第3章第1節(jié)-電離平衡(第2課時(shí)-電離平衡常數(shù))(學(xué)生版)

《2021-2022學(xué)年高二化學(xué)同步精品學(xué)案（新人教版選擇性必修1）》第三章水溶液中離子反應(yīng)與平衡第一節(jié)電離平衡第2課時(shí)電離平衡常數(shù)一、電離平衡常數(shù)1．概念：在一定條件下，當(dāng)弱電解質(zhì)的電離達(dá)到平衡時(shí)，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(jiǎn)稱(chēng)電離常數(shù)，用K表示(酸用Ka，堿用Kb)。2．電離平衡常數(shù)的表示方法弱電解質(zhì)電離平衡平衡常數(shù)表達(dá)式一元弱酸CH3COOHCH3COO－＋H＋一元弱堿NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－多元弱酸H2CO3H2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)〔特別提醒〕多元弱堿的電離與多元弱酸的電離情況相類(lèi)似，但多元弱堿的電離可寫(xiě)成一步?！緮?shù)據(jù)導(dǎo)引】部分弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)（25℃）弱電解質(zhì)CH3COOHHCNH2CO3NH3?H2O電離平衡常數(shù)1.75×10-56.2×10-10Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11Kb=1.8×10-53．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(shuō)明電離常數(shù)首先由弱電解質(zhì)的所決定。（2）外因：對(duì)于同一弱電解質(zhì)，電離平衡常數(shù)只與______有關(guān)，由于電離為_(kāi)_____過(guò)程。4．意義：表示弱電解質(zhì)的電離能力。（1）同一溫度下，電離常數(shù)越大，弱電解質(zhì)越易電離，反之亦然。（2）比較電離常數(shù)的大小可以判斷弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱。如25℃時(shí)，上表中，Ka(CH3COOH)>Ka(HCN)，則HCN的酸性比CH3COOH更（“弱”或“強(qiáng)”）。

（3）多元弱酸的第一步的電離常數(shù)遠(yuǎn)大于第二步的，即Ka1?Ka2，則計(jì)算多元弱酸中的c(H＋)或比較多元弱酸的酸性相對(duì)強(qiáng)弱時(shí)，通常只考慮第一步電離。

多元弱堿的情況與多元弱酸類(lèi)似?！旧疃人伎肌慷嘣跛岬亩?jí)電離程度遠(yuǎn)小于一級(jí)電離的主要原因是__________________________________________________________________________________?！緦?shí)驗(yàn)3—2】推測(cè)CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1的大小比較實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論CH3COOH酸性（“大于”或“小于”）碳酸Ka大小比較Ka(CH3COOH)Ka1(H2CO3)【思考與討論】鎂條與等濃度、等體積鹽酸、醋酸的反應(yīng)向兩個(gè)錐形瓶中各加入0.05g鎂條，蓋緊橡膠塞，然后用注射器分別注入2mL2mol·L－1鹽酸、2mL2mol·L－1醋酸，測(cè)得錐形瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。由上述圖像分析兩種反應(yīng)的反應(yīng)速率的變化情況。宏觀辨識(shí)微觀探析反應(yīng)初期鹽酸的反應(yīng)速率比醋酸。鹽酸是強(qiáng)酸，電離，醋酸是弱酸，電離，同濃度的鹽酸和醋酸，鹽酸中的c(H＋)，因而反應(yīng)速率。反應(yīng)過(guò)程中鹽酸的反應(yīng)速率始終比醋酸大，鹽酸的反應(yīng)速率減小明顯，醋酸的反應(yīng)速率減小不明顯.醋酸中存在電離平衡，隨反應(yīng)的進(jìn)行，電離平衡移動(dòng)，消耗的氫離子能及時(shí)電離補(bǔ)充，所以一段時(shí)間速率變化不明顯。最終（1）二者產(chǎn)生的氫氣的量基本相等；（2）速率幾乎都變?yōu)榱悖?）鎂條稍微過(guò)量，兩種酸的物質(zhì)的量相同，隨醋酸電離，平衡正向移動(dòng)，醋酸幾乎消耗完全，最終二者與鎂條反應(yīng)的氫離子的物質(zhì)的量幾乎相同，因而產(chǎn)生的H2的量幾乎相同。（2）兩種酸都幾乎消耗完全，反應(yīng)停止，因而反應(yīng)速率幾乎都變?yōu)?。【方法總結(jié)】電離平衡常數(shù)的應(yīng)用（1）根據(jù)電離平衡常數(shù)可以判斷弱酸(或弱堿)的相對(duì)強(qiáng)弱。（2）根據(jù)濃度商Q與電離平衡常數(shù)K的相對(duì)大小判斷電離平衡的移動(dòng)方向。（3）根據(jù)電離平衡常數(shù)判斷溶液中微粒濃度比值的變化情況。（4）判斷復(fù)分解反應(yīng)能否發(fā)生。【理解應(yīng)用】相同溫度下，根據(jù)三種酸的電離常數(shù)，下列判斷正確的是()酸HXHYHZ電離常數(shù)K/(mol·L－1)9×10－79×10－61×10－2A．三種酸的強(qiáng)弱關(guān)系：HX＞HY＞HZB．反應(yīng)HZ＋Y－=HY＋Z－不能夠發(fā)生C．V升HY溶液，加入水使溶液體積為2V，則Q=eq\f(1,2)K(HY)，平衡正向移動(dòng)，促進(jìn)HY電離D．0.1mol·L－1HX溶液加水稀釋?zhuān)琫q\f(cX－,cHX)值變小【計(jì)算模型】電離常數(shù)的計(jì)算——三段式法例：25℃amol·L－1的CH3COOHCH3COOHCH3COO－＋H＋起始濃度/mol·L－1a00變化濃度/mol·L－1xxx平衡濃度/mol·L－1a－xxx則Ka＝eq\f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)＝eq\f(x2,a－x)≈eq\f(x2,a)〔深度思考〕在Ka＝eq\f(x2,a)的運(yùn)算過(guò)程中，運(yùn)用了兩個(gè)近似計(jì)算，請(qǐng)分析是哪兩個(gè)及采用近似計(jì)算的原因?！镜淅治觥?．弱電解質(zhì)的電離度用α表示，則α＝eq\f(已電離的弱電解質(zhì)的物質(zhì)的量,弱電解質(zhì)的初始物質(zhì)的量)×100%＝eq\f(已電離的弱電解質(zhì)濃度,弱電解質(zhì)的初始濃度)×100%。電離度實(shí)質(zhì)上表示的是弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率，25℃時(shí)，0.10mol·L－1HA溶液中有1%的HA電離，則HA的電離平衡常數(shù)Ka為_(kāi)_______。2．25℃時(shí)，0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中，c(H＋)＝1.0×10-3mol·L-1(忽略水的電離)。（1）該溫度下CH3COOH的電離度______。（2）CH3COOH的電離平衡常數(shù)________?！绢A(yù)習(xí)檢驗(yàn)】1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)（1）電離常數(shù)只受溫度影響，與濃度無(wú)關(guān)()（2）改變條件，電離平衡向正向移動(dòng)，電離平衡常數(shù)一定增大()（3）改變條件，電離平衡常數(shù)增大，電離平衡一定向正向移動(dòng)()（4）當(dāng)弱電解質(zhì)的濃度增大時(shí)，電離度增大()（5）Ka大的酸溶液中c(H＋)一定比Ka小的酸溶液中的c(H＋)大()（6）H2CO3的電離常數(shù)表達(dá)式：K＝eq\f(cH＋·cCO\o\al(2－,3),cH2CO3)()（7）相同溫度下，0.01mol·L－1的醋酸溶液與0.1mol·L－1的醋酸溶液CH3COOH的Ka一定相同()（8）濃度為cmol·L－1的一元弱酸(HA：Ka)溶液中，c(H＋)＝eq\r(Ka·c)()2．下列曲線(xiàn)中，可以描述乙酸(甲，Ka＝1.8×10－5)和一氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10－3)在水中的電離程度和濃度關(guān)系的是()3．已知：25℃時(shí)NH3·H2O的Kb＝2.0×10－5。（1）求0.10mol·L－1的NH3·H2O溶液中c(OH－)＝________mol·L－1。（2）若向0.10mol·L－1的NH3·H2O中加入固體NH4Cl，使c(NHeq\o\al(＋,4))達(dá)到0.20mol·L－1，則c(OH－)＝________mol·L－1。4．2.0×10－3mol·L－1的氫氟酸中，調(diào)節(jié)溶液pH(忽略調(diào)節(jié)時(shí)體積變化)，測(cè)得平衡體系中c(F－)、c(HF)與溶液pH的關(guān)系如下圖。則25℃時(shí)，HF電離平衡常數(shù)為：Ka(HF)＝。5．常溫下0.1mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀釋過(guò)程中，下列表達(dá)式中的數(shù)據(jù)變化情況(填“變大”“變小”或“不變”)。（1）eq\f(c(CH3COO－),c(CH3COOH))______。（2）eq\f(c(CH3COO－)·c(H＋),c(CH3COOH))______。（3）eq\f(c(CH3COOH),c(H＋))_______。（4）eq\f(c(CH3COO－),c(H＋))________。6．25℃時(shí)，部分物質(zhì)的電離平衡常數(shù)如表所示：化學(xué)式CH3COOHH2CO3HClO電離平衡常數(shù)1.7×10－5K1＝4.3×10－7K2＝5.6×10－113.0×10－8請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)____________