鲁科版高中化学选择性必修1 第3章物质在水溶液中的行为 3.2.1弱电解质的电离平衡 课件

第1课时

弱电解质的电离平衡第2节

弱电解质的电离盐类水解第3章物质在水溶液中的行为知识回顾1.强电解质：

。2.写出下列物质的电离方程式弱电解质：

。CH3COOH

。NH3·H2O

。NaHCO3

。

CH3COOHCH3COO-+H+

NH3.H2O

NH4++OH-

NaHCO3=Na++HCO3-在稀的水溶液中能完全电离的电解质溶于水时部分电离的电解质

CH3COOHCH3COO-+H+

NH3.H2O

NH4++OH-交流研讨

结合CH3COOH或NH3.H2O电离方程式，根据平衡移动原理，分析电离平衡状态是如何建立的？电离平衡的特征有哪些？1、定义电离平衡在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子电离出离子的速率与离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡状态，叫做电离平衡。

CH3COOHCH3COO-+H+电离结合tVV电离=V结合电离平衡V结合V电离V电离=V结合>02、特征电离平衡电离平衡是动态平衡，服从化学平衡的一般规律研究对象是弱电解质的电离动态平衡平衡时，各微粒的浓度保持恒定，溶液中既有离子，也有分子外界条件改变时，平衡会发生移动电离平衡常数1、定义2、符号弱酸的电离平衡常数：Ka弱碱的电离平衡常数：Kb弱电解质在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子的浓度（次方）的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。电离平衡常数3、表达式一元弱酸：一元弱碱：多元弱酸：CH3COOHCH3COO-+H+⇌NH3∙H2ONH4++OH-⇌Ka=c平(CH3COO-).c

平

(H+)c平(CH3COOH)Kb=c平(OH-).c平(NH4+)c平(NH3.H2O)分步电离，每一步都有自己的电离常数，通常用Ka1、Ka2•••来表示H3PO4H++H2PO4-H2PO4-H++HPO42-HPO42-H++PO43-Ka1=7.1×10-3mlol.L-1Ka2=6.2×10-8mlol.L-1Ka3=4.5×10-13mlol.L-1（1）多元弱酸的各级电离常数逐渐减小（2）其水溶液中的H+主要是由第一步电离产生的4、意义表示弱电解质的电离能力(自身决定)一定温度下，K值越大，弱电解质的电离程度越大，酸(或碱)性越强弱酸的电离常数越大，其电离出H+能力就越强，即酸性越强Ka（HCN）=6.2×10-10mlol.L-1Ka（CH3COOH）=1.7×10-5mlol.L-1Ka（HF）=6.8×10-4mlol.L-1注意：酸越弱，其对应的酸根阴离子结合H+能力就越强电离平衡常数同一弱电解质，电离常数K的大小只与温度有关5、影响因素温度升高，电离常数增大(电离吸热)

归纳总结①电离平衡常数只与温度有关，与浓度无关，且升高温度K值增大②相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，对应的酸(或碱)越强③多元弱酸是分步电离，逐级减小且一般相差很大，Ka1Ka2，故溶液中的c(H＋)主要由第一步电离程度决定④多元弱碱的电离比较复杂，一般看作是一步电离电离平衡常数的特点迁移应用在相同温度下，三种弱酸的电离常数(mol·L－1)如下：HF(6.8×10－4)、CH3COOH(1.7×10－5)、HClO(4.7×10－8)。则三种酸的酸性最强的是(

)A．HF B．CH3COOHC．HClO D．无法确定A

K(HF)＞K(CH3COOH)＞K(HClO)，故酸性：HF＞CH3COOH＞HClO。电离平衡常数6、应用相同条件下，K值越大，电离程度越大，酸(或碱)性越强判断弱酸(弱碱)的相对强弱电离平衡常数判断电离平衡的移动方向例：一定浓度的CH3COOH溶液，平衡后加水稀释一倍，平衡移动方向？Q<Ka，平衡向右移动Ka=————————c平(H+)c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)Q=————————————=0.5Ka0.5c平(H+)·0.5c平(CH3COO-)0.5c平(CH3COOH)电离平衡常数判断反应能否进行如：根据表格中的电离常数可判断出H2CO3、HClO、HCO3－的酸性强弱顺序为H2CO3>HClO>HCO3－因此，向Na2CO3溶液中加入次氯酸，会生成NaHCO3和NaClO，而不会生成H2CO3先依据电离常数K判断出酸的相对强弱，再利用强酸制弱酸的反应原理，判断反应能否进行以及反应产物。由表格中的电离常数判断可以发生的反应是()

A.NaClO＋NaHCO3=HClO＋Na2CO3B.2HClO＋Na2CO3=2NaClO＋CO2↑＋H2OC.2NaClO＋CO2＋H2O=2HClO＋Na2CO3D.NaClO＋CO2＋H2O=HClO＋NaHCO3

化学式电离常数HClOK＝3×10－8mol/LH2CO3Ka1＝4.4×10－7mol·LKa2＝4.7×10－11mol·L课堂练习D“强酸制弱酸”离子反应的思维模型，根据Ka判断能否发生H2CO3＞HClO>HCO3-判断溶液中微粒浓度比值的变化情况电离平衡常数弱酸(如HA)溶液中，存在的粒子有：H＋、OH－、A－、HA弱酸或弱碱加水稀释时，溶液中不一定所有离子浓度都减小拓展视野电离度

弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数的百分率

称为电离度，用α表示。相同温度下，等浓度的弱酸，电离度越大则电离常数越大，酸性越强说明（1）电离度实质上是一种平衡转化率，表示弱电解质在水中的电离程度（2）弱电解质溶液的浓度不同，弱电解质的电离度就不同

溶液越稀，弱电解质的电离度就越大（3）同一弱电解质在不同温度下，其电离度也不同，温度越高电离度越大越稀越电离越热越电离追根寻源如何计算CH3COOH溶液中的c平(H+)和c平(OH-)

在CH3COOH溶液中同时存在水的电离平衡和醋酸的电离平衡，其中醋酸的电离能力远强于水的电离能力。醋酸电离出较多的H+，促使水的电离平衡向H+和OH-结合成水分的方向移动，抑制了水的电离。因此，CH3COOH溶液中绝大多数的H+由醋酸电离产生，由水电离产生的H+极少；当然，溶液中还存在极少量由水电离产生的OH-。

CH3COOHCH3COO-+H+H2OOH-+H+多少平衡逆向移动，水的电离被抑制C水(OH-)C酸(H+)C水(H+)C平(H+)=C酸(H+)+C水(H+)≈C酸(H+)C平(OH-)=C水(OH-)25℃时，醋酸的Ka=1.7×10-5mol·L-1，求0.10mol·L-1的醋酸溶液中c平(H＋)、c平(OH-)？解析：结合三段式，利用电离常数的表达式计算CH3COOHCH3COO-+H+⇌起(mol/L)转(mol/L)平(mol/L)解：设发生电离的CH3COOH的浓度为xKa==c平(CH3COO-)·c平(H+)c平(CH3COOH)x20.1-x≈x20.1x=1.3ⅹ10-30.100xxx0.1-xxxc平(H＋)c平(OH-)注：1.浓度必须是平衡时的浓度；2.电离常数不仅可比较弱电解质的电离能力，还可定量判断电离平衡的移动电离平衡常数(K)、电离度(α)与c(H＋)的关系

HAH＋＋A－起始：c00变化：cαcαcα平衡：c－cαcαcα依照化学平衡计算中“列三行”(或“列两行”)的方法，通过起始浓度、消耗浓度、平衡浓度，结合Ka(Kb)、α(电离度)等条件进行电离平衡的有关计算。以一元弱酸为例，酸的起始浓度为c⇌≈c0.3mol·L-1

醋酸溶液中c平(H＋)是0.1mol·L-1醋酸溶液中c平(H＋)的三倍吗？

分析：设0.3mol·L-1的醋酸溶液的电离度为α1,0.1mol·L-1的醋酸溶液的电离度为α2,则α1＜α2<3————=————=———c平(H＋)1c平(H＋)20.1α20.3α1c1α1c2α2

c平(H＋)1=c1α1c平(H＋)2=c2α2在0.3mol·L-1溶液中c平(H＋)1=0.3α1mol·L-1;

在0.1mol·L-1溶液中c平(H＋)2=0.1α2mol·L-1迁移应用不会4.2×10－4mol·L－1纯醋酸加水过程中c(H＋)的变化

在向纯醋酸中加水前，醋酸分子尚未电离，c(H＋)＝0。加水后，醋酸开始电离，随水的加入，电离平衡逐渐向生成CH3COO－和H＋的方向移动，在此过程中V(溶液)和n(H＋)都逐渐增大。n(H＋)从0开始当加水至醋酸浓度非常小时，溶液中的c(H＋)又非常接近于水电离出的c(H＋)。c(H＋)变化的全过程是：小(0)→大→小{接近于水电离出的c(H＋)}。c(H＋)变化过程可用图像近似地表示出来(如图)。相关链接提示：开始加水时，电离平衡向右移动，H＋数目增多，c(H＋)增大；离子浓度增大到最大后再加水稀释，电离平衡仍向右移动，H＋数目增多，电离程度增大，但c平(H＋)减小，溶液导电能力减弱。观察思考根据化学平衡影响因素，分析温度、浓度等外界条件对电离平衡的影响？CH3COOHCH3COO-+H+△H＞0越稀越电离越热越电离条件改变平衡移动电离程度n(H+)c(H+)c(Ac-)c(HAc)导电能力升温通HCl加CH3COONa(s)加NaOH(s)加水加CH3COOHc(OH-)?电离平衡向右移动，电离程度(转换率)不一定增大，c分子不一定减小，c离子不一定增大例：一定浓度的CH3COOH溶液，平衡后再加入CH3COOH溶液使其浓度增大一倍，平衡移动方向？电离度？Ka=————————c平(H+)c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)α

=——————————————c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)+c平(CH3COO-)醋酸浓度增大，平衡时氢离子的浓度必然增大，故电离度降低Kac平(H+)α

=———————c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)=Q=———————————=0.5Kac平(H+)·c平(CH3COO-)2c平(CH3COOH)Q<Ka，平衡向右移动影响因素平衡移动方向电离程度

内因外因右移增大右移增大右移减小左移减小右移增大(电解质越弱，电离程度越小)物质本身的性质电离平衡的影响因素温度(升高温度)浓度加水加弱电解质同离子效应离子反应效应同离子效应：加入同弱电解质电离产生的离子相同的离子，逆向移动（抑制电离）离子反应效应：加入能与弱电解质电离产生的离子反应的物质，正向移动(促进电离)越稀越电离越热越电离迁移应用OH－

NH3·H2O

NH3正反应方向减小增大正反应方向固体溶解，溶液中有刺激性气味的气体放出逆反应方【学以致用】（1）在0.1mol/L的CH3COOH溶液中，要促进醋酸电离且使H＋浓度增大，应采取的措施是()

A.升温B.加水C.加入NaOH溶液D.加入稀盐酸A提示：要促进CH3COOH电离即平衡向右移动，pH增大即c平(H＋)减小，因此采取的措施应是c平(H＋)减小引起的平衡右移。故加水稀释、加入Na2CO3固体、加入NaOH、加入Zn等活泼金属，都能促进醋酸电离，且使溶液pH增大。（2）要促进CH3COOH的电离并使溶液pH增大，可采取哪些措施？强弱电解质区别酸或碱溶液稀释后pH的变化(同V，同pH)强酸、弱酸稀释相同倍数时，强酸pH变化大强碱、弱碱稀释相同倍数时，强碱pH变化大强弱电解质区别酸或碱溶液稀释后pH的变化示意图(同V，同c)盐酸、醋酸稀释相同倍数时，pH盐酸<pH醋酸NaOH、氨水稀释相同倍数时，pHNaOH>pH氨水稀释倍数pH7稀释倍数pH7盐酸醋酸NaOH氨水(1)在相同浓度、相同温度下，与强电解质做导电性对比实验，导电性弱的为弱电解质。(2)浓度与pH的关系。如0.1mol·L－1CH3COOH溶液，其pH>1，则可证明CH3COOH是弱电解质。(3)稀释前后pH与稀释倍数的关系。例如，将pH＝2的酸溶液稀释至原体积的1000倍，若pH小于5，则证明该酸为弱酸；若pH为5，则证明该酸为强酸弱电解质的判断方法(4)利用实验证明存在电离平衡。如醋酸溶液中滴入紫色石蕊溶液变红，再加CH3COONa固体，颜色变浅，证明CH3COOH是弱电解质。(5)在相同浓度、相同温度下，比较与金属反应的速率的快慢。如将锌粒投入等浓度的盐酸和醋酸溶液中，起始速率前者比后者快。同c、V

C(H＋)pH中和碱的能力与足量Na反应产生H2的量与Zn反应的初始速率由H2O电离出的c(H＋)盐酸醋酸例：1L1mol/L的盐酸、醋酸大小小大相同相同大小小大一元强酸、一元弱酸的比较同pH、V

C(H＋)c(酸)中和碱的能力与足量Na反应产生H2的量与Zn反应的初始速率由H2O电离出的c(H＋)盐酸醋酸相同小大小大少多相同相同例：体积为1L，pH=1盐酸、醋酸(1)弱电解质的电离是微弱的，在溶液中主要以弱电解质分子的形式存在。(2)电离平衡发生正向移动，弱电解质的电离程度不一定增大，如醋酸溶液中加冰醋酸。(3)多元弱酸分步电离，电离常数逐渐减小，上一步电离产生的H＋对下一步的电离起到抑制作用。(4)弱电解质溶液加水稀释，电离程度增大，但是弱电解质电离出的离子浓度却不是增大，而是减小的。【特别警示】下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是()

A.相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同