第3章第1节 电离平衡(第2课时 电离平衡常数)(教师版)-2021-2022学年高二化学同步精品学案(新教材人教版选择性必修1)
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《2021-2022 学年高二化学同步精品学案(新人教版选择性必修 1)》
第三章 水溶液中离子反应与平衡
第一节 电离平衡
第2课时 电离平衡常数
一、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表示(酸用 Ka,
碱用 Kb)。
2.电离平衡常数的表示方法
弱电解质
电离平衡
平衡常数表达式
一元弱酸
CH3COOH CH3COO-+H+
Ka=cCH3COO-·cH+
cCH3COOH
一元弱碱
NH3·H 2ONH+
4+OH-
Kb=cNH+
4·cOH-
cNH3·H 2O
多元弱酸
H2CO3
H2CO3H++HCO-
3
Ka1=cHCO-
3·cH+
cH2CO3
HCO-
3H++CO2-
3
Ka2=cH+·cCO2-
3
cHCO-
3。
〔特别提醒〕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。
【数据导引】部分弱电解质的电离平衡常数(25℃)
弱电解质
CH3COOH
HCN
H2CO3
NH3•H2O
电离平衡常数
1.75 × 10-5
6.2 × 10-10
Ka1 = 4.5 × 10-7
Ka2 = 4.7 × 10-11
Kb = 1.8 × 10-5
3.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弱电解质的性质所决定。
(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。
4.意义 :表示弱电解质的电离能力。
(1)同一温度下,电离常数越大,弱电解质越易电离,反之亦然。
(2)比较电离常数的大小可以判断弱电解质的相对强弱。如 25 ℃时,上表中,Ka(CH3COOH)>Ka(HCN),则 HCN 的
酸性比 CH3COOH 更弱(“弱”或“强”)。
(3)多元弱酸的第一步的电离常数远大于第二步的,即 Ka1≫Ka2,则计算多元弱酸中的 c(H+)或比较多元弱酸的酸性
相对强弱时,通常只考虑第一步电离。 多元弱碱的情况与多元弱酸类似。
【深度思考】多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离的主要原因是一级电离产生的氢离子对二级电离起抑制作用。
【实验 3—2】推测 CH3COOH 的Ka和H2CO3的Ka1 的大小比较
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2
实验操作
实验现象
产生气泡
化学方程式
实验结论
CH3COOH 酸性大于(“大于”或“小于”)碳酸
Ka大小比较
Ka(CH3COOH) 大于 Ka1(H2CO3)
【思考与讨论】镁条与等浓度、等体积盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入 0.05 g 镁条,盖紧橡胶塞,然后用注射器分别注入 2 mL 2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1
醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。
由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况。
宏观辨识
微观探析
反应初期
盐酸的反应速率比醋酸快。
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,因而反应速率较快。
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,
消耗的氢离子能及时电离补充,所以一段时间速率变化不明
显。
最终
(1)二者产生的氢气的量基本
相等;
(2)速率几乎都变为零
(1)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。
(2)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 0。
【方法总结】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。
(2)根据浓度商 Q与电离平衡常数 K的相对大小判断电离平衡的移动方向。
(3)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
(4)判断复分解反应能否发生。
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