3.2.1 弱电解质的电离平衡 教学案

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1、第 1 课时 弱电解质的电离平衡学习目标：1.了解弱电解质的电离平衡常数概念和电离平衡常数与电离程度的关系。2.理解影响弱电解质电离平衡的因素及对电离平衡移动的影响。(重点)3.了解常见弱酸和弱碱的电离常数大小，能比较它们的电离能力强弱。(难点)自 主 预 习探 新 知1弱电解质的电离平衡(1)概念：在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子电离出离子的速率与离子结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，叫做电离平衡。(2)特点：电离平衡是动态平衡，服从化学平衡的一般规律。2电离平衡常数(1)定义：在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子

2、的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。(2)表达式：一元弱酸：CH 3COOH CH3COO H KaCH3COO H CH3COOH一元弱碱：NH 3H2O NH OH 4Kb 。NH 4OH NH3H2O(3)意义：电离常数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判断弱电解质电离能力的相对强弱。(4)电离平衡常数的特点电离平衡常数只与温度有关，与浓度无关，且升高温度 K 值增大。相同条件下， K 值越大，表示该弱电解质越易电离，对应的酸性(或碱性)越强。多元弱酸是分步电离，逐级减小且一般相差很大， Ka1Ka2，故溶液中的H 主要由第一步电离程度决定

3、。多元弱碱的电离比较复杂，一般看作是一步电离。3电离度(1)定义：弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质分子数占原有分子数的百分率，称为电离度，用 表示。(2)表达式： 100%。已 电 离 的 溶 质 分 子 数原 有 溶 质 分 子 总 数(3)影响因素：弱电解质的电离度与溶液的浓度有关，一般而言，浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。4影响电离平衡的因素(1)弱电解质电离程度的大小是由电解质本身的性质决定的。(2)外界条件对弱电解质的电离平衡的影响因素 影响结果温度 升高温度，电离平衡正向移动浓度 加水稀释，电离平衡正向移动加入与弱电解质电离出的离子相同的离子，电离平衡逆

4、向移动(同离子效应)外加物质加入与弱电解质电离出的离子反应的离子，电离平衡正向移动微点拨：弱电解质电离遵循“越稀越电离，越热越电离”的规律。基础自测1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)当 CH3COOH 在水溶液达到电离平衡时：CH 3COOHH CH 3COO 。( )(2)向氨水中滴加酚酞变红色，说明 NH3H2O 是弱电解质。( )(3)NaHCO3溶液中存在电离平衡：NaHCO 3 Na HCO 。( ) 3(4)H2CO3的电离常数表达式 K 。( )H 2CO23H2CO3(5)相同温度下， K(HF) K(CH3COOH)，说明酸性：HFCH 3COOH。

5、( )提示 (1) 弱电解质电离平衡时，溶质分子浓度和离子浓度不一定相等。(2) 氨水使酚酞变红，说明溶液中含有 OH ，不能说明 NH3H2O 部分电离。(3) NaHCO 3电离方程式为：NaHCO 3=Na HCO ，HCO H CO 。 3 3 23(4) Ka1(H2CO3) ， Ka2(H2CO3) 。H HCO 3H2CO3 H CO23HCO 3(5)2相同温度下，0.1 molL 1 和 0.01 molL1 CH3COOH 溶液中 CH3COOH 的电离程度，前者与后者相比( )A大 B小C相等 D不能确定B CH 3COOH 溶液浓度“越稀越电离”，故 CH3COOH 的

6、电离程度：0.1 molL1 CH3COOH 溶液0.01 molL 1 CH3COOH 溶液。3在 0.1 molL1 的 CH3COOH 溶液中，要促进醋酸电离，且使H 增大，应采取的措施是( )A升高温度B加适量水C加入 0.1 molL1 NaOH 溶液D加入 0.1 molL1 HCl 溶液A CH 3COOH CH3COO H 为吸热过程，升高温度平衡正向移动，H 增大。合 作 探 究攻 重 难电离常数及其应用下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 )酸 电离方程式 电离平衡常数 Ka/molL1CH3COOH CH3COOH CH3COO H 1.7105H2CO3H2CO3 H

7、 HCO 3HCO H CO 3 23Ka14.210 7Ka25.610 11H3PO4H3PO4 H H 2PO 4H2PO H HPO 4 24HPO H PO24 34Ka17.110 3Ka26.210 8Ka34.510 13思考交流1CH 3COOH、H 2CO3、H 3PO4的酸性强弱如何排序？提示 H 3PO4CH 3COOHH 2CO3。2“CH 3COONaH 2CO3=NaHCO3CH 3COOH”该反应能否发生？说明理由。提示 不能发生。 K(CH3COOH) Ka1(H2CO3)，则酸性：CH 3COOHH 2CO3，据“强酸制弱酸”规律可知题给反应不能发生。325

8、 时，相同浓度的 CH3COOH 溶液，H 2CO3溶液，H 3PO4溶液的电离度大小关系是怎样的？提示 (H3PO4) (CH3COOH) (H2CO3)。4若把 CH3COOH、H 2CO3、HCO 、H 3PO4、H 2PO 、HPO 都看作是酸，其中酸性最强 3 4 24的是什么？最弱的是什么？提示 酸性最强的是 Ka值最大的，即 H3PO4，酸性最弱的是 Ka值最小的，即HPO 。245同一多元弱酸的 K1、 K2、 K3之间存在着数量上的规律，此规律是什么？产生此规律的原因是什么？提示 从上面酸(H 3PO4)可知 K1 K2 K3110 5 10 10 ，说明 K1K2K3。由于

9、上一级电离产生大量的 H ，会对下一级的电离产生抑制，所以电离程度越来越小，电离平衡常数越来越小。6在相同温度下，弱电解质的电离常数越大，则某溶液中的离子浓度越大吗？提示 不是。弱电解质的电离常数越大，只能说明其分子电离程度越大。离子的浓度不仅与电离程度有关，还与弱电解质的浓度有关。对点训练题组 1 电离常数及其应用1常温时，0.1 molL 1 HF 溶液的 pH2，则 Ka的数值大约是( ) A2 molL 1 B0.1 molL 1C0.01 molL 1 D0.001 molL 1D 由 HF H F 可知 K(HF) 0.001 molL 1 。H F HF 10 2molL 110

10、 2molL 10.1 molL 12在相同温度下，三种弱酸的电离常数(molL 1 )如下：HF(6.810 4 )、CH3COOH(1.7105 )、HClO(4.710 8 )。则三种酸的酸性最强的是( )AHF BCH 3COOHCHClO D无法确定A K(HF) K(CH3COOH) K(HClO)，故酸性：HFCH 3COOHHClO。3已知三个数据：7.210 4 molL1 、4.610 4 molL1 、4.910 10 molL1 分别是三种酸的电离平衡常数。若这些酸可发生反应：NaCNHNO 2=HCNNaNO 2，NaCN HF= =HCNNaF，NaNO 2HF=

11、=HNO2NaF，则下列叙述正确的是( )AHF 的电离平衡常数是BHNO 2的电离平衡常数是CHCN 的电离平衡常数是DHNO 2的电离平衡常数是A 根据题中给出的三个反应，利用“强酸制弱酸”的规律，可判断酸性：HFHNO 2HCN，酸性越强电离平衡常数越大，由此推出 HF 的电离平衡常数为7.2104 molL1 ，HNO 2的电离平衡常数为 4.6104 molL1 ，HCN 的电离平衡常数为4.91010 molL1 。题组 2 电离度及其应用4某一元弱酸溶液中存在 1.91022个弱酸分子和 1.01021个氢离子，则该酸的电离度为( )A1.0% B2.0%C5.0% D10.0%

12、C 该酸的电离度 1.010 21/(1.910221.010 21)100%5.0%。5下列图示中，可以描述乙酸(甲， Ka1.810 5 molL1 )和一氯乙酸(乙，Ka1.410 3 molL1 )在水中的电离度与浓度关系的是( )B 乙酸和一氯乙酸均属于弱酸，弱酸的浓度越大，在水中的电离度越小，C、D 项错误。电离平衡常数：CH 3COOHCH 2ClCOOH，这两种物质的浓度相同时，电离平衡常数越大，表明酸性越强，电离度越大，A 项错误，B 项正确。外界条件对电离平衡的影响思考交流已知在 0.1 molL1 的 CH3COOH 溶液中存在如下电离平衡：CH3COOH CH3COO

13、H ，改变外界条件时分析对上述平衡的影响：影响因素平衡移动方向n(H)H CH3COO Ka pH导电能力升温(不考虑挥发)右 增大 增大 增大 增大 减小 增强加冰醋酸 右 增大 增大 增大 不变 减小 增强CH3COONa固体左 减小 减小 增大 不变 增大 增强通入 HCl气体左 增大 增大 减小 不变 减小 增强加入其他物质NaOH 固体 右 减小 减小 增大 不变 增大 增强加水稀释 右 增大 减小 减小 不变 增大 减弱对点训练题组 1 电离平衡的特点及判断1下列有关“电离平衡”的叙述正确的是( )A电解质在溶液里达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度相等B达到电离平衡时，由于分子

14、和离子的浓度不再发生变化，所以说电离平衡是静态平衡C电离平衡是相对的、暂时的，外界条件改变时，平衡可能会发生移动D电解质达到电离平衡后，各离子的浓度相等C A 项，达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度均不变，但未必相等；B 项，达到电离平衡时，分子仍然要电离为离子，离子也要结合为分子，只是二者速率相等，即电离平衡是动态平衡；D 项，达到电离平衡时，电解质溶液中各离子的浓度不变，但不一定相等。2氢氟酸是弱酸，电离方程式为 HF H F ，达到电离平衡的标志是 ( ) AH F B v(电离) v(形成分子)C溶液显酸性D单位时间内，电离的 HF 分子数与生成的 F 数相等B 当 v(电离) v

15、(形成分子)时，溶液中分子浓度和离子浓度不发生变化，说明 HF的电离达到平衡状态。题组 2 外界条件对电离平衡的影响教师备选在不同温度下，测定一定浓度的 CH3COOH 溶液中 H 的浓度，则结果是( )A缺少条件，无法测定BH 的浓度相同C温度低时，H 的浓度大D温度高时，H 的浓度大D CH 3COOH 是弱电解质，温度升高时，CH 3COOH 的电离程度增大，则溶液中 H 的浓度也增大。3在 0.1 molL1 的 HCN 溶液中存在如下电离平衡：HCN H CN ，下列叙述正确的是( )A加入少量 NaOH 固体，平衡正向移动B加水，平衡逆向移动C滴加少量 0.1 molL1 的 HC

16、l 溶液，溶液中H 减小 D加入少量 NaCN 固体，平衡正向移动A 加入 NaOH 固体，OH 与 HCN 电离产生的 H 反应，平衡正向移动，A 项正确；加水，平衡正向移动，B 项错误；滴加少量 0.1 molL1 的 HCl 溶液，H 增大，C 项错误；加入少量 NaCN 固体，CN 增大，平衡逆向移动，D 项错误。4化学平衡移动原理同样也适用于其他平衡。已知在氨水中存在下列平衡： NH3H 2O NH3H2O NH OH 4(1)向氨水中加入 MgCl2固体时，平衡向_移动，OH 的浓度_，NH 的 4浓度_。(2)向氨水中加入浓盐酸，平衡向_移动，此时溶液中浓度减小的微粒有_、_、_

17、。(3)向饱和浓氨水中加入少量 NaOH 固体，平衡向_移动，此时发生的现象是_。解析 由题目条件，结合平衡移动原理进行判断。答案 (1)正反应方向 减小 增大(2)正反应方向 OH NH 3H2O NH 3(3)逆反应方向 固体溶解，溶液中有刺激性气味的气体放出弱电解质的判断用实验确定某酸 HA 是弱电解质，两同学的方案如下：甲：称取一定质量的 HA 配制 0.1 molL1 的溶液 100 mL；用 pH 试纸测出该溶液的 pH，即可证明 HA 是弱电解质。乙：用已知物质的量浓度的 HA 溶液、盐酸，分别配制 pH1 的两种酸溶液各 100 mL；分别取这两种溶液各 10 mL，加水稀释为

18、 100 mL；各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度和质量相同的锌粒，观察现象，即可证明 HA 是弱电解质。思考交流1甲方案中说明 HA 是弱电解质的理由是测得溶液的 pH_1(选填“”“H 醋酸 ，故 A 错；B 项，由于两溶液中溶质的物质的量相等，且均为一元酸，所以两溶液能中和等物质的量的 NaOH，故 B 对；C 项，pH3 的盐酸稀释 100 倍后，pH5，而 pH3 的醋酸稀释 100 倍后，由于在稀释过程中，溶液中未电离的醋酸分子继续电离出 H ，导致稀释后溶液的 pHH 醋酸 ，所以，盐酸导电能力强，故 D 错。4pH2 的 A、B 两种一元酸溶液各 1 mL，分别

19、加水稀释到 1 000 mL，其 pH 与溶液体积( V)的关系如图所示，则下列说法不正确的是( ) A稀释后 A 酸溶液的导电性比 B 酸溶液强BA、B 两酸溶液的物质的量浓度一定不相等C a5 时，A 是强酸，B 是弱酸D若 A、B 都是弱酸，则 5 a2A pH2 的 A、B 两种酸溶液，分别加水稀释时，pH 变化不同，说明 A、B 两酸的强弱不一样，pH 变化大的 A 酸性较强，B 酸性较弱，稀释到 1 000 mL 以后，A 中的离子浓度较小，导电性较弱，A 错误。一元强酸和一元弱酸的比较浓度均为 0.01 molL1 的强酸 HA 与弱酸 HBpH 均为 2 的强酸 HA 与弱酸

20、HBpH 或物质的量浓度 2pH HApH HB0.01 molL1 c(HA) c(HB)开始与金属反应的速率 HAHB HAHB体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量HAHB HAHB体积相同时与过量活泼金属反应产生 H2的量HAHB HAHBc(A )与 c(B )的大小 c(A ) c(B ) c(A ) c(B )分别加入固体 NaA、NaB 后pH 变化HA：不变HB：变大HA：不变HB：变大加水稀释 10 倍后 3pH HApH HB 3pH HApH HB2溶液的导电性 HAHB HAHB水的电离程度 HAHB HAHB当 堂 达 标固 双 基1一定温度下，在醋酸溶液中，CH 3

21、COOH 达到电离平衡状态的标志是( )A溶液显电中性B溶液中无醋酸分子C氢离子浓度恒定不变D溶液中 CH3COOH 和 CH3COO 共存C CH 3COOH 溶液中阳、阴离子所带正、负电荷总数相同，使溶液呈电中性，与其是否达到电离平衡状态无关，A 项错误；CH 3COOH 是弱电解质，不完全电离，因此溶液中一定有 CH3COOH 和 CH3COO ，但不能表示电离达到了平衡状态，B、D 项错误；H 恒定不变，说明 CH3COOH 达到了电离平衡状态，C 项正确。2下列说法正确的是( )A电离平衡常数受溶液浓度的影响B电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱C电离常数大的酸溶液中的H 一定比电

22、离常数小的酸溶液中的H 大DH 2CO3的电离常数表达式为 KH CO23H2CO3B 电离平衡常数是温度的函数，与溶液的浓度无关，A 项错误；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，B 项正确；酸溶液中H 既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，C 项错误；碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为 K1 ，第H HCO 3H2CO3二步电离常数表达式为 K2 ，D 项错误。H CO23HCO 3教师备选H2CO3和 H2S 在 25 时的电离常数如下：电离常数/molL 1 Ka1 Ka2H2CO3 4.2107 5.61011H2S 5.7108 1.21015则下列反应可能发生的是( )

23、ANaHCO 3NaHS Na 2CO3H 2SBH 2SNa 2CO3 NaHSNaHCO 3CNa 2SH 2OCO 2 H 2SNa 2CO3DH 2SNaHCO 3 NaHSH 2CO3B 电离常数越大，酸性越强，所以酸性由强到弱的顺序是：H2CO3H 2SHCO HS ，只有 B 项可以发生。 33用水稀释 0.1 molL1 CH3COOH 时，溶液中随着水量的增加而减小的是( )A B.CH3COOHOH OH H CH 和OH 的乘积 DOH 的物质的量A 醋酸溶液中存在电离平衡：CH 3COOH CH3COO H ，加水稀释，平衡正向移动，n(CH3COOH)减小，H 减小，

24、OH 增大，A 项正确，B、D 项错误；温度不变， KW不变，C项错误。4已知在 25 时，氨水中 NH3H2O 的电离常数 Kb1.810 5 molL1 ，回答下列问题：(1)氨水中 NH3H2O 的电离常数表达式 Kb_。(2)当向该氨水中加入一定量的 NaOH 溶液时， Kb值是否会发生变化？_(填“会”或“不会”)。(3)若该氨水的起始浓度为 0.01 molL1 ，则达到电离平衡时溶液中 OH 的物质的量浓度为_。解析 电离常数只与温度有关，与浓度无关。NH 3H2O 的电离常数较小，平衡时氨水中NH 3H2O近似等于起始浓度 0.01 molL1 ，则OH NH 4 KbNH3H2OmolL1 4.210 4 molL1 。1.810 50.01答案 (1) (2)不会 (3)4.210 4 molL1NH 4OH NH3H2O