【化学课件】电离平衡第2课时 2023-2024学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）.pptx

第一节电离平衡第2课时第三章水溶液中的离子反应与平衡知识导航电离平衡常数的应用2电离平衡常数表达式的书写1本节重点本节难点新课导入阅读教材57页，思考：如何定量的表示弱电解质电离程度的大小呢？知识梳理l电离平衡常数探究一如何定量表示弱电解质电离程度的大小HAA+H+对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Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数c(A)c(H+)c(HA)Ka一元弱酸(HA)的电离的平衡常数一元弱碱(BOH)的电离的平衡常数Kbc(B+)c(OH)c(BOH)HBOH+B+知识梳理CH3COOHCH3COO+H+c(CH3COO)c(H+)c(CH3COOH)KaNH3H2ONH+OH+4醋酸(CH3COOH)的电离的平衡常数一水合氨(NH3H2O)的电离的平衡常数Kbc(NH)c(OH)c(NH3H2O)+4根据所学内容，写出CH3COOH、NH3H2O的电离常数l电离平衡常数典例精讲【典例】在某温度时，溶质的物质的量浓度为0.2molL1的氨水中，达到电离平衡时，已电离的NH3H2O为1.7103molL1，试计算该温度下NH3H2O的电离常数(Kb)c(NH3H2O)(0.21.7103)molL10.2molL1c(NH3H2O)Kbc(NH4+)c(OH)(1.7103)(1.7103)(0.21.7103)0.2(1.7103)(1.7103)起始浓度/(molL1)变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)0.2001.71030.21.71031.71031.71031.71031.7103NH3H2ONH+4+OH1.4105知识梳理l电离平衡常数探究二影响电离常数大小的因素分析相同温度下(25)一元弱酸的电离常数，你有什么发现？问题1名称化学式电离常数(K)名称化学式电离常数(K)醋酸CH3COOHKa=1.7510-5亚硝酸HNO2Ka=5.6010-4氢氰酸HCNKa=6.2010-10氢氟酸HFKa=6.3010-4次氯酸HClOKa=4.0010-8甲酸HCOOHKa=1.8010-4规律一：相同温度下，电离常数由弱电解质的性质决定知识梳理l电离平衡常数探究二影响电离常数大小的因素升高温度，pH减小，溶液中氢离子浓度增大，电离平衡正向移动分子变大分母变小c(CH3COO)c(H+)c(CH3COOH)Ka温度2024pH3.053.03规律二：电离常数大小受温度影响分析不同温度下0.05mol/L醋酸的pH的大小，你有什么发现？问题2知识梳理l电离平衡常数探究二影响电离常数大小的因素名称化学式电离常数(K)名称化学式电离常数(K)碳酸H2CO3Ka1=4.50l0-7亚硫酸H2SO3Ka1=1.40l0-2Ka2=4.7010-11Ka2=6.00l0-8草酸H2C2O4Ka1=5.60l0-2氢硫酸H2SKa1=1.10l0-7Ka2=1.50l0-4Ka2=l.3010-13磷酸H3PO4Ka1=6.90l0-3Ka2=6.2010-8Ka3=4.80l0-13规律三：比较多元弱酸的各步电离常数可以发现，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分析相同温度下(25)多元弱酸的电离常数，你有什么发现？问题3知识梳理l电离平衡常数探究二影响电离常数大小的因素归纳总结电离常数的大小首先由物质的性质决定，同一温度下不同弱电解质的电离常数一般不同电离常数受温度的影响。对于同一弱电解质，温度越高，电离常数越大；温度越低，电离常数越小。但由于电离过程中热效应较小，因此温度改变对电离常数影响不大，其数量级一般不变，故室温范围内可忽略温度对电离常数的影响一般来说，多元弱电解质的各级电离常数相差很大示例：CH3COOH在25时，Ka为1.7510-5，0时，Ka为1.6510-5知识梳理l电离平衡常数探究三电离常数具体应用应用一：判断弱酸(弱碱)的相对强弱，同一条件下，电离常数越大，酸性(碱性)越强名称化学式电离常数(K)名称化学式电离常数(K)醋酸CH3COOHKa=1.7510-5亚硝酸HNO2Ka=5.6010-4氢氰酸HCNKa=6.2010-10氢氟酸HFKa=6.3010-4次氯酸HClOKa=4.0010-8甲酸HCOOHKa=1.8010-4酸性：HCOOHHNO2HFCH3COOHHClOHCN知识梳理l电离平衡常数探究三电离常数具体应用应用二：判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律实验：向盛有2mL1mol/L醋酸的试管中滴加1mol/LNa2CO3溶液，观察现象。你能否由此推测Ka(CH3COOH)与Ka1(H2CO3)的大小关系？2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+CO2+H2OCH3COOHH2CO3Ka(CH3COOH)Ka1(H2CO3)生成大量气泡H2CO3实验现象：化学方程式：酸性强弱：电离常数大小：知识梳理弱酸制强酸，可以吗？举例说明H2S+Br2=2HBr+S该反应表面看是弱酸制强酸，实质是两者发生复分解反应，生成了难溶性的CuS沉淀，使离子浓度大大降低H2S+CuSO4CuS+H2SO4H3PO4(浓)+NaCl(s)NaH2PO4+HCl(g)加热生成易挥发性的酸发生氧化还原反应生成稳定的配合物HF+BF3=HBF4H2SO3+Cl2+H2O=H2SO4+2HClH2S+2AgF=Ag2S+2HF知识梳理l电离平衡常数探究三电离常数具体应用应用三：判断溶液中的某些离子浓度的变化25时0.1mol/LHNO2Ka=5.610-40.1mol/LHCOOHKa=1.810-40.1mol/LCH3COOHKa=1.7510-50.1mol/LHCNKa=6.210-10氢离子浓度最大氢离子浓度最小知识梳理l电离平衡常数探究三电离常数具体应用应用四：计算弱酸、弱碱溶液中的H+、OH-的浓度c(H+)cKa弱酸溶液中c(OH-)cKb弱碱溶液中这两个公式如何得到的？课下思考并写出推到过程知识梳理【思考与讨论】向两个锥形瓶中各加入0.05g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL2mol/L盐酸、2mL2mol/L醋酸，测得锥形瓶内的压强随时间的变化如图所示。请回答下列问题：(1)两上反应的速率及其变化有什么特点？特点：反应速率都是先快后慢，镁条与盐酸的反应速率比镁条与醋酸的反应速率要快知识梳理盐酸和醋酸都是一元酸，醋酸的电离度在百分之一左右。所以两者浓度相同时候，盐酸中氢离子浓度大约是醋酸中氢离子浓度的一百倍，当然反应快盐酸中氢离子浓度大约是醋酸中氢离子浓度，为什么最终产生的氢气的体积是相同？2mL2mol/L醋酸2mL2mol/L盐酸HClH+Cl2mol/LCH3COOHH+CH3COO小于2mol/L完全电离部分电离知识梳理【思考与讨论】向两个锥形瓶中各加入0.05g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL2mol/L盐酸、2mL2mol/L醋酸，测得锥形瓶内的压强随时间的变化如图所示。请回答下列问题：(2)反应结束时，两个锥形瓶内气体的压强基本相等，由此你能得出什么结论？结论：镁条和盐酸与镁条和醋酸最终反应结束时，产生氢气的体积是相同的知识梳理产生气体总量取决于酸能电离出的氢离子总量，两酸都是一元酸，并且等体积等浓度，即等物质的量，里面还有的氢离子总量相同，所以最终生成的氢气的量一样多盐酸中氢离子浓度大约是醋酸中氢离子浓度，为什么最终产生的氢气的体积是相同？2mL2mol/L盐酸2mL2mol/L醋酸HClH+Cl2mol/LCH3COOHH+CH3COO小于2mol/L完全电离部分电离知识梳理思考：相同物质的量浓度(相同pH)，相同体积强酸(碱)与弱酸(碱)有什么不同呢？知识梳理相同物质的量浓度、相同体积l强酸(碱)与弱酸(碱)的比较示例分析：盐酸与醋酸溶液分别与物质反应盐酸：c(H+)大、pH小，开始与金属反应的速率大醋酸溶液：c(H+)小、pH大，开始与金属反应的速率小盐酸和醋酸溶液中和碱的能力相同，与足量活泼金属反应产生H2的量相等溶液中H+由HCl完全电离所得，无未被电离的H+溶液中H+由CH3COOH部分电离所得，存在未被电离出的H+HClCH3COOHtV(g)0知识梳理l强酸(碱)与弱酸(碱)的比较相同物质的量浓度、相同体积示例分析：盐酸与醋酸溶液加水稀释加水稀释相同的倍数，醋酸溶液的pH大加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多70V(水)baHClCH3COOHpHV1V2不考虑溶液极稀的情况70V(水)baHClCH3COOHpHV知识梳理相同pH、相同体积l强酸(碱)与弱酸(碱)的比较示例分析：盐酸与醋酸溶液与物质反应盐酸：c(酸)小，中和碱的能力小，与足量活泼金属反应产生H2的量少醋酸溶液：c(酸)大，中和碱的能力大，与足量活泼金属反应产生H2的量多盐酸和醋酸溶液中的c(H+)相等，开始与活泼金属反应产生H2的速率相等溶液中HCl完全电离，达到相同pH所需浓度更小溶液中CH3COOH部分电离，达到相同pH所需浓度更大tV(g)0HClCH3COOH知识梳理l强酸(碱)与弱酸(碱)的比较示例分析：盐酸与醋酸溶液加水稀释加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大加水稀释到相同的pH，醋酸溶液加入的水多不考虑溶液极稀的情况相同pH、相同体积70V(水)baHClCH3COOHpHV70V(水)baHClCH3COOHpHV1V2拓展延伸酸碱质子理论(布朗斯特酸碱理论)共轭酸碱组成上相差一个H，像碳酸和碳酸氢根是一对共轭酸碱(碳酸是给出质子的酸，碳酸氢根是接受质子的碱)，碳酸氢根和碳酸根是一对共轭酸碱(碳酸氢根是给出质子的酸，碳酸根是接受质子的碱)。故像碳酸氢根这样的，既能做质子酸(给出质子)，又能做质子碱(接受质子)丹麦布朗斯特-劳里1923年提出的质子理论认为：凡是给出质子(H+)的任何物质(分子或离子)都是酸；凡是接受质子(H+)的任何物质都是碱。简单地说，酸是质子的给予体，而碱是质子的接受体。酸和碱之间的关系表示如下：酸=质子(H+)+碱随堂演练1.下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是()A.相同条件下，电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱B.电离平衡常数(K)与温度无关C.相同温度下，不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同D.多元弱酸各步电离平衡常数大小关系为K(a1)K(a2)CH3COOHH3PO2B.反应H3PO2+CH3COO-=CH3COOH+H2PO2-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.等物质的量浓度、等体积的三种酸溶液，与足量锌粉反应，H3PO2产生H2最多酸HCNCH3COOHH3PO2电离常数510-101.7510-55.910-2B随堂演练4.常温下,向两个锥形瓶中各加入0.05g镁条,塞紧橡胶塞,用注射器向其中一个锥形瓶中注入2mL1molL-1草酸溶液(H2C2O4的K(a1)=5.010-2，K(a2)=5.410-5，向另一个锥形瓶中注入2mL2molL-1CH3COOH溶液(CH3COOH的Ka=1.810-5)，分别测得两个锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A.曲线表示醋酸与镁条的反应B.当反应停止时，醋酸产生的气体比草酸产生的气体多C.反应结束，草酸所耗时间比醋酸所耗时间短D.草酸的电离方程式为H2C2O42H+C2O42-C随堂演练5.常温下，分别向体积相同、浓度均为1molL-1的HA、HB两种弱酸溶液中不断加水稀释，酸溶液的1/2pH与酸溶液浓度的对数(lgc)的关系如图。下列对该过程相关分析正确的是()A.HB的电离常数(Ka)数量级为10-3B.酸性：HAHBC.加水稀释过程中，HA的电离常数减小D.常温下，当lgc=-7时，两种酸溶液的pH均为7B课堂小结第一节电离平衡第2课时电离平衡常数电离平衡常数的应用定义应用三：判断溶液中的某些离子浓度的变化应用一：判断弱酸(弱碱)的相对强弱，同一条件下，电离常数越大，酸性(碱性)越强应用二：判断复分解反应能否发生，一般符合”强酸制弱酸“规律表达式影响因素意义应用四：计算弱酸、弱碱溶液中的H+、OH-的浓度能力拓展强酸(碱)与弱酸(碱)的比较