1、第三章水溶液中的离子反应与平衡第三章水溶液中的离子反应与平衡第一节电离平衡第一节电离平衡第第3 3课时课时 电离平衡常数电离平衡常数1含义：三、电离平衡常数2表示方法： 在一定条件下，当弱电解质达到电离平衡时，溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K表示。弱酸的用Ka表示，弱碱的用Kb表示。 三、电离平衡常数(1)一元弱酸HA的电离常数：HA HA(2)一元弱碱BOH的电离常数：BOH BOHc(A -）、c(B十）、c(HA）和c(BOH）均为达到电离平衡时的平衡浓度。【例题】在某温度时，溶质的物质的量
2、浓度为【例题】在某温度时，溶质的物质的量浓度为 0.2 molL 0.2 molL1 1的氨水的氨水中，达到电离平衡时，已中，达到电离平衡时，已电离的电离的NHNH3 3HH2 2O O为为1.71.710103 3 molL molL1 1，试，试计算该温度下计算该温度下NHNH3 3HH2 2O O的电离常数（的电离常数（K Kb b）NHNH3 3H H2 2O NHO NH4 4+ + + OH + OH起始浓度/(molL1)变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)总结：已知起始时c(HX)和电离产生的c(H+),求电离平衡常数。 HX H+X- 起始: c(HX) 0 0
3、平衡: c(HX)-c(H+) c(H+) c(X-)由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)c(HX),则Ka= ,代入数值求解即可。三、电离平衡常数(3)多元弱酸的电离平衡常数:多元弱酸分步电离，每一步都有电离平衡常数，通常用Ka1、Ka2等来分别表示。H2CO3 HHCO3 Ka1 HCO3 HCO32 Ka225时H2CO3 的两步电离常数为：4.54.7H2CO3 的两步电离常数Ka1Ka2 H3PO4H+ + H2PO4- Ka1= 7.1H2PO4- -H+ + HPO42- Ka2= 6.2HPO42- -H+ + PO43- Ka
4、3= 4.5H3PO4的分步电离：的分步电离：多元弱酸的各级电离常数逐渐减小：Ka1Ka2Ka3 当Ka1Ka2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。醋酸溶液醋酸溶液CH COOH CH COO- + H+ 例例2 2：2525时，时，CHCH3 3COOHCOOH的的Ka=1.8Ka=1.80.0.1 mol/L 1 mol/L CHCH3 3COOHCOOH溶液中溶液中c(H+)和c(CH3COO-)2525时，时，NHNH3 3 H H2 2O O的的K Kb b=1.8=1.80.20.2 mol/L mol/L 氨水中氨水中c(OH-)总
5、结总结：已知起始时c(HX)和电离平衡常数,求溶液中c(H+)。 HX H+X-起始:c(HX) 0 0平衡:c(HX)-c(H+) c(H+) c(X-)三、电离平衡常数3.电离常数K的影响因素:升高温度，电离常数K值增大电解质越弱，越难电离，电离常数K越小内因：外因：由物质本性决定同一弱电解质溶液， 电离常数K只受温度影响在使用电离平衡常数时在使用电离平衡常数时应指明温度应指明温度三、电离平衡常数4.电离常数K的意义:电离常数电离常数表征了弱电解质的电离能力表征了弱电解质的电离能力,根据相同温度下，电根据相同温度下，电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱。离常数的大小可以判断弱电
6、解质电离能力的相对强弱。弱酸的弱酸的Ka越大，电离程度越大，越容易电离出越大，电离程度越大，越容易电离出H+，酸性越强。酸性越强。H2SO3 H3PO4 HF CH3COOH H2CO3 H2S HClO HCN Ka1（H2SO3）=1.5410-2Ka1 (H3PO4)=7.110-3Ka(HF)=6.810-4Ka(CH3COOH)=1.710-5Ka1（H2CO3）=4.5410-7Ka1（H2S）=1.010-7Ka (HClO)=3.210-8Ka (HCN)=6.210-10(常温下)弱碱的弱碱的Kb越大，电离程度越大，越容易电离出越大，电离程度越大，越容易电离出OH-，碱，碱性
7、越强。性越强。实验操作向盛有2 mL 1mol/L 醋酸的试管中滴加1 mol/L Na2CO3溶液实验现象原理结论有气泡产生反应生成了CO2，化学方程式为2CH3COOH + Na2CO3=2CH3COONa + H2O +CO2CH3COOH的酸性比H2CO3的强，Ka(CH3COOH)Kal(H2CO3)(1)反应速率都是先快后慢，镁与盐酸的反应速率比镁与醋酸的要快。反应速率都是先快后慢，镁与盐酸的反应速率比镁与醋酸的要快。(2)镁和盐酸与镁和醋酸最终反应结束时，产生氢气的体积是相同的。Mg条与盐酸、醋酸反应的化学方程式分别为：Mg 2HCl= MgCl2H2Mg2CH3COOH=(CH
8、3COO)2MgH2反应本质为Mg失去电子，H+得到电子生成H2c(H+)为影响反应速率的主要因素初始阶段，2 mol/L 的盐酸的c(H+)为：2 mol/L 2 mol/L 的醋酸的c(H+)为：小于2 mol/L与Mg条反应，初始阶段的反应速率：2 mL 2 mol/L 的盐酸和2 mL 2 mol/L醋酸可电离的n(H+)HCl HHCl H+ + + Cl + ClCHCH3 3COOH CHCOOH CH3 3COOCOO + H+ H+ +当镁过量时，反应结束后，n(H2)0.002 mol相同条件下，两锥形瓶压强基本相等三、电离平衡常数5.电离度 （） := 100%已电离的溶
9、质分子数 原有溶质分子总数 已电离的溶质浓度 溶质的初始浓度= 100%弱电解质在水中达到电离平衡时，已电离的溶质分子数占原有溶质分子总数的百分数，称为电离度。电离度实际上是一种平衡转化率，表示弱电解质在水中表示弱电解质在水中的电离程度。电离度越大，则表示弱电解质电离程度越大。的电离程度。电离度越大，则表示弱电解质电离程度越大。同一弱电解质的电离度与浓度、温度有关。溶液越稀，电离度越大；温度越高，电离度越大；三、电离平衡常数6.电离常数的应用 :比较离子浓度大小：如磷酸溶液中离子浓度大小关系C(H+) c(H2PO4-) c(HPO42-) c(PO43-） c(OH-)H2S溶液和氨水中的微
10、粒浓度大小关系分别为：2.18 时,H2A(酸):Ka1=4.310-7,Ka2=2.110-12;H2B(酸):Ka1=1.010-7,Ka2=6.310-13。在浓度相同的两种溶液中,用“”“三、电离平衡常数6.电离常数的应用 :比较离子结合质子的能力大小:弱酸的Ka值越小，酸性越弱，酸根阴离子结合H+的能力就越强。例如：已知在25下，H2CO3和HClO的电离常数如下：H2CO3 的 Ka14.5 Ka24.7HClO的Ka=3.210-8在Na2CO3和NaClO的混合溶液中逐滴加入稀硫酸，发生离子方程式的先后顺序为： 、 、 。 将少量CO2通入NaClO的溶液中的离子方程式： 。
11、三、电离平衡常数6.电离常数的应用 :用电离常数判断电离平衡移动方向:将将1L 0.1 mol/L 醋酸醋酸加水稀释到加水稀释到2L，判断电离平衡移动的方向。判断电离平衡移动的方向。加入少量CH3COONH4三、电离平衡常数6.电离常数的应用 :计算电离度:起始起始C0 0平衡平衡c-cccccc变化变化Ka = (c)2c-c当1%时，c-c cKa = (c)2c稀释定律a在醋酸溶液中存在着在醋酸溶液中存在着CH3COOH CH3COOH的电离平衡的电离平衡【思考】【思考】设计实验证明：设计实验证明：测定0.1mol/L的醋酸溶液的PH：大于1在醋酸溶液中滴入石蕊溶液，溶液呈红色，再加热溶
12、液。加热后红色变深。说明加热能促进醋酸的电离，c(H)增大，红色加深。即可证明醋酸溶液中存在电离平衡。在醋酸溶液中滴入石蕊溶液，溶液呈红色，再加入少量CH3COONH4固体。红色变浅在室温下，将锌粒投入相同浓度的醋酸和盐酸中，比较起始速率大小。盐酸产生盐酸产生H2快快在醋酸溶液中存在着在醋酸溶液中存在着CH3COOH CH3COOH的电离平衡的电离平衡【思考】【思考】设计实验证明：设计实验证明：在0.1 mol/L 醋酸溶液中加入少量CH3COONH4固体，用pH传感器记录溶液pH变化pH升高，c(H+)下降7.7.强弱电解质比较题型强弱电解质比较题型浓度均为浓度均为10-2molL1的强酸的
13、强酸HA与弱酸与弱酸HBpH均为2的强酸HA与弱酸HBpHpH或物质的量浓度或物质的量浓度与金属反应初始速率与金属反应初始速率体积相同时中和碱的体积相同时中和碱的量量体积相同时与过量活体积相同时与过量活泼金属反应产生泼金属反应产生H H2 2的量的量c(Ac(A) )与与c c(B(B) )大小大小2pHHApHHB10-2molL1c(HA)HBHAHBHAHBHAHBHAHBHAc(B)c(A)c(B)练一练：练一练：1.1.将将0 .1mol/L0 .1mol/L的氨水稀释的氨水稀释1010倍，随着氨水浓度的降低，倍，随着氨水浓度的降低，下列数据逐渐增大的是（下列数据逐渐增大的是（ ）
14、A. A. B. c(OHB. c(OH- -) ) C. c(NHC. c(NH4 4+ +) /c(NH) /c(NH3 3HH2 2O) O) D. c(NHD. c(NH4 4+ +) )c(NHc(NH3 3HH2 2O) / c(OHO) / c(OH- -) ) 2.已知下面三个数据：7.2104、4.6104、4.91010分别是三种酸的电离平衡常数，若已知这些酸可发生如下反应：NaCNHNO2=HCNNaNO2NaCNHF=HCNNaFNaNO2HF=HNO2NaF由此可判断下列叙述中，不正确的是()A.HF的电离平衡常数为7.2104B.HNO2的电离平衡常数为4.9101
15、0C.根据两个反应即可知三种酸的相对强弱D.HNO2的电离平衡常数比HCN大，比HF小3已知：已知：25 时，时，HCOOH的电离平衡常数的电离平衡常数K1.75105，H2CO3的电离平衡常数的电离平衡常数K14.4107，K24.71011。下。下列说法不正确的是列说法不正确的是()A向向Na2CO3溶液中加入甲酸有气溶液中加入甲酸有气泡产生泡产生B25时，向甲酸中加入时，向甲酸中加入NaOH溶液，溶液，HCOOH的电的电离程度和离程度和K均增大均增大C向向0.1 molL1甲酸中加入蒸馏水，甲酸中加入蒸馏水，c(H)减小减小D向碳酸中加入向碳酸中加入NaHCO3固体，固体，c(H)减小减小本课结束
