電離平衡常數(shù) 導(dǎo)學(xué)案 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

電離平衡常數(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電離平衡常數(shù)的含義。2.能利用電離平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。電離常數(shù)(一)知識(shí)梳理1.概念一定條件下，當(dāng)弱電解質(zhì)的電離達(dá)到平衡時(shí)，溶液里各組分的濃度之間存在一定的關(guān)系。對(duì)一元弱酸或一元弱堿來說，溶液中弱電解質(zhì)電離所生成的________________________，與溶液中____________________之比是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做電離平衡常數(shù)，簡稱電離常數(shù)，用K表示。2.電離常數(shù)的表示方法通常用Ka、Kb分別表示弱酸、弱堿的電離常數(shù)。弱電解質(zhì)表達(dá)形式CH3COOHCH3COO－＋H＋NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－3.電離常數(shù)的影響因素(1)內(nèi)因：同一溫度下，不同的弱電解質(zhì)的電離常數(shù)不同，說明電離常數(shù)首先由弱電解質(zhì)的性質(zhì)所決定。(2)外因：對(duì)于同一弱電解質(zhì)，電離常數(shù)只與________有關(guān)，由于電離大多數(shù)為吸熱過程，所以電離常數(shù)隨溫度升高而________。注意：電離常數(shù)隨溫度變化不大，所以室溫時(shí)可以不考慮溫度對(duì)電離常數(shù)的影響。4.意義表示弱電解質(zhì)的電離能力。一定溫度下，K值越大，弱電解質(zhì)的電離程度越大，酸(或堿)性越________。(二)互動(dòng)探究已知硼酸(H3BO3)溶液中存在：H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)。下表是三種弱酸的電離常數(shù)?；瘜W(xué)式電離常數(shù)(298K)硼酸K＝5.7×10－10碳酸K1＝4.5×10－7K2＝4.7×10－11醋酸K＝1.75×10－5【問題討論】問題1能否根據(jù)電離常數(shù)直接判斷出三者的酸性強(qiáng)弱？________________________________________________________________________________________________________________________________問題2現(xiàn)將一滴碳酸鈉溶液滴入硼酸溶液中，一定能觀察到有氣泡產(chǎn)生嗎？如果將一滴醋酸溶液滴入碳酸鈉溶液中呢？________________________________________________________________________________________________________________________________問題3計(jì)算25℃時(shí)0.01mol·L－1的醋酸溶液中氫離子濃度的大小。________________________________________________________________________________________________________________________________問題4電離度表示弱電解質(zhì)在水中的電離程度。其表達(dá)形式為已電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原有電解質(zhì)分子總數(shù)的百分率，即電離度＝eq\f(已電離弱電解質(zhì)分子數(shù),原弱電解質(zhì)分子數(shù))×100%＝eq\f(已電離的溶質(zhì)溶度,溶質(zhì)的初始濃度)×100%。已知室溫時(shí)0.1mol·L－1CH3COOH溶液的電離度約為1%，CH3COOH的電離常數(shù)約為多少？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【探究歸納】1.電離常數(shù)的應(yīng)用(1)根據(jù)電離常數(shù)可以判斷弱酸(或弱堿)的相對(duì)強(qiáng)弱，相同條件下，電離常數(shù)越大，酸性(或堿性)越強(qiáng)。(2)根據(jù)濃度商Q與電離常數(shù)K的相對(duì)大小判斷電離平衡的移動(dòng)方向。(3)根據(jù)電離常數(shù)判斷溶液中微粒濃度比值的變化情況。如0.1mol·L－1CH3COOH溶液加水稀釋，eq\f(c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)＝eq\f(c（CH3COO－）·c（H＋）,c（CH3COOH）·c（H＋）)＝eq\f(Ka,c（H＋）)，加水稀釋時(shí)，c(H＋)減小，Ka值不變，則eq\f(c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)增大。(4)判斷復(fù)分解反應(yīng)能否發(fā)生，一般符合“強(qiáng)酸制弱酸”規(guī)律。2.有關(guān)電離常數(shù)的計(jì)算(以弱酸HX為例)(1)已知起始時(shí)c(HX)和電離產(chǎn)生的c(H＋)，求電離常數(shù)。則Ka＝eq\f(c（H＋）·c（X－）,c（HX）－c（H＋）)＝eq\f(c2（H＋）,c（HX）－c（H＋）)由于弱酸只有極少一部分電離，c(H＋)的數(shù)值很小，可做近似處理：c(HX)－c(H＋)≈c(HX)，則Ka＝eq\f(c2（H＋）,c（HX）)，代入數(shù)值求解即可。(2)已知起始時(shí)c(HX)和電離常數(shù)，求溶液中c(H＋)。則Ka＝eq\f(c（H＋）·c（X－）,c（HX）－c（H＋）)＝eq\f(c2（H＋）,c（HX）－c（H＋）)由于c(H＋)的數(shù)值很小，可做近似處理：c(HX)－c(H＋)≈c(HX)，則c(H＋)＝eq\r(Ka·c（HX）)，代入數(shù)值求解即可。1.(判斷反應(yīng)能否發(fā)生)(2024·北京171中學(xué)高二期中)已知HClO和H2CO3電離常數(shù)：HClOKa＝4.0×10－8H2CO3Ka1＝4.5×10－7Ka2＝4.7×10－11根據(jù)提供的數(shù)據(jù)判斷，下列離子方程式或化學(xué)方程式不正確的是()A.向Na2CO3溶液中滴加過量氯水：COeq\o\al(2－,3)＋2Cl2＋H2O=2Cl－＋2HClO＋CO2↑B.向NaHCO3溶液中滴加過量氯水：HCOeq\o\al(－,3)＋Cl2=Cl－＋HClO＋CO2↑C.向NaClO溶液中通入少量CO2：CO2＋2NaClO＋H2O=Na2CO3＋2HClD.向NaClO溶液中通入過量CO2：CO2＋NaClO＋H2O=NaHCO3＋HClO2.(弱電解質(zhì)中微粒濃度的變化)將濃度為0.1mol·L－1HF溶液加水不斷稀釋，下列各量始終保持增大的是()A.c(H＋) B.Ka(HF)C.eq\f(c（F－）,c（H＋）) D.eq\f(c（H＋）,c（HF）)3.(相關(guān)計(jì)算)(2024·運(yùn)城高二期中)在0.1mol/L的鹽酸中，通入H2S使c(H2S)＝0.1mol/L，H2S的Ka1＝1.3×10－7，Ka2＝7.1×10－15，則溶液中c(S2－)為()A.1.3×10－5mol/L B.9.23×10－21mol/LC.7.1×10－13mol/L D.7.1×10－15mol/L電離平衡常數(shù)一、(一)1.各種離子濃度的乘積未電離分子的濃度2.Ka＝eq\f(c（CH3COO－）·c（H＋）,c（CH3COOH）)Kb＝eq\f(c（NHeq\o\al(＋,4)）·c（OH－）,c（NH3·H2O）)3.(2)溫度增大4.強(qiáng)(二)問題1可以。根據(jù)電離常數(shù)可知三者的酸性：醋酸＞碳酸＞硼酸。問題2不能。因?yàn)樘妓岬囊患?jí)電離＞硼酸＞碳酸的二級(jí)電離，則碳酸鈉和硼酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉而不是二氧化碳，所以觀察不到有氣泡產(chǎn)生。后者也不一定。因?yàn)榇姿岷吞妓徕c反應(yīng)先生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再和醋酸反應(yīng)生成二氧化碳，所以第一步不能觀察到有氣泡產(chǎn)生，將一滴醋酸溶液滴入碳酸鈉溶液中也不一定能觀察到有氣泡產(chǎn)生。問題34.2×10－4mol·L－1。設(shè)醋酸達(dá)到電離平衡后，電離出氫離子濃度為xmol/L，則電離出的c(CH3COO－)＝xmol/L，剩余的c(CH3COOH)＝(0.01－x)mol·L－1；根據(jù)醋酸的電離常數(shù)Ka＝eq\f(c（H＋）×c（CH3COO－）,c（CH3COOH）)＝eq\f(x2,（0.01－x）)＝1.75×10－5，計(jì)算出x＝4.2×10－4mol·L－1。問題41×10－50.1mol·L－1CH3COOH溶液的電離度約為1%，則c(H＋)＝0.1mol·L－1×1%＝0.001mol·L－1，c(CH3COO－)≈c(H＋)＝0.001mol·L－1，c(CH3COOH)≈0.1mol·L－1，Ka＝eq\f(c（CH3COO－）·c（H＋）,c（CH3COOH）)≈eq\f(0.001×0.001,0.1)＝1×10－5。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.C[依據(jù)電離常數(shù)可知酸性大小為：H2CO3＞HClO＞HCOeq\o\al(－,3)，依據(jù)強(qiáng)酸制備弱酸規(guī)律結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理判斷解答。氯水中有Cl2＋H2OHCl＋HClO，HCl可以和COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)，使得平衡不斷向右移動(dòng)，最終生成HClO、CO2、Cl－，離子方程式為COeq\o\al(2－,3)＋2Cl2＋H2O=2Cl－＋2HClO＋CO2↑，A正確；氯水中有Cl2＋H2OHCl＋HClO，HCl可以和HCOeq\o\al(－,3)反應(yīng)，使得平衡不斷向右移動(dòng)，最終生成HClO、CO2、Cl－，離子方程式為HCOeq\o\al(－,3)＋Cl2=Cl－＋HClO＋CO2↑，B正確；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，酸性：H2CO3＞HClO＞HCOeq\o\al(－,3)，則向NaClO溶液中通入CO2，應(yīng)得到的是NaHCO3，而不是Na2CO3，化學(xué)方程式為CO2＋NaClO＋H2O=NaHCO3＋HClO，C錯(cuò)誤；D正確。]2.D[HF為弱酸，存在電離平衡：HFH＋＋F－。根據(jù)勒夏特列原理，加水稀釋，平衡正向移動(dòng)，但c(H＋)減小，A錯(cuò)誤；電離常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，電離常數(shù)Ka(HF)不變，B錯(cuò)誤；當(dāng)溶液無限稀釋時(shí)，c(F－)不斷減小，但c(H＋)接近10－7mol·L－1，所以eq\f(c（HF－）,c（H＋）)減小，C錯(cuò)誤；eq\f(c（H＋）,c（HF）)＝eq\f(n（H＋）,n（HF）)，由于加水稀釋，平衡正向移動(dòng)，所以溶液中n(H＋)增大，n(HF)減小，所以eq\f(c（H＋）,c（HF）)增大，D正確。]3.B[溶液中鹽酸完全電離，使體系中c(H＋)＝0.1mol/L，這樣的環(huán)境中，H2S電離出的氫離子可以忽略不計(jì)，則：由H2