第三章　第一节　第2课时　电离平衡常数　强酸与弱酸的比较 学案 （含答案）-2023-2024学年（人教版2023）高中化学选择性必修1

第第页第三章第一节第2课时电离平衡常数强酸与弱酸的比较学案（含答案）—2023-2024学年（人教版2023）高中化学选择性必修1第2课时电离平衡常数强酸与弱酸的比较

[核心素养发展目标]1.构建电离平衡常数模型，并能应用模型解释弱电解质在水中发生的变化。2.利用电离平衡常数相对大小关系，建立判断强弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型。

一、电离平衡常数

1．概念

在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对于一元弱酸或一元弱碱来说，溶液中弱电解质电离所生成的________________，与溶液中________________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，通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数。

2．电离平衡常数的表示方法

(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数

例如：CH3COOHCH3COO－＋H＋

Ka＝________________；

NH3·H2ONH＋OH－

Kb＝________________。

(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数

多元弱酸的电离是分步进行的，每一步电离都有电离平衡常数，通常用Ka1、Ka2等来分别表示。例如，

H2CO3H＋＋HCO

Ka1＝________________；

HCOH＋＋CO

Ka2＝________________。

多元弱酸各步电离常数的大小比较：Ka1Ka2，因此，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。

注意一般多元弱碱为难溶碱，不用电离平衡常数，以后要学到难溶物的溶度积常数。

3．意义

表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K越大，弱电解质的电离程度越______，酸(或碱)性越______。

4．电离常数的影响因素

(1)内因：同一温度下，不同弱电解质的电离常数________，说明电离常数首先由弱电解质的________所决定。

(2)外因：对于同一弱电解质，电离平衡常数只与________有关，由于电离为________过程，所以电离平衡常数随温度________而增大。

(1)改变条件，电离平衡正向移动，电离平衡常数一定增大()

(2)同一弱电解质，浓度大的电离平衡常数大()

(3)H2CO3的电离常数表达式为Ka＝()

1．已知T℃时，CH3COOH的Ka＝1.75×10－5。

(1)当向醋酸中加入一定量的盐酸时，CH3COOH的电离常数__________(填“变大”或“变小”或“不变”)，理由是_________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)T℃时，将该溶液加水稀释10倍，则CH3COOH的Ka＝__________。

2．已知：25℃时，下列四种弱酸的电离常数：

CH3COOHHNO2HCNH2CO3

电离常数1.75×10－55.6×10－46.2×10－10Ka1＝4.5×10－7Ka2＝4.7×10－11

(1)试比较相同浓度的CH3COOH、HNO2、HCN、H2CO3溶液的酸性强弱。

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(2)向HNO2溶液中加入一定量的盐酸时，HNO2的电离平衡向哪个方向移动？此时HNO2的电离常数是否发生变化？为什么？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(3)判断反应NaNO2＋CH3COOH===CH3COONa＋HNO2是否正确？向NaCN溶液中通入少量CO2，反应能否进行？若能进行，写出反应的化学方程式。

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1．(2022·大连高二检测)相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是()

酸HCNCH3COOHH3PO2

电离常数K6.2×10－101.75×10－55.9×10－2

A.三种酸的强弱关系：HCN>CH3COOH>H3PO2

B．反应H3PO2＋CH3COO－===CH3COOH＋H2PO能够发生

C．由电离常数可以判断，H3PO2属于强酸，HCN和CH3COOH属于弱酸

D．相同温度下，1mol·L－1HCN溶液的电离常数大于0.1mol·L－1HCN溶液的电离常数

2．(2022·重庆市万州第二高级中学高二检测)下列说法正确的是()

A．向浓度为0.1mol·L－1CH3COOH溶液中加冰醋酸，则增大

B．浓度为0.1mol·L－1CH3COOH溶液，升高温度，平衡正向移动，醋酸的电离程度增大

C．浓度为0.1mol·L－1H2SO3溶液，加水稀释，亚硫酸的电离程度增大，SO浓度也增大

D．向浓度为0.1mol·L－1H2SO3溶液中通入少量氯气，pH会增大

二、电离常数的计算和应用

1．电离常数的计算——三段式法

例：25℃amol·L－1的CH3COOH

CH3COOHCH3COO－＋H＋

起始浓度/(mol·L－1)a00

变化浓度/(mol·L－1)xxx

平衡浓度/(mol·L－1)a－xxx

则Ka＝＝≈。

注意由于弱电解质的电离程度比较小，平衡时弱电解质的浓度为(a－x)mol·L－1，一般近似为amol·L－1。

2．电离平衡常数的应用

(1)根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，相同条件下，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。

(2)根据电离平衡常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生，相同条件下相对强的酸(或碱)可以制相对弱的酸(或碱)。

(3)根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。

(4)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。

如0.1mol·L－1CH3COOH溶液加水稀释，＝＝，加水稀释时，c(H＋)减小，Ka不变，则增大。

3．电离度(α)

α＝________________________×100%或α＝________________________________×100%

(1)意义：表示弱电解质的____________，同一弱电解质电离度________，电离程度________。

(2)电离度的影响因素

注意电离度与化学平衡的转化率类似。

1．如何从定量的角度判断醋酸溶液中加水稀释一倍后，电离平衡移动的方向？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2．电离平衡常数与电离度的关系

在一定温度下，已知bmol·L－1的一元弱酸HA溶液中，电离度为α，电离平衡常数为Ka，试推导b、α、Ka三者之间关系：______________。

1．弱酸、弱碱的电离程度可以分别用它们的电离常数(Ka、Kb)或电离度(α)表示，请根据下列情景列式计算。

(1)乙酰水杨酸是一种一元弱酸(可用HA表示)，在一定温度下，0.1mol·L－1的乙酰水杨酸的水溶液中，乙酰水杨酸的电离常数Ka为3.4×10－4，求该酸的电离度为______。

(2)已知在25℃时，1mol·L－1氨水中NH3·H2O的电离度为0.42%，求NH3·H2O的电离常数Kb＝__________。

2．在一定温度下，加水逐渐稀释1mol·L－1氨水的过程中，随着水量的增加，请说明溶液中下列含量的变化：

(1)n(OH－)______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。

(2)______。

(3)________。

三、强酸与弱酸的比较

1．相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较

比较项目酸c(H＋)酸性中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的总量与同一金属反应时的起始反应速率

一元强酸

一元弱酸

2.相同体积、相同c(H＋)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较

比较项目酸c(H＋)酸性中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的总量与同一金属反应时的起始反应速率

一元强酸

一元弱酸

如何判断电解质的强弱？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1．相同体积、相同c(H＋)的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于产生氢气的体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是()

2．在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒(锌足量)，然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白：

(1)a、b两支试管中生成气体的速率v(a)______(填“大于”“小于”或“等于”，下同)v(b)，反应完毕后生成气体的总体积V(a)______V(b)，原因是_________________________

________________________________________________________________________。

(2)若a、b两支试管中分别加入c(H＋)相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸，则a、b两支试管中开始生成气体的速率v(a)______(填“大于”“小于”或“等于”，下同)v(b)，反应完毕后生成气体的总体积V(a)______V(b)，原因是___________________________________

________________________________________________________________________。

3．25℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下：

CH3COOH：Ka＝1.75×10－5

H2CO3：Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11

HClO：Ka＝4.0×10－8

(1)CH3COOH、H2CO3、HCO、HClO的酸性由强到弱的顺序：______________________。

(2)CH3COO－、HCO、CO、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序：__________________

________________________________________________________________________。

(3)写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式：_____________

________________________________________________________________________。

第2课时电离平衡常数强酸与弱酸的比较

[核心素养发展目标]1.构建电离平衡常数模型，并能应用模型解释弱电解质在水中发生的变化。2.利用电离平衡常数相对大小关系，建立判断强弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型。

一、电离平衡常数

1．概念

在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对于一元弱酸或一元弱碱来说，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，通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数。

2．电离平衡常数的表示方法

(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数

例如：CH3COOHCH3COO－＋H＋

Ka＝；

NH3·H2ONH＋OH－

Kb＝。

(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数

多元弱酸的电离是分步进行的，每一步电离都有电离平衡常数，通常用Ka1、Ka2等来分别表示。例如，

H2CO3H＋＋HCO

Ka1＝；

HCOH＋＋CO

Ka2＝。

多元弱酸各步电离常数的大小比较：Ka1Ka2，因此，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。

注意一般多元弱碱为难溶碱，不用电离平衡常数，以后要学到难溶物的溶度积常数。

3．意义

表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K越大，弱电解质的电离程度越大，酸(或碱)性越强。

4．电离常数的影响因素

(1)内因：同一温度下，不同弱电解质的电离常数不同，说明电离常数首先由弱电解质的性质所决定。

(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。

(1)改变条件，电离平衡正向移动，电离平衡常数一定增大()

(2)同一弱电解质，浓度大的电离平衡常数大()

(3)H2CO3的电离常数表达式为Ka＝()

答案(1)×(2)×(3)×

1．已知T℃时，CH3COOH的Ka＝1.75×10－5。

(1)当向醋酸中加入一定量的盐酸时，CH3COOH的电离常数__________(填“变大”或“变小”或“不变”)，理由是_________________________________________________。

(2)T℃时，将该溶液加水稀释10倍，则CH3COOH的Ka＝__________。

答案(1)不变电离常数只与温度有关(2)1.75×10－5

2．已知：25℃时，下列四种弱酸的电离常数：

CH3COOHHNO2HCNH2CO3

电离常数1.75×10－55.6×10－46.2×10－10Ka1＝4.5×10－7Ka2＝4.7×10－11

(1)试比较相同浓度的CH3COOH、HNO2、HCN、H2CO3溶液的酸性强弱。

提示电离常数越大，酸性越强，故酸性：HNO2＞CH3COOH＞H2CO3＞HCN。

(2)向HNO2溶液中加入一定量的盐酸时，HNO2的电离平衡向哪个方向移动？此时HNO2的电离常数是否发生变化？为