弱电解质电离平衡 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

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1、第二章水溶液中的离子反应与平衡第一节电离平衡3.1.2弱电解质的电离平衡1、掌握弱电解质在水溶液中的电离平衡、电离平衡的特征及影响电离平衡的因素2、知道电离平衡常数的意义，了解电离度的概念，掌握相关计算3、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。学习目标 CH3COOH CH3COO-+H+电离电离结合结合开始时，V电离和V结合怎样变化？当V电离=V结合时，可逆过程达到一种什么样的状态？并画出Vt图。1、在一定的条件下,往一杯水中加进一定量的冰醋酸会发生如何的变化，请回答下列问题思考c(H+)c(CH3COO-)c(CH3COOH)v(电离)v(结合)醋酸初

2、溶于水时接着最后0(最小)0(最小)最大增大最大0(最小)增大减小减小增大不变不变不变不变不变电离平衡状态建立反应速率V(电离)V(结合)V(电离)=V(结合)电离平衡状态弱电解质电离平衡状态建立示意图时间一、电离平衡状态1.概念在一定条件(如温度、浓度)下，弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等，溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化，电离过程就达到了电离平衡状态2.建立过程3.表示方法弱(逆)：研究对象是弱电解质的可逆反应等：弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成弱电解质分子的速率相等动：电离平衡是一种动态平衡，即1molCH3COOH电离同时则有1molCH

3、3COOH分子形成定：条件不变，溶液中各分子、离子的浓度不变，溶液里既有离子又有分子变：条件改变时，电离平衡发生移动，各粒子的浓度要发生改变4.电离平衡的影响因素(1)内因：电解质本身的性质，通常电解质越弱，电离程度越小(越弱越电离)(2)外因浓度：电解质溶液的浓度越小，它的电离程度就越大(越稀越电离)；浓度越大，电离程度越小a同一弱电解质，稀释溶液时，电离平衡将向电离的方向移动，电离程度增大，但溶液中离子浓度不一定变大，如：弱酸HA溶液稀释时，c(HA)、c(H)、c(A)均减小(参与平衡建立的微粒)，但c(OH)会增大b增大溶液的物质的量浓度，电离平衡将向电离方向移动，但电解质的电离程度减

4、小温度：弱电解质的电离一般是吸热过程，升高温度使电离平衡向电离的方向移动，电离程度增大(越热越电离)同离子效应加入具有相同离子的物质加入与弱电解质具有相同离子的电解质时，可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动，电离程度减小化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时，电离平衡向电离方向移动，电离程度增大外界条件对电离平衡的影响可归纳如下：改变条件平衡移动方向c(H+)c(Ac-)c(HAc)电离程度加热加盐酸加NaOH(s)加NaAc(s)加CH3COOH加水稀释加Na2CO3(s)正向增大增大减小逆向增大减小增大正向减小增大减小逆向减小增大增大正向增大增大增大正向减小减小减小增

5、大减小增大增大减小减小以0.1mol/LCH3COOHCH3COOH+为例H0正向减小增大减小增大1、已知0.1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO-+H+要使溶液中c(H)/c(CH3COOH)值增大，可以采取的措施是（）A加少量烧碱溶液B升高温度C加少量冰醋酸D加水BD【练一练】2、参考可逆反应的化学平衡，思考如何定量描述弱电解质的电离程度?思考一般用电离平衡常数和电离度二、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

6、表示2.电离平衡常数的表示方法如弱电解质ABAB(在此计算公式中，离子浓度都是平衡浓度，酸一般用Ka表示，碱用Kb表示)，温度一定时，其电离常数就是一个定值。Ka=c(H+).c(A-)c(HA)(1)一元弱酸的电离平衡常数：CH3COOHCH3COOH(2)一元弱碱的电离平衡常数：NH3H2ONH4+OHH2CO3HHCO3HCO3HCO32(3)多元弱酸的电离平衡常数：多元弱酸的电离是分步进行的，每步各有电离平衡常数，通常用K1、K2等来分别表示例如：H3PO4H+H2PO4-H2PO4-H+HPO42-HPO42-H+PO43-(4)弱碱的电离平衡常数：由于多元弱碱为难溶碱，所以一般不用

7、电离平衡常数，而用以后要学到的难溶物的溶度积常数【几点注意】电离平衡常数与浓度无关，只与温度有关，升高温度，K值增大多元弱酸的各级电离常数逐渐减小。多元弱酸各步电离常数的大小比较为Ka1Ka2，第一级电离程度较大(远大于第二步)，第一步电离产生的H+，对第二级、第三级电离起抑制作用，因此，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定（记住：分步进行，一步定性）。3.电离平衡常数的意义表示弱电解质的电离能力。通常情况下，Ka越大，弱酸的酸性相对越强；Kb越大，弱碱的碱性相对越强；多元弱酸是分步电离的，每一级电离都有相应的电离平衡常数(用Ka1、Ka2等表示)，且Ka1Ka2Ka3，其酸性主要由第一步电离决

8、定4.电离常数的影响因素(1)内因：同一温度下，不同的弱电解质的电离常数不同，说明电离常数首先由物质的本性所决定(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5、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，即对于弱电解质，其电离常数越大，一般此弱电解质的电离程度越大，对于弱酸来讲，其酸性一般越强。H3PO4 H2SO3 HF HNO2 HCOOH CH3COOH H2CO3 H2S HCN(2)Ka大的酸能与Ka小的酸对应的盐反应，反之不反应，即符合“强酸制弱酸”规律。(3)根据浓度商Q与电

9、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例：0.1molL1CH3COOH溶液加水稀释，的值增大还是减小？加水稀释时，c(H)减小，Ka值不变，所以比值增大(5)比较溶液中离子浓度的大小例：磷酸的三步电离的电离常数，第一步第二步第三步。在磷酸溶液中C(H+)c(H2PO4-)c(HPO42-)c(PO43-)c(OH-)(6)比较离子结合质子(H+)的能力大小一般弱酸的电离常数越小，电离程度越弱，弱酸的酸性越弱，此时弱酸根离子结合氢离子的能力就越强。酸越弱，对应的酸根离子结合氢离子的能力就越强例：已知醋酸的酸性比碳酸强，结合H+的能力强

10、弱CO32-HCO3-CH3COO-3、有同学认为，如果向84消毒液中加入食醋，能增强杀菌消毒效果。已知醋酸与次氯酸的电离平衡常数如下：Ka(CH3COOH)1.75105，Ka(HClO)4.0108，试判断这种说法的可能性。思考根据电离平衡常数可以判断醋酸的酸性大于次氯酸的酸性，根据“强酸制弱酸”的规律，可以判断NaClO能与CH3COOH发生反应生成次氯酸，从而增强“84”消毒液的杀菌消毒效果。6、实验探究【实验3-2】CH3COOH与H2CO3酸性强弱比较实验过程 向盛有2mL1molL1醋酸的试管中滴加1molL1Na2CO3溶液，观察现象实验示意图实验现象有气泡产生实验结论CH3C

11、OOH酸性大于碳酸Ka大小比较Ka(CH3COOH)大于Ka1(H2CO3)三、电离度及其应用1.概念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(包括已电离的和未电离的)百分率，称为电离度，通常用表示2.电离度的表示方法3.电离度的意义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4.电离常数的计算(1)一元弱酸：HAH+A-(2)一元弱酸：BOHB+OH-例：浓度相同的HCl、CH3COOH，溶液中H+浓度关系为：前者后者H+浓度相同的HCl、CH3COOH，则HCl分子、CH3COOH分子的浓度的关系为：前者后者H2CO3HCNHCO3-D浓度相

12、同的HCOOH和HCN溶液，前者的导电能力强A【练一练】四、强酸和弱酸比较1、实验探究镁条与等浓度、等体积盐酸、醋酸的反应实验过程向两个锥形瓶中各加入0.05g镁条，盖紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL2mol/L盐酸、2mL2mol/L醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示压强与时间图宏观辨识微观探析反应初期盐酸的反应速率比醋酸大盐酸是强酸，完全电离，醋酸是弱酸，部分电离，同浓度的盐酸和醋酸，盐酸中的c(H)较大，因而反应速率较大反应过程中盐酸的反应速率始终比醋酸大，盐酸的反应速率减小明显，醋酸的反应速率减小不明显醋酸中存在电离平衡，随反应的进行，电离平衡正向移动，消耗的氢离子能

13、及时电离补充，所以一段时间速率变化不明显最终二者产生的氢气的量基本相等，速率几乎都变为零镁条稍微过量，两种酸的物质的量相同，随醋酸电离，平衡正向移动，醋酸几乎消耗完全，最终二者与镁条反应的氢离子的物质的量几乎相同，因而产生的H2的量几乎相同。两种酸都几乎消耗完全，反应停止，因而反应速率几乎都变为02、一元强酸和一元弱酸的比较(以一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较为例)酸比较项目等溶质浓度、等体积的HCl(a)与CH3COOH(b)pH相同、体积相同的HCl(a)与CH3COOH(b)c(H+)aba=bpHaba=b酸分子的起始物质的量浓度a=bac(CH3COO)c(Cl)

14、=c(CH3COO)溶液的导电性aba=b中和酸所用NaOH的物质的量a=bab与过量Zn反应产生H2的体积a=baba=b；反应过程中a”、“”或“=2，HA为弱酸室温下测NaA溶液的pHpH=7，HA为强酸；pH7，HA为弱酸相同条件下，测相同浓度的HA溶液和盐酸(强酸)的导电性若导电性相同，则HA为强酸；若导电性较盐酸弱，则HA为弱酸测定同pH的HA与HCl溶液稀释相同倍数后的pH变化若pH(HA)=pH(HCl)，HA是强酸；若pH(HA)pH(HCl)，HA是弱酸测定等体积、等pH的HA溶液和盐酸分别中和NaOH的量若消耗NaOH的量相同，则HA为强酸；若HA溶液消耗NaOH的量较盐酸多，则HA为弱酸往同浓度的HA和HCl中投入相同的Zn粒开始反应速率快的为强酸；开始反应速率慢的为弱酸从升高温度后pH的变化判断若升高温度，溶液的pH明显减小，则是弱酸；若升高温度，溶液的pH变化幅度小，则是强酸