1、第一单元第一单元 第二节第二节电离平衡常数电离平衡常数水的电离平衡水的电离平衡专题三 水溶液中的离子反应知识回顾知识回顾 ：化学平衡常数化学平衡常数 K对于可逆反应：对于可逆反应：aA+bB cC+dD cc(C)cd(D)K = ca(A)cb(B)（1）、表达式：）、表达式：（2）、意义：）、意义：K值越大，可逆反应进行的程度越大。值越大，可逆反应进行的程度越大。（3）、影响因素：内因：反应物的本性）、影响因素：内因：反应物的本性 外因：温度外因：温度 稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/L0.2 mol/L 稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/LHCl完全电离酸的
2、浓度与氢离子浓度相等CH3COOH部分电离酸的浓度与氢离子浓度不相等HCl HHCl H+ + + Cl + Cl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 2 mol/L 盐酸和1 mL 2 mol/L 醋酸，均加水稀释到10 mL，稀释后的溶液，酸的浓度和氢离子浓度分别为多少？写出醋酸的电离方程式，并写出该电离方程式的平衡常数表达式。K Kc c(CH(CH3 3COOCOO) )c c(H(H+ +) )c c(CH(CH3 3COOH)COOH)这个常数叫做，简称。一、电离平衡常数定量表示弱电解质电离程度的大小的物理量通常用Ka、Kb分别表示弱酸、
3、弱碱的电离常数。醋酸的电离常数表达式一水合氨的电离常数表达式K Kb bc c( (NHNH4 4+ +) )c c(OH(OH) )c c(NH(NH3 3H H2 2O)O)K Ka ac c(CH(CH3 3COOCOO) )c c(H(H+ +) )c c(CH(CH3 3COOH)COOH)CHCH3 3COOH HCOOH H+ + + CH + CH3 3COOCOONHNH3 3H H2 2O NHO NH4 4+ + + OH + OHKa=c ( H+) .c( A-) c(HA)Kb=c ( M+).c( OH- ) c(MOH)（1）、）、K表达式：表达式：1.多元弱酸
4、在水中的电离是分步的。H2CO3是二元弱酸，H2CO3的电离方程式为：H H2 2COCO3 3 H H+ + + HCO + HCO3 3- -HCO3- H H+ + + CO + CO3 32-2-2.多元弱酸每一步都有电离常数， 通常用Ka1、Ka2 或Kb1、Kb2 加以区分。例1：书写H2CO3的电离平衡常数比较多元弱酸的各步电离常数可以发现，Ka1 Ka2 Ka3 当Ka1 Ka2 时，计算多元弱酸中的c(H+)，或比较多元弱酸酸性的相对强弱时，通常只考虑第一步电离。25 时，H2CO3的两步电离常数分别为：4.44.410107 7c c(H(H+ +) )c c(HCO(HC
5、O ) )c c( (H H2 2COCO3 3) )K Ka1 a1 3 34.74.710101111c c(H(H+ +) )c c(CO (CO ) )c c( (HCOHCO ) ) K Ka2a2 2 23 3 3 3 3起始浓度/(molL1)变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)0.20.20 0 0 00.20.2 1.71.710103 31.71.710103 31.71.710103 3(1.7(1.710103 3) )(1.7(1.710103 3) ) 0.20.2 1.41.410105 5c c(NH(NH3 3H H2 2O)O)K Kb bc c
6、(NH(NH4 4+ + ) )c c(OH(OH) )例2：在某温度时，溶质的物质的量浓度为 0.2 molL1的氨水中，达到电离平衡时，已电离的NH3H2O为1.7103 molL1，试计算该温度下NH3H2O的电离常数（Kb）NHNH3 3H H2 2O NHO NH4 4+ + + OH + OHK的意义：的意义：K值越大，电解质越易电离，即：电离能力越强值越大，电解质越易电离，即：电离能力越强 K值越小，电解质越难电离，即：电离能力越弱值越小，电解质越难电离，即：电离能力越弱 表征了弱电解质的电离能力的相对强弱，表征了弱电解质的电离能力的相对强弱， 根据根据相同温度下相同温度下电离常
7、数的大小可以判断弱电解质电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力电离能力的相对强弱的相对强弱多元弱酸是分步电离的，多元弱酸是分步电离的，K K1 1K K2 2（一般要相差（一般要相差10105 5）。）。 多元弱酸的酸性由多元弱酸的酸性由第一步电离第一步电离决定。决定。类比化学平衡常数，对于给定的化学反应，化学平衡常数大小通常与温度相关。电离常数大小受温度影响 （3）研究影响电离常数大小的因素 温度温度 20 20 24 24 pHpH3.053.053.033.03证实 pH计测定不同温度下0.05 mol/L 醋酸的pH，实验结果如下表所示：分子变大分母变小K Ka ac c(CH(CH3
8、 3COOCOO) )c c(H(H+ +) )c c(CH(CH3 3COOH)COOH)CHCH3 3COOH HCOOH H+ + + CH + CH3 3COOCOOCHCH3 3COOH COOH HCNHCN酸性：Ka(CH3COOH) Ka(HCN) K Ka ac c(CH(CH3 3COOCOO) )c c(H(H+ +) )c c(CH(CH3 3COOH)COOH)CHCH3 3COOH HCOOH H+ + + CH + CH3 3COOCOO已知:25 时，相同浓度的CH3COOH溶液与HCN溶液相比较，CH3COOH溶液酸性相对更强 你能比较该温度下CH3COOH、
9、HCN电离常数的大小吗？K Ka ac c(CN(CN) )c c(H(H+ +) )c c(HCN)(HCN) HCN H HCN H+ + +CN +CN（3）、影响电离平衡常数大小的因素：）、影响电离平衡常数大小的因素：A.A.电离平衡常数大小是由物质的本性决定的，在电离平衡常数大小是由物质的本性决定的，在同一温度下，不同弱电解质的电离常数不同。同一温度下，不同弱电解质的电离常数不同。B.B.与化学平衡常数一样，同一弱电解质的电离平与化学平衡常数一样，同一弱电解质的电离平衡常数只受温度影响，不受浓度影响。衡常数只受温度影响，不受浓度影响。知识回顾知识回顾 ：平衡转化率平衡转化率（1）、表
10、达式：）、表达式：%100该反应物的起始浓度该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度（2）、意义：表示一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。）、意义：表示一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。（3）、影响因素：内因：反应物的本性）、影响因素：内因：反应物的本性 外因：温度、反应物的浓度外因：温度、反应物的浓度%100%100弱电解质分子总数数已电离的弱电解质分子弱电解质的初始浓度度已电离的弱电解质的浓二、弱电解质的电离度二、弱电解质的电离度 ：的表达式：的表达式：已电离弱电解质分子数原弱电解质分子数100%100%1.71.710103 3V V( (溶液溶液) )0.20.2V V( (溶液
11、溶液) )100%100%0.85%0.85%在某温度时，溶质的物质的量浓度为 0.2 molL1的氨水中，达到电离平衡时，已电离的NH3H2O为1.7103 molL1CH3COOH的电离常数（25 ）1.751.7510105 5K Ka ac c(CH(CH3 3COOCOO) )c c(H(H+ +) )c c(CH(CH3 3COOH)COOH)6.26.210101010K Ka ac c(CN(CN) )c c(H(H+ +) )c c(HCN)(HCN)CHCH3 3COOH COOH HCNHCN酸性：1.相同温度下，直接比较弱电解质的相对强弱三、电离常数的应用HCN的电离常
12、数（25 ）某些弱电解质的电离常数（25 ）HClOHClOHFHFHNOHNO2 24.04.010108 86.36.310104 45.65.610104 4CHCH3 3COOH CHCOOH CH3 3COOCOO + H+ H+ +Q Q c c(H(H+ +) )2 2c c(CH(CH3 3COOCOO) )2 2c c(CH(CH3 3COOH)COOH)2 2K Ka a2 2 K Ka a K Ka ac c(CH(CH3 3COOCOO) )c c(H(H+ +) )c c(CH(CH3 3COOH)COOH)2.判断电离平衡移动的方向例：若将0.1 mol/L 醋酸加
13、水稀释，使其溶质的浓度变为原来的一半，你能判断醋酸电离平衡移动的方向吗？已知：CH3COOH电离常数3.计算粒子的浓度取1 mL 2 mol/L 醋酸，加水稀释到10 mL，稀释后的溶液，酸的浓度和氢离子浓度分别为多少？ 稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/LCH3COOH部分电离酸的浓度与氢离子浓度不相等xx0.21.75105变化浓度/(molL1)xxx平衡浓度/(molL1)x0.2 xxc(CH3COOH)(0.2x) molL1 c(H+) x 0.001 87 mol/LCH3COOH电离常数0起始浓度/(molL1)0.20K Ka ac c(CH(CH3 3COO
14、COO) )c c(H(H+ +) )c c(CH(CH3 3COOH)COOH)进一步分析：稀释过程中，醋酸电离平衡正向移动平衡移动只能削弱反应条件的影响0.001 87 mol/L0.00 591 mol/L稀释10倍后，c(CH3COOH)降为之前浓度的1 11010稀释10倍后，c(H+)降为之前浓度的3.23.21010 稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/L4.计算电离度已知弱电解质在水中达到电离平衡状态时，已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率，称为电离度。XXX起始起始C0 0平衡平衡C-XXX反应本质：2CH2CH3 3COOHCOOH + + NaNa
15、2 2C CO O3 3 2CH 2CH3 3COONaCOONa + + H H2 2O O + + COCO2 2实验结论：查阅教科书附录IICH3COOH Ka1.75105（25 ）H2CO3 Ka14.5107（25 ）1向盛有2 mL 0.1 mol/L 醋酸的试管中加入等浓度 Na2CO3溶液，观察现象。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Ka1 的大小？学以致用 进一步分析：为什么通常需要相对强酸提供H+？CHCH3 3COOH COOH + CO+ CO3 32-2- HCO HCO3 3- - + + CH CH3 3COOCOOK K
16、c c(HCO(HCO3 3- -) ) c c(CH(CH3 3COOCOO) )c c(CO(CO3 32-2-) ) c c(CH(CH3 3COOCOOH H) )c c(H(H+ +) )c(Hc(H+ +) )K K(CH(CH3 3COOH)COOH)K Ka2a2(H(H2 2COCO3 3) )K Kc c(HCO(HCO3 3- -) ) c c(CH(CH3 3COOCOO) )c c(CO(CO3 32-2-) ) c c(CH(CH3 3COOCOOH H) )2022-4-20巴东县第三高级中学27四、水的电离四、水的电离H2O + H2O H3O+ + OH-简写
17、为：简写为：H2O H+ OH-(水电离出的水电离出的H+、OH-浓度相等浓度相等)水是水是极弱极弱的电解质的电解质25 1L水只有水只有10-7molH2O分分子发生电离子发生电离多少个水分子才有多少个水分子才有1个电离？个电离？55.61072022-4-20巴东县第三高级中学28 K 电离电离c(H+)c(OH-） c(H2O）K . =c ( H+) .c( OH-) c(H2O)Kw =c ( H+) .c( OH-) 其中常数其中常数K与常数与常数c(H2O)的积记为的积记为Kw,称为称为水的离子积常数水的离子积常数，简称为离子积，简称为离子积H2O H+ OH-1、水的离子积常数
18、、水的离子积常数25250 0C C时时：K KW W = C(H = C(H+ +) ) C(OHC(OH- -)=)=1 11010-14-14 K KW W适用于纯水，也适用于酸、碱、中性溶液。适用于纯水，也适用于酸、碱、中性溶液。溶液中有：溶液中有：C(HC(H+ +) )C(OHC(OH- -) ) = = K KW W25250 0C C时：时： C(H C(H+ +) ) C(OHC(OH- -) ) = K= KW W= 1= 11010-14-14K KW W是温度的函数，只受温度影响，是温度的函数，只受温度影响， 温度越高，温度越高，K KW W越大。越大。1001000
19、0C C是，是，K KW W= 1= 11010-12-122022-4-20巴东县第三高级中学30KW =c（H+） c（OH-） =110-1425时（常温）时（常温） 如果温度变化如果温度变化Kw会如何变化会如何变化?为什么为什么?实验测得：实验测得：在在2525，水电离出来的，水电离出来的c(H+)=c(OH-)=10-7mol/LKwKw10010050502525202000温度温度1.1410-15 6.8110-15 110-14 5.4710-14 110-122022-4-20巴东县第三高级中学31水的电离水的电离吸热吸热（1 1）升高温度，）升高温度，促进促进水的电离，水
20、的电离，Kw增大增大c(Hc(H+ +)=c(OH)=c(OH- -) )升高温度：升高温度：平衡向平衡向 移动移动, c(H ) ,c(OH-) , Kw右右增大增大 增大增大增大增大注意：水的注意：水的离子积只随温度的改变而改变离子积只随温度的改变而改变2. 影响水的电离平衡的因素影响水的电离平衡的因素H2O H+ OH-Kw适用于适用于一定温度下一定温度下任何稀的电解质溶液任何稀的电解质溶液2022-4-20巴东县第三高级中学32对常温下的纯水进行下列操作：对常温下的纯水进行下列操作：加加NaOHNaOH加加HClHCl加热加热K Kw wc(Hc(H+ +)c(OH)c(OH- -)
21、)浓度大浓度大小关系小关系c(OHc(OH- -) )c(Hc(H+ +) )水的电离平衡移水的电离平衡移动方向动方向酸碱性酸碱性 条件条件(2)(2)加入酸或碱，加入酸或碱，抑制抑制水的电离，水的电离，K Kw w不变。不变。中性中性 正反应正反应 增大增大 增大增大 c(Hc(H+ +)=c(OH)=c(OH- -) ) 增大增大 酸性酸性 逆反应逆反应 增大增大 减小减小 c(Hc(H+ +)c(OH)c(OH- -) ) 不变不变碱性碱性 逆反应逆反应 减小减小 增大增大 c(Hc(H+ +)c(OH)10-7c(OH-)酸性酸性左移左移10-7c(H+)c(OH-)碱性碱性2022-
22、4-20巴东县第三高级中学35溶液的酸碱性由溶液的酸碱性由溶液中溶液中H+、OH-浓度相对大小决定浓度相对大小决定酸性酸性:c(H+) c(OH-)中性中性:c(H+) = c(OH-)碱性碱性:c(H+) c(OH-)常温25c(H+)10-7mol/Lc(H+) = 10-7mol/Lc(H+)10-7mol/L无论任何温度，无论任何温度，无论酸性、中性、碱性溶液，都无论酸性、中性、碱性溶液，都存在水电离出的存在水电离出的H+、OH-，并且由水电离出的这，并且由水电离出的这两两种离子浓度一定相等种离子浓度一定相等。2022-4-20巴东县第三高级中学36判断正误：判断正误：1. 如果如果c
23、(H+)不等于不等于c(OH-)则溶液一定呈现酸碱性则溶液一定呈现酸碱性。2. 在水中加酸会抑制水的电离，电离程度减小。在水中加酸会抑制水的电离，电离程度减小。3. 如果如果c(H+)/c(OH-)的值越大则酸性越强。的值越大则酸性越强。4. 任何水溶液中都有任何水溶液中都有c(H+)和和c(OH-)。5. c(H+)等于等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性的溶液一定呈现酸性。6. 对水升高温度电离程度增大，酸性增强。对水升高温度电离程度增大，酸性增强。2022-4-20巴东县第三高级中学372. 0.1mol/L的的NaOH溶液中，溶液中， c(OH-)=？、？、c(H)=？、？、由水电
24、离出的由水电离出的c(OH-)水水=？、？、 c(H)水水=？1. 0.1mol/L的盐酸溶液中，的盐酸溶液中， c(H)=？ 、 c(OH-)=？、？、由水电离出的由水电离出的c(OH-)水水=？、？、 c(H)水水=？3. 0.1mol/L的的NaCl溶液中，溶液中， c(OH-)=？、？、c(H)=？计算：计算：4 4、溶液中、溶液中C(OHC(OH- -) ) 和和C(HC(H+ +) )的计算的计算 （2 2）强酸：）强酸：H H+ +来源于水电离和酸电离，来源于水电离和酸电离，忽略水电离产生的忽略水电离产生的H H+ +c(Hc(H+ +) )总总 c(H c(H+ +) )酸酸c
25、(OHc(OH- -) )总总 c(OH c(OH- -) )水水= = K Kw wc(Hc(H+ +)= c(H)= c(H+ +) )水水（3 3）强碱：）强碱：OHOH- -来源于水电离和碱电离，来源于水电离和碱电离，忽略水电离产生的忽略水电离产生的OHOH- -c(OHc(OH- -) )总总 c(OH c(OH- -) )碱碱c (Hc (H+ +) )总总 c(H c(H+ +) ) 水水= = K Kw wc(OHc(OH- -)= )= c(OH-)水水（1）纯水）纯水:c(H) = c(OH) = WK（4）不论是在中性、酸性还是碱性溶液中，）不论是在中性、酸性还是碱性溶液
26、中，c(H+)与与c(OH)可能相等也可能不等，但由可能相等也可能不等，但由水电离出的水电离出的C(H+)水水c(OH)水水（2）常温下（）常温下（25）,任何稀的水溶液中任何稀的水溶液中 Kw= c(H+)c(OH)=11014（3）在溶液中）在溶液中,KW中的中的c(H+)指指中总的离子浓度中总的离子浓度.（1）KW与温度有关与温度有关,温度升高，温度升高，KW增大；增大；温度降低，温度降低，KW减小。（水的电离是减小。（水的电离是吸热吸热的）的）【再次强调】【再次强调】2022-4-20巴东县第三高级中学40下列五种溶液中下列五种溶液中c(Hc(H+ +) )由大到小的排列顺序由大到小的
27、排列顺序A.0. 1 molA.0. 1 molL L-1-1的盐酸；的盐酸；B.0.1 molB.0.1 molL L-1-1的硫酸；的硫酸；C. 0.1 molC. 0.1 molL L-1-1的的NaOH;NaOH;D. 0.1 molD. 0.1 molL L-1-1的的CHCH3 3COOH;COOH;E. 0.1 molE. 0.1 molL L-1-1的的NaClNaCl，BADEC0.1mol/L0.2mol/L110-13mol/L110-7mol/L比较：比较：2022-4-20巴东县第三高级中学41某溶液中由某溶液中由水电离水电离产生的产生的c(H+) = 10-12 m
28、ol/L ，则该溶液呈酸性还是碱性？则该溶液呈酸性还是碱性？ c(H+) 水水= c(OH-) 水水= 10-12 mol/L若若c(H+) aq= c(H+) 水水= 10-12 mol/L 则则 c(OH-) aq= 10-2 mol/L 溶液显碱性溶液显碱性若若c(OH-) aq= c(OH-)水水= 10-12 mol/L 则则 c(H+) aq= 10-2 mol/L 溶液显酸性溶液显酸性逆推：逆推：2022-4-20巴东县第三高级中学42练习练习浓度均为浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的的下列溶液中由水电离出的c(H+) H2O大小关系为：盐酸大小关系为：盐酸 醋酸溶液醋酸溶液 硫酸溶液硫酸溶液 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 =
