电离平衡2
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高中化学 (大纲版)第二册 第三章 电离平衡 第一节电离平衡(第二课时)[引言]上节课我们学习了电解质的强弱与结构的关系,并且已经知道弱电解质的溶液中,既有分子,又有离子,下面我们就来共同学习弱电解质的电离平衡的有关知识。
[设疑]一定量的盐酸与足量的锌反应,生成H 2的量取决于什么因素?[生]取决于盐酸中HCl 的物质的量[师]那么氢离子浓度相同,溶液体积也相同的盐酸和醋酸分别与过量的锌反应,最后生成的H 2是否一样多?[生甲]一样多[生乙]醋酸多[师]谁的回答正确呢?等我们学完电离平衡的知识之后自然就会明白。
下面我们就以醋酸为例,说一说什么叫电离平衡。
[板书]二、弱电解质的电离平衡[板书]1.概念[问题探究]CH 3COO -和H +在溶液中能否大量共存?[生]不能。
[师]我们知道,醋酸加入水中,在水分子的作用下,CH 3COOH 会电离成CH 3COO-和H +,与此同时,电离出的CH 3COO -和H +又会结合成CH 3COOH 分子,随着CH 3COOH分子的电离,CH 3COOH 分子的浓度逐渐减小,而CH 3COO -和H +浓度会逐渐增大,所以CH 3COOH 的电离速率会逐渐减小,CH 3COO -和H +结合成CH 3COOH 分子的速率逐渐增大,即CH 3COOH 的电离过程是可逆的。
[副板书]CH 3 CH 3COO -+H +[接着讲述]在醋酸电离成离子的同时,离子又在重新结合成分子。
当分子电离成离子的速率等于离子结合成分子的速率时,就达到了电离平衡状态。
这一平衡的建立过程,同样可以用速率—时间图来描述。
[投影]弱电解质电离平衡状态建立示意图[师]请同学们根据上图的特点,结合化学平衡的概念,说一下什么叫电离平衡。
电离(或称离子化) 结合(或称分子化)[学生叙述,教师板书]在一定条件(如温度、浓度)下,当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态,这叫电离平衡。
弱电解质的电离平衡——随堂演练知识落实一、选择题1.下列事实中,可以证明醋酸是弱电解质的是()A.1 mol·L-1的醋酸溶液中,c(H+)=1 mol·L-1B.醋酸与水以任意比互溶C.10 mL 1 mol·L-1的醋酸溶液恰好与10 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液完全反应D.在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸弱答案D解析A项中若醋酸完全电离,则c(H+)=1 mol·L-1,说明醋酸为强电解质,A项不符合题意;C项是与强碱的反应,不能说明其电离程度的大小;D项是在相同条件下,比较二者导电性强弱,醋酸溶液的导电性弱,说明醋酸溶液中离子浓度小,即醋酸的电离程度小,盐酸中的HCl是完全电离的,故说明醋酸是部分电离,为弱电解质。
2.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是()选项A B C D强电解质Fe NaCl CaCO3HNO3弱电解质CH3COOH NH3H3PO4Fe(OH)3非电解质C12H22O11(蔗糖)BaSO4C2H5OHH2O答案C解析A项,Fe既不是电解质也不是非电解质,错误;B项,NH3是非电解质,BaSO4是强电解质,错误;D项,H2O是弱电解质,错误。
3.在0.1 mol·L-1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 mol·L-1的HCl溶液,溶液中c(H+)减小D.加入少量NaCN固体,平衡正向移动答案A解析加入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 mol·L-1的HCl溶液,c(H+)增大,C项错误;加入少量NaCN固体,c(CN-)增大,平衡逆向移动,D项错误。
第一节 电离平衡第2课时 电离平衡常数 强酸与弱酸比较学案知识梳理一、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。
2.电离平衡常数的表示方法 ABA ++B -K =c (A +)·c (B -)c (AB )(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数。
例如:CH 3COOHCH 3COO -+H +K a =c (CH 3COO -)·c (H +)c (CH 3COOH )NH 3·H 2ONH +4+OH -K b =c (NH +4)·c (OH -)c (NH 3·H 2O )(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数。
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K 1、K 2等来分别表示。
例如, H 2CO 3H ++HCO -3 K a1=c (HCO -3)·c (H +)c (H 2CO 3);HCO -3H ++CO 2-3 K a2=c (H +)·c (CO 2-3)c (HCO -3)。
多元弱酸各步电离常数的大小比较为K a1≫K a2,因此,多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。
由于多元弱碱为难溶碱,所以一般不用电离平衡常数,而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
3.意义表示弱电解质的电离能力。
一定温度下,K 值越大,弱电解质的电离程度越大,酸(或碱)性越强。
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.电离常数的计算——三段式法 例:25 ℃ a mol·L-1的CH 3COOHCH 3COOHCH 3COO -+H +起始浓度/mol·L -1 a 0 0变化浓度/mol·L -1 x x x 平衡浓度/mol·L -1 a -x x x 则K a =c (CH 3COO -)·c (H +)c (CH 3COOH )=x 2a -x ≈x 2a注意 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 ) mol·L -1一般近似为 a mol·L -1。
电离平衡定义电离平衡定义电离平衡:阴极上生成的正离子(2e+离子)的数量和阳极上得到的电子( 2e-离子)的数量相等。
定义的由来:阴极:能吸收电子,或者能把电子发射出来而变成离子的任何一种物质。
如石墨、活性炭、食盐等。
阳极:能失去电子,或者能接受电子而变成离子的任何一种物质。
如硫酸根、硝酸根等。
电离平衡是一个动态过程。
在电离平衡过程中,阳极和阴极都可以发生离子的积累和离子的释放,它们只不过随时间的先后次序不同而已。
在反应器内, [gPARAGRAPH3]很容易将阳极表面的电子带走,以至于阳极得不到足够的电子,因此阳极积累的是阴离子而不是阳离子。
随着反应器内阴离子浓度的增加,阳极失去的电子也逐渐增多,在浓度差的作用下,一部分阳极得到的电子就会经阳极表面向外扩散,使阳极区的电位降低,这样阳极就有更多的电子去补偿电位的降低,从而使阳极积累的是阳离子而不是阴离子。
在阳极产生的离子和从阴极扩散到阳极的离子在电位降低后达到了电离平衡,即为电离平衡。
在电离平衡条件下,电子和离子的电荷总数相等,即离子积累=电子释放。
电离平衡的建立,要求两极存在适当的电位差。
电离平衡与电解池原理有着密切的关系。
例如,在电解池中,不论阴、阳极材料相同还是不同,它们之间的电位差值必须大于1.0V。
这个电位差就是所谓的电解电压,它只与材料和电位有关,不受极性的影响。
阳极和阴极材料是相同的,但两极电位的差别小于0.1V时,也能建立起电离平衡,并且与阳极上发生的是氧化反应有关。
在一般情况下,阳极反应比阴极反应快得多。
因为在电解池中,电解液中的H+对阴极有很强的溶解作用。
这就使得阴极区域的H+浓度高于电解液中的H+浓度,以至于H+的迁移率大于电子的迁移率。
另外,电解液中的Na+对阴极也有很强的溶解作用。
这就使得阴极区域的K+浓度高于电解液中的K+浓度,以至于K+的迁移率大于电子的迁移率。
因此,可以说在电解池中阴极的氧化速度远远大于阳极的氧化速度,从而导致阴极上积累的是阴离子而不是阳离子。
第二章 电离平衡(酸碱及沉淀)一、选择题(20分)1.0.40 mol ·dm -3丙酸溶液的pH 是 (K a = 1.3 ⨯ 10-5)……………………………………( )(A) 0.40 (B ) 2.64 (C) 5.28 (D) 4.882. 下列各组酸碱中,不属于共轭酸碱对的是(A )H 2Ac +–HAc ; (B )NH 3–NH 2-; (C )HNO 3–NO 3-; (D )H 2SO 4–SO 42-;3. 将1.0 mol·L -1 NH 3·H 2O 与0.1 mol·L -1 NH 4Cl 水溶液按哪种体积比混合[V (NH 3):V (NH 4Cl)],能配得缓冲能力最强的缓冲溶液是(A ) 1:1 (B ) 2:1 (C ) 10:1 (D ) 1:104. 已知一元弱酸HB 溶液的浓度为0.1 mol·L -1,pH=3.00,则0.1 mol·L -1的共轭碱NaB 溶液的pH 为(A ) 11.00 (B ) 9.00 (C ) 8.50 (D ) 9.505.295K 时,水的K w 是1.0×10-14;313K 时,K w 是3.8×10-14,则313K 时,C(H 3O +)=1.0×10-7的水溶液是( )(A ) 酸性 (B ) 中性 (C ) 碱性 (D ) 缓冲溶液6.某温度下,Ksp (Mg(OH)2) = 8.39×10-12,则Mg(OH)2的溶解度为( )mol·L -1(A ) 2.05×10-4 (B ) 2.03×10-4 (C ) 1.28×10-4 (D ). 2.90×10-47.欲配制pH=6.50的缓冲溶液,用下列何种酸最好( )(A )(CH 3)2AsO 2H (a K =6.4×10-7); (B ) ClCH 2COOH (a K =1.40×10-3)(C ) CH 3COOH (a K =1.76×10-5) (D ) HCOOH (a K =1.77×10-4)8.Mg(OH)2在下列四种情况下,其溶解度最大的是( )(A ) 在纯水中; (B )在0.1 mol·L -1的HAc 溶液中;(C ) 在0.1 mol·L -1的NH 3·H 2O 溶液中; (D )在0.1 mol·L -1的MgCl 2溶液中。
二级电离平衡常数
二级电离平衡常数表示的是在某一特定浓度下,一个电离反应的平衡状态。
这个常数的大小取决于电解质的性质和溶液的浓度,而且对于一种特定的电解质来说,这个常数是一定的。
在实际应用中,二级电离平衡常数可以用来计算电解质的电离程度,预测溶液的离子组成,以及用于药物设计和化学工程等领域。
同时,二级电离平衡常数的测定也可以帮助我们了解电解质的性质和行为,为相关领域的研究提供重要的数据支持。