弱电解质的电离平衡课件 【知识点睛+题型强化】 高二上学期化学 选择性必修1

强电解质与弱电解质强电强电解质解质在稀的水溶液中在稀的水溶液中完全电离完全电离的电解质的电解质弱电弱电解质解质在水溶液中在水溶液中部分电离部分电离的电解质的电解质溶质在溶液中大部分以分子形式存在，仅少溶质在溶液中大部分以分子形式存在，仅少部分发生电离。部分发生电离。溶质在溶液中只以离子形式存在溶质在溶液中只以离子形式存在强酸、强碱、绝大多数盐弱酸、弱碱、水弱电解质弱电解质弱电解质弱电解质的电离是可逆过程，存在着的电离是可逆过程，存在着的电离是可逆过程，存在着的电离是可逆过程，存在着电离平衡。电离平衡。电离平衡。电离平衡。第第一一课时课时弱电解质弱电解质的的电离平衡电离平衡第第第第二二二二节节节节 弱电解质的电离弱电解质的电离弱电解质的电离弱电解质的电离 盐类水解盐类水解盐类水解盐类水解CHCH3 3COOHCOOHCHCH3 3COOCOO-+H+H+1)1)开始时，开始时，开始时，开始时，v v电离电离电离电离 和和和和 v v结合结合结合结合怎样变化？怎样变化？怎样变化？怎样变化？2)2)当当当当v v电离电离电离电离=v v结合结合结合结合时，时，时，时，可逆过程达到一种什么样的状态可逆过程达到一种什么样的状态可逆过程达到一种什么样的状态可逆过程达到一种什么样的状态？在在一定的条件下一定的条件下一定的条件下一定的条件下,往一杯水中加进一定量的往一杯水中加进一定量的冰醋酸。冰醋酸。新课导入新课导入电离电离结合结合c(CH3COOH)v(电离电离)c(H+)c(CH3COO-)v(结合结合)开始时开始时然后然后v v电离电离电离电离=v v结合结合结合结合00最大最大 0增大增大减小减小增大不变不变不变不变不变电离平衡状态电离平衡状态反反应应速速率率弱电解质电离平衡状态建立示意图弱电解质电离平衡状态建立示意图时间时间v（电离成离子）（电离成离子）v（结合成分子）（结合成分子）v(电离电离)=)=v(结合结合)电离平衡状态电离平衡状态一、弱电解质电离平衡状态的建立一、弱电解质电离平衡状态的建立 CH CH3 3COOHCOOH分子电离开始时，分子电离成离子的速率随着分子浓度的减分子电离开始时，分子电离成离子的速率随着分子浓度的减小而逐渐减小；同时离子结合成分子的速率随着离子浓度的增大而逐渐小而逐渐减小；同时离子结合成分子的速率随着离子浓度的增大而逐渐增大。经过一段时间后，两者的速率相等，达到增大。经过一段时间后，两者的速率相等，达到电离平衡状态电离平衡状态。在在一定条件一定条件下下(如温度和浓度如温度和浓度)，当，当弱电解质弱电解质分子分子电离成离子电离成离子的速率的速率和和离子重新结合生成分子的速率离子重新结合生成分子的速率 相等相等 即（即（v v(电离电离)v v(结合结合)00）时，电离过程就达到了时，电离过程就达到了电离电离平衡状态平衡状态。1 1、电离平衡、电离平衡动：动：变：变：条件改变时，电离平衡发生移动条件改变时，电离平衡发生移动等：等：逆：逆：弱电解质的电离是弱电解质的电离是可逆过程可逆过程定：定：条件一定，平衡体系中分子、离子的浓度不再变化条件一定，平衡体系中分子、离子的浓度不再变化弱：弱：研究对象是研究对象是弱电解质弱电解质平衡移动规律平衡移动规律平衡移动规律平衡移动规律勒夏特列原理勒夏特列原理勒夏特列原理勒夏特列原理2.2.电离平衡的特征电离平衡的特征v v电离电离=v v结合结合0动态平衡动态平衡弱酸弱酸的电离平衡常数：的电离平衡常数：Kaacid弱碱弱碱的电离平衡常数：的电离平衡常数：Kbbase 二、电离平衡常数二、电离平衡常数1.1.概念概念 弱电解质在弱电解质在一定条件一定条件下达到下达到电离平衡电离平衡时，弱电解质时，弱电解质电离生电离生成的各种离子的浓度（次方）的乘积成的各种离子的浓度（次方）的乘积与与溶液中未电离的分子的溶液中未电离的分子的浓度之比浓度之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。常数。电离常数服从化学平衡常数的一般规律，只受温度影响。2.2.表达式表达式一元弱酸：一元弱酸：一元弱碱：一元弱碱：多元弱酸：多元弱酸：CH3COOH CH3COO-+H+NH3H2O NH4+OH-Ka=c平平(CH3COO-).C平平(H+)c平平(CH3COOH)Kb=c平平(OH-).C平平(NH4+)c平平(NH3.H2O)分步电离，每一步都有自己的电离常数，通常用分步电离，每一步都有自己的电离常数，通常用Ka1、Ka2来表示来表示HCO3-可看做酸，其Ka=H2CO3的Ka2多元弱碱：多元弱碱：电离复杂，一步书写。电离复杂，一步书写。电离常数表征了弱电解质的电离能力。电离常数表征了弱电解质的电离能力。(自身决定)弱酸的电离常数弱酸的电离常数K Ka a越大，其电离出越大，其电离出H H+能力就越强，即酸性越强。能力就越强，即酸性越强。Ka（HCN）=6.210-10mol.L-1Ka（CH3COOH）=1.710-5mol.L-1Ka（HF）=6.810-4mol.L-1练习：P88（2）表达式3.3.意义意义 温度一定时，弱电解质具有确定的电离常数。室温下：一定温度下，一定温度下，K Ka(或或K Kb)值越大，值越大，弱电解质的弱电解质的电离程度电离程度越大越大，酸酸(或或碱碱)性性越强。越强。H3PO4H+H2PO4-H2PO4-H+HPO42-HPO42-H+PO43-=7.110-3mol.L-1=6.210-8mol.L-1=4.510-13mol.L-1多元弱酸的各级电离常数逐渐减小。对于各级电离常数相差多元弱酸的各级电离常数逐渐减小。对于各级电离常数相差很多的多元弱酸，其水溶液中的很多的多元弱酸，其水溶液中的H+主要是由第一步电离产生的。主要是由第一步电离产生的。Ka1Ka3Ka2 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。（口诀：分步进行，一步定量）（口诀：分步进行，一步定量）（口诀：分步进行，一步定量）（口诀：分步进行，一步定量）同一弱电解质，电离常数的大小同一弱电解质，电离常数的大小只与只与温度温度有关。有关。4.4.影响因素影响因素K值随温度变化不大。在温度变化不大的情况下，一般不考虑通过改变温度来调控电离平衡。K值较小，弱电解质的电离很微弱。表表1：25几种弱酸的几种弱酸的Ka表表2：不同温度下：不同温度下CH3COOH的的Ka温度温度Ka01.6610-5101.7310-5251.7510-5弱电解质弱电解质KaHF6.310-4CH3COOH1.7510-5HCN6.210-10相同温度下，K Ka a 越大，弱酸越易电离，酸性越强。越大，弱酸越易电离，酸性越强。(2)(2)外因：外因：温度温度；升高温度，电离常数升高温度，电离常数 K K 增大。增大。(弱电解质电离吸热弱电解质电离吸热)(1 1)内因：内因：弱酸的自身性质决定。归纳小结归纳小结电离平衡常数电离平衡常数只与温度有关只与温度有关，与浓度无关，且升高温度，与浓度无关，且升高温度K值增大值增大相同条件下，相同条件下，K值越大，该弱电解质越易电离，对应的酸值越大，该弱电解质越易电离，对应的酸(或碱或碱)越强。越强。多元弱酸分步电离，多元弱酸分步电离，Ka逐级减小且一般相差很大，逐级减小且一般相差很大，Ka1Ka2，故溶液，故溶液中的中的c(H)主要由第一步电离程度决定主要由第一步电离程度决定电离平衡常数的特点电离平衡常数的特点（1 1）可逆过程可逆过程,分子、离子共存分子、离子共存，离子和分子之间存在电离平衡。，离子和分子之间存在电离平衡。这完全不同于强电解质。这完全不同于强电解质。（2 2）电离过程是电离过程是吸热吸热的。的。（3 3）电离是电离是微弱微弱的的。一般来说，电离的分子极少，绝大多数以分子。一般来说，电离的分子极少，绝大多数以分子形式存在。如形式存在。如0.1 molL0.1 molL1 1的的CHCH3 3COOHCOOH溶液中，溶液中，c c(H(H)在在1101103 3 molLmolL1 1左右。左右。弱电解质电离的特点弱电解质电离的特点u电离度：弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率。u实际上是一种平衡转化率，实际上是一种平衡转化率，表示弱电解质在水中的电离程度。表示弱电解质在水中的电离程度。已电离弱电解质分子数已电离弱电解质分子数原弱电解质分子数原弱电解质分子数100%电离度=已电离的溶质浓度 溶质的初始浓度=100%5.5.电离平衡常数电离平衡常数K K的计算的计算例如：在25 时，0.01molL1的CH3COOH溶液中，醋酸的电离度是1.3%。即大约每77个醋酸分子中有1个醋酸分子电离成CH3COO和H+xx0.2-x=1.75105xxxx0.2xx当Ka很小时，x的数值很小。(0.2x)molL1c(H+)x0.00187mol/L【例题】已知25 时，CH3COOH的，计算0.2molL1的CH3COOH达到电离平衡时c(H)的浓度。电离度？00.20变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)起始浓度/(molL1)Kac(CH3COO)c(H+)c(CH3COOH)数据处理数据处理数据处理数据处理电离度电离度=100%0.935%0.001870.2xx0.2【深度思考】1 已知在室温时，0.1molL1的HA在水中有0.1%发生电离，则该酸的Ka为多少？溶液pH为多少？(0.11104)molL1 0.1 molL1起始浓度/(molL1)变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)0.10011040.111041104110411041104HA H+A数据处理数据处理数据处理数据处理c(HA)Kac(H+)c(A)(1104)(1104)(0.11104)0.1(1104)(1104)=1107电离度pH-lgc(H+)=-lg(1104)=4（1）列出“三段式”（2）由于弱电解质的电离程度比较小，平衡时弱电解质的浓度(a-x)molL1，一般近似为amolL1。（即忽略弱电解质电离的部分）小结：小结：电离平衡常数电离平衡常数K K的的计算计算 CH3COOH CH3COOH起始浓度/(molL1)a 0 0变化浓度/(molL1)x x x平衡浓度/(molL1)ax x x电离常数为Ka，初始浓度为c的一元弱酸，溶液中c(H)Kac例已知室温下H2CO3 的电离常数为Ka1=410-7 Ka2=5.610-11。求0.001molL1 H2CO3溶液的c(H+)。电离常数为Kb，初始浓度为c的一元弱碱，溶液中c(OH-)KbcKK的意义的意义：K表征了弱电解质的电离能力。根据相同温度下，电离常数的大小可以判断弱电解质的相对强弱。1 1、判断弱电解质的相对强弱、判断弱电解质的相对强弱u弱酸的Ka越大，电离程度越大，越容易电离出H+，酸性越强。u弱碱的Kb越大，电离程度越大，越容易电离出OH-，碱性越强。CH3COOHH2CO3H2SKa=1.810-5Ka1=4.310-7Ka2=5.610-11Ka1=9.110-8Ka2=1.110-12三、电离平衡常数的应用三、电离平衡常数的应用2 2、比较离子结合质子、比较离子结合质子H+的能力大小的能力大小:u弱酸的Ka值越小，酸性越弱，酸根阴离子结合H+的能力就越强。离子结合H+的能力：CH3COOHCO3HSCO32-S2实验操作向盛有2 mL 1mol/L 醋酸的试管中滴加1 mol/L Na2CO3溶液，观察现象。你能否由此推测Ka(CH3COOH)与Kal(H2CO3)的大小？实验现象原理结论有气泡产生2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+CO2CH3COOH的酸性比H2CO3的强，Ka(CH3COOH)Kal(H2CO3)较强酸制较弱酸:弱酸与盐溶液的反应规律弱酸与盐溶液的反应规律u利用电离平衡常