＝4.0×10-11。回答下列问题：
(1)HClO的电离方程式为____________________。
(2)上述三种酸由强到弱的顺序为______________________(填分子式)。
1
2
3
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5
6
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10
11
HClO ClO－＋H＋
H2SO3＞H2CO3＞HClO
减小
减小
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10
11
(4)足量的H2SO3溶液和NaHCO3溶液发生反应的主要离子方程式为_______________
_______________________；
足量的H2SO3溶液中加入NaClO溶液发生反应的离子方程式为__________________
_______________。
(5)向0.1 mol·L-1的HClO溶液中滴加等体积的一定浓度的稀硫酸，此时测得溶液中 c(H＋)＝0.05 mol·L-1，则溶液中c(ClO－)＝________mol·L-1。
ClO－＋H2SO3===
4.0×10-8
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