化学反应原理专题3第一单元第2课时
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1、第2课时弱电解质的电离平衡目标导航1.理解电离平衡的概念。2.了解平衡常数、电离度的概念及其简单的计算。3.能运用电离平衡原理解释弱电解质在水溶液中的电离情况。一、弱电解质的电离平衡1定义在一定条件下(如温度和浓度)，弱电解质分子电离成离子的速率和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，电离过程达到电离平衡状态。2建立过程(用vt图像描述)3特征研究对象是弱电解质的电离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平衡时，电离过程与离子结合成分子的过程仍在进行，是动态平衡平衡时，各微粒(分子、离子)的浓度保持恒定外界条件改变时，平衡
2、会发生移动议一议1以0.1 mol·L1的CH3COOH的电离为例，试分析外界条件对电离平衡的影响。实例(稀溶液)CH3COOHCH3COOHH0改变条件加水稀释加入少量冰醋酸加入HCl(g)加入NaOH(s)加入镁粉升温加入CH3COONa(s)平衡移动方向向右向右向左向右向右向右向左n(H)增大增大增大减小减小增大减小c(H)减小增大增大减小减小增大减小c(CH3COO)减小增大减小增大增大增大增大c(CH3COOH)减小增大增大减小减小减小增大导电能力减弱增强增强增强增强增强增强方法导引弱电解质的电离平衡和化学平衡的关系弱电解质的电离平衡是化学平衡的一种表现形式，完全具有化学平
3、衡的特征和本质，对它进行分析、判断的原理与化学平衡相同。2冰醋酸加水稀释过程中c(H)是如何变化的？答案在向醋酸中加水之前，醋酸分子尚未电离，c(H)0。在加水稀释之后，醋酸的电离开始随着水的逐渐加入，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。c(H)从0开始增加。随着水的加入，虽然促进CH3COOH的电离，但由于V(溶液)的增加，c(H)呈减小趋势。如图所示：二、电离平衡常数(K)、电离度()1电离常数(1)表示方法ABABK弱电解质的电离常数表达式中的c(A)、c(B)和c(AB)均为达到电离平衡后各粒子在溶液中的浓度值，并不是直接指溶质的物质
4、的量浓度值，并且在温度一定时，其电离常数就是一个定值。一元弱酸、一元弱碱的电离常数。例如：CH3COOHCH3COOHKaNH3·H2ONHOHKb多元弱酸、多元弱碱的电离常数。多元弱酸的电离是分步进行的，每步都有相应的电离常数，通常用Ka1、Ka2、Ka3等来分别表示。例如：H3PO4HH2POKa1H2POHHPOKa2HPOHPOKa3多元弱酸各步的电离常数大小的比较为Ka1Ka2Ka3，因此多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况相类似，但多元弱碱的电离可写成一步。(2)影响因素电离常数只与温度有关，升高温度，K值增大。(3)电离常数的意义表示多
5、元弱酸溶液中离子浓度的关系。例如，H3PO4分三步电离，第一步最强(Ka17.5×103)，第二步弱(Ka26.2×108)，第三步最弱(Ka32.2×1013)。c(H)c(H2PO)c(HPO)c(PO)c(OH)H2S分两步电离，第一步强(Ka19.1×108)，第二步弱(Ka21.1×1012)。c(H)c(HS)c(S2)c(OH)根据电离常数的大小，可以估算弱电解质电离的程度。例如，在相同条件下，K值越大，弱酸的电离程度越大，酸性越强。在相同条件下，常见弱酸的酸性强弱关系为H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO2电离度
6、(1)弱电解质的电离度用表示则×100%，或×100%，或×100%。(2)影响电离度的因素温度升高温度，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大。浓度加水稀释，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大。即浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。(3)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。温度相同，浓度也相同时，不同弱电解质的电离度是不同的。议一议在一定温度下，已知a mol·L1的一元弱酸HA溶液中，电离度为，电离平衡常数为K，试推导a、K三者关系。答案K解析HAHA aa a aK。一、外界条件对弱电解质电离平衡的影响例1已知0
7、.1 mol·L1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COOH，要使溶液中c(H)/c(CH3COOH)的比值增大，可以采取的措施是()A加少量烧碱溶液 B加CH3COONa(s)C加少量冰醋酸 D加水解析CH3COOHCH3COOH，Ka。A项，加少量烧碱溶液时，OH消耗了H，c(H)降低，平衡右移，达新平衡时c(CH3COO)增大，而Ka不变，故c(H)/c(CH3COOH)减小；B项，加CH3COONa(s)，c(H)减小，c(CH3COOH)增大，其比值减小；C项，加入少量冰醋酸，c(H)、c(CH3COOH)的浓度均增大，但c(H)增大的幅度小于c(CH3COOH
8、)增大的幅度，故c(H)/c(CH3COOH)比值减小；D项，加水稀释，平衡右移，H的量增多，CH3COOH的量减小，故c(H)/c(CH3COOH)的比值增大。答案D变式训练1某浓度的氨水中存在下列平衡：NH3·H2ONHOH，若想增大NH的浓度，而不增大OH的浓度，应采取的措施是()适当升高温度加入NH4Cl固体通入NH3加入少量盐酸A BC D答案B解析升高温度，平衡向右移动，c(NH)、c(OH)都增大；加入NH4Cl固体，相当于增大c(NH)，平衡向左移动，c(OH)减小，但c(NH)仍较原来增大，因平衡移动只能减小其增大的程度，而不能完全抵消它增大的部分；通入NH3平衡向
9、右移动，c(NH)、c(OH)都增大；加入少量盐酸，H与OH反应使c(OH)下降，平衡向右移动，使c(NH)增大。二、电离平衡常数及其应用例2已知25 时，Ka(CH3COOH)1.80×105。(1)向0.1 mol·L1醋酸溶液中加入一定量1 mol·L1盐酸时，上式中的数值是否发生变化？为什么？(2)若醋酸的起始浓度为0.010 mol·L1，平衡时c(H)是多少？解析(1)一定温度时，电离常数不随浓度的变化而变化。加入一定量盐酸，平衡向左移动，c(H)增大、c(CH3COO)减小、c(CH3COOH)增大，比值不变，仍为1.80×105
10、。(2) CH3COOHCH3COOH起始浓度(mol·L1) 0.010 0 0平衡浓度(mol·L1) 0.010c(H) c(H) c(H)故有1.80×105。由于c(H)很小，0.010c(H)0.010，那么，c(H)4.24×104 mol·L1。答案(1)不变，电离常数不随浓度变化而变化，在一定温度下是一个常数。(2)4.24×104 mol·L1。思维模式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)、等条件便可以轻松地进行电离平衡的有关计算。由、Ka
11、可推出c(H)的常用计算公式有：c(H)c、c(H)、与Ka的关系为。同样，对于一元弱碱来说，c(OH)c。变式训练2在25 时，相同浓度的HF、CH3COOH和HCN(氢氰酸)溶液，它们的电离平衡常数分别是3.5×104、1.8×105、4.9×1010，其中，氢离子的浓度最大的是_，未电离的溶质分子浓度最大的是_。(填化学式)答案HFHCN解析一定温度下，弱酸溶液中氢离子浓度与电离常数(K)和溶液的物质的量浓度的关系可以从以下过程推出，设弱酸为HA，c(H)为x。HAHA起始 c 0 0平衡 cx x x则K对于难电离的弱酸(K很小)溶液，cx，故cxc，则上
