1、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第2课时 电离平衡常数一、导入新课在实验室中，经常将酸进行稀释，需要知道稀释后酸的浓度和氢离子浓度。分别取1 mL 1 molL-1盐酸和1 mL 1 molL1醋酸，均加水稀释到10 mL，请问稀释后的溶液，酸的浓度和氢离子浓度分别为多少?电解质强电解质弱电解质完全电离部分电离c(酸)=c(H+) c(酸)c(H+) molL-1 HCl = H+ + Cl- 稀释前稀释后molL-1 CH3COOH H+ + CH3COO-稀释前稀释后温故知新10.1 0.110.1二、电离平衡常数醋酸电离达到平衡时，实验测定的溶液中各种微粒的浓度如
2、表所示。请你完成表格，并将你的结论与同学交流讨论。常数 初始浓度/(molL-1)1.00 0.100 平衡浓度（molL-1） CH3COOH H+ 4.2110-3 1.3410-3 CH3COO- 已电离的醋酸浓度醋酸的起始浓度100%1.7710-51.000.421%1.8010-50.1001.34% 4.2110-3 1.3410-3 c(H+)c(CH3COO-) c(CH3COOH)交流讨论二、电离平衡常数1.定义在一定条件下，溶液中弱电解质达到电离平衡时，电离出的各种离子浓度以其在电离方程式中的化学计量数为幂的乘积，与未电离的分子的浓度以其在电离方程式中的化学计量数为幂的乘
3、积的比值是一个常数，叫做该弱电解质的电离平衡常数，简称电离常数。电离平衡常数只适用于弱电解质的计算，强电解质不适用。弱酸的电离平衡常数通常用Ka表示，弱碱的电离平衡常数通常用Kb表示。二、电离平衡常数2.表达式(1)一元弱酸CH3COOH H+ + CH3COO- Ka =c(H+)c(CH3COO-) c(CH3COOH)(2)多元弱酸 HCO3 H+ + CO32-Ka1 =c(H+)c(HCO3) c(H2CO3)-Ka2 =c(H+)c(CO3 ) c(HCO3)2-(3)一元弱碱NH3H2O NH4 + OH- + Kb =c(NH4 )c(OH-) c(NH3H2O)+ H2CO3
4、 H+ + HCO3-分步电离；每一步都有相应的电离常数，并且第一级电离程度最大二、电离平衡常数如何定量表示弱电解质电离程度的大小？弱电解质存在电离平衡，电离程度可用平衡常数定量判断。Ka =CH3COOH H+ + CH3COO- c(H+)c(CH3COO-) c(CH3COOH)温故知新二、电离平衡常数阅读课本P84页学科提炼电离平衡常数和电离度电离平衡常数是弱电解质发生电离过程中对其电离程度的定量表示，其本质就是化学平衡常数。在水溶液中或熔融状态下或非水溶剂中发生的电离平衡，均可用电离平衡常数(K)来表示。一定温度下，每一种弱电解质都有自身所对应的电离平衡常数。电离平衡常数的大小与弱电
5、解质本身的性质以及温度有关，而与弱电解质溶液的起始浓度无关。学科提炼二、电离平衡常数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，用符号表示。 已电离的弱电解质浓度弱电解质的起始浓度100%=外因：浓度：弱电解质溶液的浓度越大， 电离度越小；反之，电离度越大。阅读课本P84页学科提炼电离平衡常数和电离度学科提炼内因：溶质本身的性质温度：升高温度，电离度增大。意义：衡量弱电解质的电离程度。二、电离平衡常数例1.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 molL-1乙酰水杨酸水溶液中，乙酰水
6、杨酸的电离度为5.7%，求该酸的电离平衡常数。 已电离的弱电解质浓度弱电解质的起始浓度100%电离度()=HA H+ + A-起始/molL-1电离/molL-1平衡/molL-10.10 0 00.105.7% 0.105.7% 0.105.7% 0.10(1-5.7%) 0.105.7% 0.105.7% 9.4310-2 5.710-3 5.710-3 Ka =c(H+)c(A-) c(HA)平衡=5.710-35.710-3 9.4310-23.410-4 电离程度小方法导引二、电离平衡常数已知在25 时，1 molL-1氨水中，NH3H2O的电离度为0.42%，求NH3H2O在该温度
7、下的的电离平衡常数。起始/molL-1电离/molL-1平衡/molL-11 0 010.42% 10.42% 10.42% 1(1-0.42%) 10.42% 10.42% 0.9958 4.210-3 4.210-3 =4.210-34.210-3 0.99581.7710-5 电离程度小NH3H2O NH4 + OH- + Kb = c(NH4 )c(OH-) c(NH3H2O)平衡+ 学以致用二、电离平衡常数(1)内因：同一温度下，不同的弱电解质的电离常数不同，说明电离常数首先由物质的本身性质所决定。3.影响因素弱电解质电离常数KCH3COOH1.810-5H2CO3Ka1=4.310
8、-7 Ka2=5.610-11HNO25.610-4H2SKa1=9.110-8 Ka2=1.110-12几种弱酸的电离常数（25 ） 二、电离平衡常数(2)外因：对于同一弱电解质，电离平衡常数只与温度有关，由于电离为吸热过程，所以电离平衡常数随温度升高而增大。3.影响因素类比化学平衡常数，对于给定的化学反应，化学平衡常数的大小通常与温度相关。电离常数大小受温度影响推测二、电离平衡常数注意：1.弱电解质的电离平衡常数只与温度有关，与该弱电解质的浓度无关；2.在同一温度下，同一电解质的电离平衡常数相同，但随着弱电解质浓度的降低，电离度会增大。二、电离平衡常数实验验证pH计测定不同温度下0.05
9、molL-1醋酸的pH，实验结果如下表所示：温度2024pH3.05 3.03分子变大升高温度，电离平衡正向移动Ka =c(H+)c(CH3COO-) c(CH3COOH)分母变小证实电离常数大小受温度影响二、电离平衡常数批判性思维1.醋酸是一种弱酸，在水溶液中存在着电离平衡，若向醋酸溶液中加水进行稀释，电离平衡会发生怎样的移动？为什么？CH3COOH H+ + CH3COO- 加水稀释，电离程度增大，平衡向电离方向移动二、电离平衡常数批判性思维2.下图是用电导率传感器测得的20 mL冰醋酸加水稀释过程中溶液的电导率变化曲线，发现在稀释过程中电导率出现先增大后减小的现象，请你尝试解释原因。醋酸
10、溶液中的c(H+)=c(CH3COOH)电离度，一开始，由于醋酸的浓度比较大，浓度减小得慢，电离度增大得快，所以乘积是增大的；随着稀释的进行，浓度减小变快，电离度增大变慢，乘积减小，离子浓度减小，导电能力减弱。最高点：达到平衡CH3COOH H+ + CH3COO- 电离平衡移动建立电离平衡只有CH3COOH二、电离平衡常数弱酸、弱碱的电离平衡常数(Ka、Kb)能够反映弱酸、弱碱酸碱性的相对强弱。在一定温度下，当弱酸的浓度相同时，电离平衡常数越大，弱酸的电离程度就越大，溶液中c(H+)也越大。类似地，当弱碱的浓度相同时，电离平衡常数越大，弱碱的电离程度就越大，溶液中c(OH-)也越大。4.意义
11、电离平衡常数越大，弱酸的酸性越强，弱碱的碱性越强。二、电离平衡常数相同温度下，比较弱电解质的相对强弱例2.25 时，已知CH3COOH、HNO2的电离常数，请判断这两种酸的酸性由强到弱的顺序为： 。HNO2CH3COOH弱电解质电离常数KCH3COOH1.810-5HNO25.610-4弱电解质的性质：电离程度越大，K就越大，酸性就越强方法导引二、电离平衡常数已知25 时CH3COOH、H2C2O4、H3PO4、HF的电离常数，请判断这几种酸的酸性由强到弱的顺序为： 。H2C2O4H3PO4HFCH3COOH弱电解质电离常数KCH3COOH1.810-5H2C2O4Ka1=5.910-2 Ka
12、2=6.410-5H3PO4Ka1=7.510-3 Ka2=6.210-8 Ka3=2.210-13HF3.5310-4通常多元弱酸的K1K2K3.比较多元弱酸的酸性，主要考虑第一步电离学以致用二、电离平衡常数1.除了根据K值，还可以怎样比较酸性强弱关系?证明酸性强弱的方法：理论方法：电离常数大的酸性强；实验方法：相对强的制出相对弱的交流讨论向盛有2 mL 0.1 molL-1醋酸的试管中加入等浓度Na2CO3溶液，观察现象。2.根据试管中产生大量气泡的现象，能否推测出CH3COOH的Ka和 H2CO3的Ka的大小?2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + CO2 + H
13、2O0.1 molL-1醋酸二、电离平衡常数生产、生活中的无机弱酸、弱碱次氯酸HClO可用作漂白剂、氧化剂、除臭剂和消毒剂一水合氨NH3H2O可作为生产化肥的原料，也可在纺织、印染等行业中作 为助剂酸碱指示剂大多是有机弱酸或有机弱碱二、电离平衡常数生活向导有机弱酸在生活中十分常见。许多水果有酸味，主要是因为它们含有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸(维生素C)等有机酸。蚊虫叮咬人的皮肤后，会在伤口处留下甲酸(HCOOH，也称蚁酸)等分泌物，使皮肤瘙痒、产生红疹。 人体在剧烈运动的过程中会产生乳酸 (CH3CHCOOH)，使人运动过后感觉肌肉发酸； 硬脂酸(C17H35COOH)是一种脂肪酸，常用于 制造
14、肥皂，脂肪酸可用通式RCOOH表示。生活中的有机弱酸OH三、课堂练习A1下列关于电离常数(K)的说法中正确的是（ ）A电离常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱B电离常数(K)与温度无关C不同浓度的同一弱电解质，其电离常数(K)不同D多元弱酸各步电离常数相互关系为K1K2K3三、课堂练习B2已知三种酸HA、HB、HC的电离常数分别为a、b、c，且abc，则对相同浓度的酸溶液叙述正确的是（ ）AHC的溶液c(H+)最大BHA溶液酸性最强CHC溶液的pH最小D三种溶液中酸的电离程度：HAHBHC三、课堂练习A30.10 molL-1 HA溶液中有1%的HA电离，则HA的电离平衡常数K为（ ）A1
15、.010-5 B1.010-7 C1.010-8 D1.010-9三、课堂练习D4能说明醋酸是弱电解质的事实是（ ）A醋酸溶液的导电性比盐酸弱B醋酸溶液与碳酸钙反应，缓慢放出二氧化碳C醋酸溶液用水稀释后，溶液的pH增大D0.1 molL-1的醋酸溶液中，氢离子浓度约为0.001 molL-1三、课堂练习C5下列说法正确的是（ ）A浓度为0.1 molL-1 CH3COOH溶液，加水稀释，则c(CH3COO-)/c(CH3COOH)减小B浓度为0.1 molL-1 CH3COOH溶液，升高温度，Ka(CH3COOH)不变，但醋酸的电离程度增大C浓度为0.1 molL-1 HA溶液pH为4，则HA
16、为弱电解质DCH3COOH的浓度越大，CH3COOH的电离程度越大四、课堂小结电离平衡常数定义：表达式：影响因素达到电离平衡时，电离出的各种离子浓度幂的乘积，与未电离的分子的浓度幂的乘积的比值是一个常数Ka =c(H+)c(CH3COO-) c(CH3COOH)Kb =c(NH4 )c(OH-) c(NH3H2O)+ 内因：物质的本身性质外因：只与温度有关，电离常数随温度升高而增大电离平衡常数越大，弱酸的酸性越强，弱碱的碱性越强。意义：四、课堂小结电离度定义：表达式：影响因素电离达到平衡时，弱电解质已电离部分的浓度与其起始浓度的比值内因：溶质本身的性质外因衡量弱电解质的电离程度意义： 已电离的弱电解质浓度弱电解质的起始浓度100%=浓度（随溶液浓度增大而减小）温度（随温度升高而增大）敬请各位老师提出宝贵意见！
