普通化学酸碱反应市公开课获奖课件

1、第七章 酸碱反应主讲：李琼芳10/10/1第七章 酸碱反应第1页第1页本章内容第一节 酸碱质子理论第二节 水溶液中主要酸碱反应第三节 酸碱平衡移动第四节 酸碱缓冲溶液第五节 强电解质溶液简介10/10/2第七章 酸碱反应第2页第2页教学目的酸碱理论：1. 掌握质子酸碱、酸碱共轭关系、酸碱电离常 数等概念。2. 纯熟利用近似办法计算酸碱水溶液酸度及 相关离子浓度。3. 掌握无机酸强度与结构关系。10/10/3第七章 酸碱反应第3页第3页酸碱平衡移动：1. 掌握同离子效应、介质酸度对酸碱平衡影响，纯熟掌握相关近似计算，定性掌握介质酸度与酸碱存在型体关系。2. 理解稀释作用，理解盐效应。酸碱缓冲溶液

2、：1. 理解缓冲溶液性质，理解缓冲作用原理。2. 掌握简朴缓冲溶液配制办法。10/10/4第七章 酸碱反应第4页第4页 酸碱质子理论 1887年阿仑尼斯（Arrhenius）酸碱电离理论酸在水溶液中电离出阳离子所有是H+物质。碱在水溶液中电离出阴离子所有是OH-物质。 如： HCl= H+ + Cl- 、 H2O= H+ + OH- NaOH=Na+ + OH- 、 HCO3- = H+ + CO32- 酸碱反应（实质）： H+ + OH- = H2O不足：仅限于水溶液中。10/10/5第七章 酸碱反应第5页第5页第一节酸碱质子理论一、质子酸碱概念二、酸碱反应10/10/6第七章 酸碱反应第6

3、页第6页1923年布朗斯特和劳莱（Brnsted-Lowry）酸碱质子理论酸凡能给出质子物质叫做酸（又称质子酸）。碱凡能接受质子物质叫做碱（又称质子碱）。酸 质子（H+） + 碱如：HCl = H+ + Cl- NH3 = H+ + NH2- H2O = H + + OH- NH4+ = H + + NH3酸碱共轭关系和酸碱相对强弱酸 质子（H+） + 碱共轭酸 共轭碱10/10/7第七章 酸碱反应第7页第7页轭10/10/8第七章 酸碱反应第8页第8页二、 酸碱反应酸1 + 碱2 = 酸2 + 碱1共轭H+共轭10/10/9第七章 酸碱反应第9页第9页第二节水溶液中主要酸碱反应一、水质子自递

4、反应（水电离平衡）二、一元弱酸、弱碱离解 1一元弱酸电离平衡 2一元弱碱电离平衡三、多元弱酸、弱碱离解平衡10/10/10第七章 酸碱反应第10页第10页第二节 水溶液中主要酸碱反应一、水质子自递反应H2O(l) + H2O(l) = H3O+(aq) + OH-(aq)平衡时：通常简写为： 称为水离子积。10/10/11第七章 酸碱反应第11页第11页不同温度下水离子积常数10/10/12第七章 酸碱反应第12页第12页受温度影响较小，在常温下可认为 酸性溶液c(H+)c(OH-) c(H+)1.0010-7molL-1 中性溶液c(H+)=c(OH-) c(H+)=1.0010-7molL

5、-1 c(OH-)=? 碱性溶液c(H+)c(OH-) c(H+)1.0010-7molL-1 10/10/13第七章 酸碱反应第13页第13页溶液pH值pH=-logc(H+)类似有： pOH=-logc(OH-)pK=-logK 等。因室温下：因此：-logc(H+) -logc(OH-)= -logKw=14.00 pH + pOH = pKw =14.00 10/10/14第七章 酸碱反应第14页第14页pH值越大，酸性越？pH值越小，酸性越？如： c(H+)=0.1molL-1 c(H+)=0.001molL-1pH=-logc(H+)=1pH=-logc(H+)=310/10/15

6、第七章 酸碱反应第15页第15页二、 弱一元酸、碱离解1. 一元弱酸电离平衡HA (aq) + H2O(l) = H3O+(aq) + A-(aq)可简写为：HA (aq) = H+(aq) + A-(aq)平衡时：下面以浓度为cHA水溶液为例，讨论如何计算一元弱酸酸度。10/10/16第七章 酸碱反应第16页第16页HA (aq) = H+(aq) + A-(aq)起始浓度/(molL-1) c 0 0平衡浓度/(molL-1) c-c(H+) c(H+) c(A-)忽略水电离时， c(H+) = c(A-)。10/10/17第七章 酸碱反应第17页第17页精确式准确式10/10/18第七章

7、 酸碱反应第18页第18页若 ，则 。故有：最简式最简式10/10/19第七章 酸碱反应第19页第19页例7-1 计算25时，0.1 molL-1HAc溶液H+、Ac-和HAc浓度及溶液pH值。解： 用准确式来解 用最简式来解10/10/20第七章 酸碱反应第20页第20页c(Ac-) = c(H+) =1.32x10-3 molL-c(HAc) =c -c(H+) = 0.10- 1.32x10-3 0.1 molL-pH = -lgc(H+) = -lg(1.3210 -3) = 2.8910/10/21第七章 酸碱反应第21页第21页2. 一元弱碱电离平衡精确式最简式10/10/22第七

8、章 酸碱反应第22页第22页下面以质子酸( HA)及其共轭碱(A-)为例，来推导出共轭酸碱对强弱定性关系式。HA + H2O = H3O+ + A-对于质子酸反应：其平衡常数为：10/10/23第七章 酸碱反应第23页第23页A- + H2O = HA + OH-对于共轭碱反应：其平衡常数为：将两反应相加得：H2O + H2O = H3O+ + OH-其平衡常数为：10/10/24第七章 酸碱反应第24页第24页由此可见，水溶液中一切共轭酸碱正确电离常数Ka,Kb之积等于水离子积Kw。Ka越大，则Kb越小；反之亦然。10/10/25第七章 酸碱反应第25页第25页三、 弱多元酸离解以H2S为例

9、：因 远远不小于是 ，能够当作一元弱酸来处理。弱多元酸离解10/10/26第七章 酸碱反应第26页第26页例7-2 在室温时，饱和H2S水溶液浓度为0.10 molL-1，求该溶液中c(H+) 、 c(S2-)和pH值。解：因pH = -lgc(H+) = -lg(1.1510 -4) = 3.9410/10/27第七章 酸碱反应第27页第27页第三节 酸碱平衡移动一、电离度和稀释定律 二、同离子效应 10/10/28第七章 酸碱反应第28页第28页 介质酸度对酸碱平衡影响HB = H+ + B-10/10/29第七章 酸碱反应第29页第29页10/10/30第七章 酸碱反应第30页第30页0

10、0.20.40.60.81.01.762.763.764.765.766.767.76xpHx(HAc)x(Ac-)醋酸型体分布图10/10/31第七章 酸碱反应第31页第31页00.20.40.60.81.002468101214xpH磷酸型体分布图x(H3PO4)x(H2PO4-)x(HPO42-)x(PO43-)10/10/32第七章 酸碱反应第32页第32页一、电离度和稀释定律设弱酸HA溶液起始浓度为c，电离度为，则HA(aq) = H+(aq) + A-(aq)起始浓度/(molL-) c 0 0平衡浓度/(molL-)c-c c c10/10/33第七章 酸碱反应第33页第33页当

11、 5%时，1- 1，则有稀释定律10/10/34第七章 酸碱反应第34页第34页例7-3 在0.10molL-1 HAc溶液中加入NaAc晶体，使其浓度与HAc相同，试计算该溶液pH值和HAc电离度（固体体积忽略不计）。解：HAc(aq) + H 2O(l) = H3O+(aq) + Ac-起始浓度/ molL-1 0.10 0 0.10平衡浓度/ molL-1 0.10-x x 0.10+x二、 同离子效应10/10/35第七章 酸碱反应第35页第35页pH=-logc(H3O+)= -log(1.7510-5)=4.76(未加入NaAc晶体时，c(HAc)= 0.10molL-1 HAc溶

12、液电离度为（HAc)=1.3%。）HAc(aq) + H2O(l) = H3O+(aq) + Ac-(aq)NaAc平衡移动在弱电解质溶液中，加入与弱电解质含有相同离子强电解质后，而使弱电解质电离平衡向左移动，减少弱电解质电离度作用，称为同离子效应。盐效应（理解）10/10/36第七章 酸碱反应第36页第36页共轭酸碱溶液酸度求算公式HB = H+ + B-10/10/37第七章 酸碱反应第37页第37页第四节酸碱缓冲溶液一、缓冲溶液构成和缓冲原理 二、缓冲溶液配制 三、其它类型缓冲溶液 10/10/38第七章 酸碱反应第38页第38页 酸碱缓冲溶液试验现象100mL H2O+0.1mL c(

13、HCl)=1molL-1 HCl ，溶液pH值由 本来pH=7.0下降为pH=3.0。100mL H2O+0.1mL c(NaOH)=1molL-1 NaOH ，溶液pH 值由本来pH=7.0上升为pH=11.0。假如在100mL由 c(HAc)= 0.1molL-1 HAc与 c(NaAc)= 0.1molL-1NaAc构成混合液中加入0.1mL c(HCl) =1molL-1 HCl或0.1mL c(NaOH) =1molL-1 NaOH，溶液pH值几乎不变。 原pH=4.76,加盐酸后为:4.75,加氢氧化钠后为:4.77一、 酸碱缓冲溶液构成和缓冲原理10/10/39第七章 酸碱反应第

14、39页第39页 像这样由弱酸（或弱碱）及其盐（即共轭酸碱对）所构成能够抵抗外加小量酸、碱或稀释，而本身pH值不发生明显改变溶液称为缓冲溶液。缓冲溶液使pH值保持基本不变作用称为缓冲作用。缓冲溶液为何有缓冲作用？（请大家思考）10/10/40第七章 酸碱反应第40页第40页以HAc-NaAc缓冲体系为例：HAc(aq) + H2O(l) = H3O+(aq) + Ac-(aq)NaAc(s) + H2O(l) Na+(aq) + Ac-(aq)较大量 较大量加入少许酸平衡移动方向同理加入少许碱后，平衡向右移动。缓冲溶液对酸碱之因此能保持相正确稳定性，是依赖于溶液中有相称大量能用于消耗OH-和H+

15、抗碱成份(HAc)和抗酸(Ac-)成份，通过平衡移动来实现。10/10/41第七章 酸碱反应第41页第41页缓冲溶液pH值以弱酸及其盐（NaAc-HAc）所构成缓冲溶液为例：HAc(aq) = H+(aq) + Ac-起始浓度/ molL-1 c(酸) 0 c(盐)平衡浓度/ molL-1 c(酸)-x x c(盐)+x由于同离子效应，HAc电离度很小，有因此：10/10/42第七章 酸碱反应第42页第42页写成通式：两边取负对数得：10/10/43第七章 酸碱反应第43页第43页同理，对弱碱及其盐（如NH3-NH4Cl）所构成缓冲溶液，其10/10/44第七章 酸碱反应第44页第44页例7-

16、4 在含有浓度均为0.10 molL-1 HAc和NaAc100mL混合溶液中，分别加入2滴1.0 molL-1 HCl和NaOH溶液后，混合溶液pH值有何改变。解： 在未加入酸碱之前溶液pH值为在加入HCl之后，混合液体积为100+0.1(2滴）=100.1 mL10/10/45第七章 酸碱反应第45页第45页HAc(aq) + H2O(l) = H3O+(aq) + Ac-(aq)起始浓度/ molL-1 0.10+0.001 0 0.10-0.001平衡浓度/ molL-1 0.101-x x 0.099+x 在加入NaOH之后，HAc浓度减少0.001 molL-1 ，而Ac-浓度增长

17、0.001 molL-1 ，该溶液10/10/46第七章 酸碱反应第46页第46页例7-5 计算10 mL 0.30 molL-1 NH3与10 mL 0.10 molL-1 HCl混合后溶液pH值。解：HCl + NH3 = NH4Cl 起始浓度/ molL-1 0.010.10/0.02 0.01 0.30/0.02 0 0.05 0.15结束浓度/ molL-1 0 (0.15-0.05) 0.05 0 0.10 0.05依据：pH = 14.00 - POH = 9.5510/10/47第七章 酸碱反应第47页第47页缓冲溶液中求pH值公式有时写为：10/10/48第七章 酸碱反应第4

18、8页第48页缓冲容量通常把能引起1L缓冲溶液原有pH值改变一单位所需外来酸或碱量称为缓冲容量。二、 缓冲溶液配制在配制缓冲溶液时，首先应依据所要求pH值选择适当缓冲对，缓冲对中酸pKa（或碱pKb）应于缓冲溶液pH值（或pOH值）相等或靠近。10/10/49第七章 酸碱反应第49页第49页例7-6 欲配制pH=5.0缓冲溶液，应在1L c(HAc)=0.1 molL-1醋酸溶液中加入多少固体NaAc？（假设加入NaAc后溶液体积不变）解：设加入x克NaAc。则 x=0.171.0 82=13.94 g10/10/50第七章 酸碱反应第50页第50页例7-7 欲配制中性缓冲溶液，假如用c(Na2

19、HPO4)= 0.1 molL-1Na2HPO4溶液100 mL，应加入c(HCl)= 0.1 molL-1HCl多少？解：H3PO4 -H2PO4- 、H2PO4-HPO4 2- 、HPO42-PO43-查表知：pK2(H3PO4)=7.20 ，接于中性（pH=7.0），因此应选取：反应前n/mmol0.10100 0.10V 0反应后n/mmol0.10100 -0.10V 0 0.10V10/10/51第七章 酸碱反应第51页第51页解得： =61.4 mL10/10/52第七章 酸碱反应第52页第52页其它类型酸碱缓冲溶液COOHCOOKCOOHCOO-H+COO-COO-+H+H+-

20、H+COOHCOOH邻苯二甲酸氢钾pKa1=2.96pKa2=5.4110/10/53第七章 酸碱反应第53页第53页第五节 强电解质溶液10/10/54第七章 酸碱反应第54页第54页选择题：1.比较两弱酸酸性强弱时： 。A 浓度大者酸性必较强 B 电离度大者酸性必较强C 电离常数大者酸性较强 D 多元弱酸强于一元弱酸2.在H2S饱和水溶液中，各物质浓度关系正确为 。3.下列阴离子碱性最强是 。4.某一弱酸水溶液，c(H+)为1.410-3，用水稀释一倍后， c(H+)为 。CBDC10/10/55第七章 酸碱反应第55页第55页5. 在相同温度下，下列水溶液渗入压最小是 。 6. 用NaOH中和pH相同等体积HCl溶液和HAc溶液，则NaOH消耗量 。A HCl溶液多于HAc溶液 B HAc溶液多于HCl溶液C 两溶液相同 D 无法判断7. 向醋酸溶液中加入一些醋酸钠晶体后，会使HAc 。8. 0.2 molL-1 HAc与0.2 molL-1 NaAc溶液等体积混合后其pH值为 ，如将此溶液再与等体积水混合后，该溶液值为A 2.4 B 4.8 C 7.0 D 9.6ABBB10/10/56第七章 酸碱反应第56页第56页9. 欲配制pH=5.0缓冲溶液。既有下列物质选择哪种适当？10/10/57第七章 酸碱反应第57页第57页1.