高二化学选修4 电离平衡

·点点突破·◇　甘肃　杜文原电离平衡常数属于选修４《化学反应原理》部分的内容，２０１７年修订的《考试大纲》中要求“能利用电离平衡常数进行相关计算”，所以电离平衡常数在离子浓度计算中的应用自然成了高考命题的热点．但对于此类题目学生往往感觉无从着手，颇有难度．本文从以下两个方面进行归纳总结．１　有关电离平衡常数犓ａ（犓ｂ）的计算 ＨＸ幑幐 Ｈ＋ ＋　Ｘ－起始：犮（ＨＸ）００平衡：犮（ＨＸ）－犮（Ｈ＋）犮（Ｈ＋）犮（Ｘ－）则犓ａ＝犮（Ｈ＋）·犮（Ｘ－）犮（ＨＸ）－犮（Ｈ＋）．由于弱电解质的电离是微弱的，犮（Ｈ＋）的值很小，可做近似处理：犮（ＨＸ）－犮（Ｈ＋）≈犮（ＨＸ）．故犓ａ＝犮（Ｈ＋）·犮（Ｘ－）犮（ＨＸ）．【考点定位】考查外界条件对平衡状态的影响、电离平衡常数的应用等．例１　２５℃时，向犪ｍｏｌ·Ｌ－１的ＣＨ３ＣＯＯＨ溶液中加入少量ＣＨ３ＣＯＯＮＨ４（ｓ），使溶液中犮（ＣＨ３ＣＯＯ－）为犫ｍｏｌ·Ｌ－１，已知该温度下，ＣＨ３ＣＯＯＨ的电离平衡常数为１．７５×１０－５，则犮（Ｈ＋）＝ ｍｏｌ·Ｌ－１．溶液中存在平衡ＣＨ３幑幐ＣＯＯＨＨ＋＋ＣＨ３ＣＯＯ－，加入ＣＨ３ＣＯＯＮＨ４（ｓ）后尽管平衡逆向移动，但因温度不变，犓ａ不变，重新平衡时：犮（ＣＨ３ＣＯＯ－）＝犫ｍｏｌ·Ｌ－１，犮（ＣＨ３ＣＯＯＨ）≈犪ｍｏｌ·Ｌ－１，由犓ａ＝犮（Ｈ＋）·犮（ＣＨ３ＣＯＯ－）犮（ＣＨ３ＣＯＯＨ）可得，犮（Ｈ＋）＝犓ａ·犮（ＣＨ３ＣＯＯＨ）犮（ＣＨ３ＣＯＯ－）＝犪犫×１．７５×１０－５．２　电离平衡常数在盐类水解中的应用犓ｈ是盐的水解平衡常数，水解反应也是一种离子平衡．在一定温度下，能水解的盐（强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐）在水溶液中达到水解平衡时．生成的弱酸（或弱碱）浓度与氢氧根离子（或氢离子）浓度之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子（或弱碱的阳离子）浓度之比是一个常数，该常数就叫水解平衡常数．同其他平衡常数一样，犓ｈ只与水解盐的性质、温度有关．可利用犓ｈ与犓ａ（犓ｂ）的关系式犓ｗ＝犓ｈ·犓（其中犓为犓ａ或犓ｂ）进行相关计算．【考点定位】考查犓ｗ＝犓ｈ·犓（其中犓为犓ａ或犓ｂ）的灵活应用．例２　２５℃时，用ＮａＯＨ溶液吸收ＳＯ２得到ｐＨ＝９的Ｎａ２ＳＯ３溶液，试计算溶液中犮（ＳＯ２－３）犮（ＨＳＯ－３）＝ ．（常温下Ｈ２ＳＯ３的电离常数犓ａ１＝１．０×１０－２，犓ａ２＝６．０×１０－８）溶液中存在平衡ＳＯ２－３＋Ｈ２幑幐ＯＨＳＯ－３＋ＯＨ－，据题意，犮（ＯＨ－）＝１×１０－５ｍｏｌ·Ｌ－１．犓ｈ＝犮（ＨＳＯ－３）·犮（ＯＨ－）犮（ＳＯ２－３）＝犮（ＨＳＯ－３）·犮（ＯＨ－）·犮（Ｈ＋）犮（ＳＯ２－３）·犮（Ｈ＋）＝犓ｗ犓ａ２．则犮（ＳＯ２－３）犮（ＨＳＯ－３）＝犓ａ２犓ｗ·犮（ＯＨ－）＝６．０×１０－８１．０×１０－１４×１０－５＝６０．例３　２５℃时，０．１ｍｏｌ·Ｌ－１ＨＣＯＯＮａ溶液的ｐＨ＝１０，则ＨＣＯＯＨ的电离平衡常数犓ａ＝ ．溶液中存在平衡ＨＣＯＯ－＋Ｈ２幑幐ＯＨＣＯＯＨ＋ＯＨ－，显然犮（ＨＣＯＯＨ）＝犮（ＯＨ－）＝１×１０－４ｍｏｌ·Ｌ－１，犮（ＨＣＯＯ－）≈０．１ｍｏｌ·Ｌ－１（水解微弱）．犓ｈ＝犮（ＨＣＯＯＨ）·犮（ＯＨ－）犮（ＨＣＯＯ－）＝（１０－４）２０．１＝１×１０－７＝犓ｗ犓ａ，则犓ａ＝犓ｗ犓ｈ＝１０－１４１０－７＝１×１０－７．有关电离平衡常数的计算要把握以下三点：１）学会将复杂的问题简单化．题目中涉及的一般都是混合溶液中的计算，我们可以理解为向弱电解质的电离平衡中加入了相应的盐，从而引起了平衡的移动．２）学会近似处理．离子平衡的移动是微弱的，故弱电解质分子的浓度等于其起始浓度．３）把握一个不变．水溶液中的离子平衡和普通的化学反应平衡一样，平衡常数只是温度的函数，只要温度不变，平衡常数犓ａ（犓ｂ）、犓ｈ就不变．（作者单位：甘肃庆阳第二中学）９５。

第三章第一节第三课时电离平衡常数及应用教学设计[教学目标]【知识与技能】1.了解电离平衡常数的概念2.能够运用电离常数判断弱电解质的强弱。

3.能够运用电离平衡常数解释有关离子浓度问题、计算电离平衡时分子及各离子浓度。

【过程与方法】1.通过与旧知识（化学平衡常数）的对比，自主学习新知识电离平衡常数，从而掌握对于类似知识的学习方法。

2.自主学习与合作学习相结合，培养学生提出问题、探究问题和解决问题的能。

【情感、态度和价值观】通过本节课的学习，了解知识点之间的联系。

从而了解物质之间的相互联系、相互依存和相互制约的关系。

[重难点分析]1.电离平衡常数的计算2.离子浓度问题的解释[教学过程]教学环节教师活动学生活动设计意图复习提问新课引入【复习提问】1.请同学书写醋酸、碳酸、氨水的电离方程式。

2.提出影响电离平衡的因素，请同学回答。

（平衡移动遵循勒夏特列原理）3.如何判断弱电解质之间的强弱。

-------电离平衡常数板书电离方程式回答思考检查学生对已学内容的掌握情况。

通过提出新问题，衔接两节课的知识点。

教学环节教师活动学生活动设计意图电离平衡常数【新课讲解】电离平衡常数与化学平衡常数相似，在课前预习中已经请同学们预习化学平衡常数的相关知识，现在请同学们仿照化学平衡常数的学习方法来自己学习电离平衡常数。

你们需要解决的问题有：1.电离平衡常数的概念2.电离平衡常数的数学表达式3.计算弱电解质的电离常数4.电离平衡常数的影响因素10m i n后请同学们汇报学习情况。

【板书】第一节电离平衡常数一概念：二数学表达式：*多元弱酸分多步电离，存在多个电离平衡常数，其酸性主要由第一步电离决定。

［讲］多元弱酸是分步电离的，每步都有各自的电离平衡常数，那么各步电离平衡常数之间有什么关系？多元弱酸与其他酸比较相对强弱时，用哪一步电离平衡常数来比较呢？请同学们阅读课本43有关内容。

［讲］电离难的原因：a、一级电离出H＋后，剩下的酸根阴离子带回忆化学平衡常数的相关知识及其学习方法阅读教材，查阅资料学习电离平衡常数的概念及表达式小组内交流讨论各自学习结果板书：概念：弱电解质在达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子的浓度幂之积与溶液中未电离的分子浓度幂的比值。

第三章 水溶液中的离子平衡一、弱电解质的电离1、定义：电解质：在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。

非电解质：在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物。

强电解质：在水溶液里全部电离成离子的电解质。

弱电解质： 在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。

2、电解质与非电解质本质区别：电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物注意：①电解质、非电解质都是化合物 ②SO 2、NH 3、CO 2等属于非电解质 ③强电解质不等于易溶于水的化合物（如BaSO 4不溶于水，但溶于水的BaSO 4全部电离，故BaSO 4 为强电解质）——电解质的强弱与导电性、溶解性无关。

3、电离平衡：在一定的条件下，当电解质分子电离成 离子的速率 和离子结合成 时，电离过程就达到了 平衡状态 ，这叫电离平衡。

4、影响电离平衡的因素：A 、温度：电离一般吸热，升温有利于电离。

B 、浓度：浓度越大，电离程度 越小 ；溶液稀释时，电离平衡向着电离的方向移动。

C 、同离子效应：在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质，会 减弱 电离。

D 、其他外加试剂：加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时，有利于电离。

9、电离方程式的书写：用可逆符号 弱酸的电离要分布写（第一步为主）10、电离常数：在一定条件下，弱电解质在达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子物质单质化合物电解质非电解质： 非金属氧化物，大部分有机物 。

如SO 3、CO 2、C 6H 12O 6、CCl 4、CH 2=CH 2……强电解质： 强酸，强碱，大多数盐 。

如HCl 、NaOH 、NaCl 、BaSO 4弱电解质： 弱酸，弱碱，极少数盐，水 。

如HClO 、NH 3·H 2O 、Cu(OH)2、H 2O ……混和物纯净物浓度的乘积，跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。

叫做电离平衡常数，（一般用Ka表示酸，Kb表示碱。

影响水的电离平衡的因素高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆典例在线能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H＋)>c(OH－)的措施是A．向纯水中投入一小块金属钠 B．将水加热煮沸C．向水中通入SO2 D．向水中加入NaCl【参考答案】C【试题解析】A项，水与Na反应，使溶液中的c(H＋)<c(OH－)；B项，水加热煮沸，促进水的电离，但溶液中的c(H＋)＝c(OH－)；C项，向水中通入SO2，SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3电离出H＋而抑制水的电离，使溶液中c(H＋)>c(OH－)；D项对水的电离平衡没影响。

解题必备影响水的电离平衡的因素学霸推荐1．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－ΔH>0，下列叙述正确的是A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，K W不变C．向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H＋)降低D．将水加热，K W增大，c(H＋)不变2．室温下，把1 mL 0.1 mol·L－1的H2SO4加水稀释成1 L溶液，在此溶液中由水电离产生的H＋，其浓度接近于A．1×10－4mol·L－1 B．1×10－8mol·L－1C．1×10－11mol·L－1 D．1×10－10mol·L－13．已知水在25 ℃和100 ℃时，电离平衡曲线如图所示：(1)25 ℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”)，请说明理由___________________________。

(2)将A点变为B点，采取的措施是______________________________________。

(3)C点c(H＋)＝________，D点c(OH－)＝________。

答案1．【答案】B2．【答案】D【解析】温度不变时，水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。

1．电离平衡概念一定条件(温度、浓度)下，分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等，溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态(属于化学平衡)。

任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡，达到平衡时，弱电解质具有该条件下的最大电离程度。

2．电离平衡的特征①逆：弱电解质的电离过程是可逆的，存在电离平衡；②等：弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等；③动：弱电解质电离成离子和离子结合成分子的速率相等，不等于零，是动态平衡；④定：弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液里离子的浓度、分子的浓度都不再改变；⑤变：外界条件改变时，平衡被破坏，电离平衡发生移动；3．影响电离平衡的因素(符合勒沙特列原理)（1）内因-电解质本身的性质，是决定性因素；（2）外因①温度-由于弱电解质电离过程均要吸热，因此温度升高，电离度增大；②浓度-同一弱电解质，浓度越大，电离度越小；在一定温度下，浓度越大，电离程度越小．因为溶液浓度越大，离子相互碰撞结合成分子的机会越大，弱电解质的电离程度就越小．因此，稀释溶液会促进弱电解质的电离；例如：在醋酸的电离平衡 CH3COOH⇌CH3COO-+H+A 加水稀释，平衡向右移动，电离程度变大，但c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)变小；B 加入少量冰醋酸，平衡向右移动，c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)增大但电离程度小；③外加物质若加入的物质电离出一种与原电解质所含离子相同的离子，则会抑制原电解质的电离，使电离平衡向生成分子的方向移动；若加入的物质能与弱电解质电离出的离子反应，则会促进原电解质的电离，使电离平衡向着电离的方向移动．以电离平衡CH3COOH⇌CH3COO-+H+为例，各种因素对平衡的影响可归纳为下表：（1）强电解质用“=”，弱电解质用“⇌”（2）多元弱酸分步电离，多元弱碱一步到位．H 2CO3H++HCO3-，HCO3-H++CO32-，以第一步电离为主．NH 3•H2O NH4++OH- Fe(OH)3Fe3++3OH-（3）弱酸的酸式盐完全电离成阳离子和酸根阴离子，但酸根是部分电离；NaHCO 3=Na++HCO3-，HCO3-H++CO32-（4）强酸的酸式盐如NaHSO4完全电离，但在熔融状态和水溶液里的电离是不相同的；熔融状态时：NaHSO4=Na++HSO4-；溶于水时：NaHSO4=Na++H++SO42-；5．电离平衡常数(相当于化学平衡常数)在一定温度下，当弱电解质的电离达到平衡状态时，溶液中电离产生的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的弱电解质分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，通常用K a表示弱酸的电离常数；AB A++B-（1）K的意义：K值越大，则电离程度越大，电解质(即酸碱性)越强；K值越小，电离程度越小，离子结合成分子就越容易，电解质(即酸碱性)越弱．表达式中各组分的浓度均为平衡浓度；（2）K的影响因素：K的大小与溶液的浓度无关，只随温度的变化而变化．温度不变，K值不变；温度不同，K值也不同；（3）多元弱酸的K：多元弱酸的电离是分步电离的，每步电离平衡常数，通常用K1、K2、K3 分别表示，但第一步电离是主要的．如：磷酸的三个K值，K1＞K2＞K3 ，磷酸的电离只写第一步．说明：①一元弱酸、一元弱碱的电离常数表达式：CH 3COOH CH3COO-+H+一定温度下CH3COOH的电离常数为：NH 3•H2O NH4++OH-一定温度下NH3•H2O的电离常数为：②多元弱酸的电离特点及电离常数表达式：1°分步电离：是几元酸就分几步电离．每步电离只能产生一个H+，每一步电离都有其相应的电离常数．2°电离程度逐渐减小，且K1＞K2＞K3，故多元弱酸溶液中平衡时的H+主要来源于第一步．所以，在比较多元弱酸的酸性强弱时，只需比较其K1即可．例如25℃时，H3PO4的电离；H 3PO4H2PO4-+H+H 2PO4-HPO42-+H+HPO 42-PO43-+H+多元弱酸溶液中的c(H+)是各步电离产生的c(H+)的总和，在每步的电离常数表达式中的c(H+)是指溶液中H+的总浓度而不是该步电离产生的c(H+)．6．电离度电离度(α)(相当转化率，与温度、浓度均有关)A 内因：电解质的本性．B 外因：温度和溶液的浓度等．（1）浓度的影响：醋酸稀释时电离度变化的数据：浓度(mol/L) 0.2 0.1 0.001电离度(%) 0.948 1.32 12.4可见，电离度随浓度的降低而增大．(因浓度越稀，离子互相碰撞而结合成分子的机会越少，电离度就越大．)【重难点指数】★★★★【重难点考向一】强酸和弱酸的鉴别【例1】室温下，对于pH和体积均相同的醋酸和盐酸两种溶液，分别采取下列措施，有关叙述正确的是( ) A．加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大B．温度都升高20℃后，两溶液的pH均不变C．加水稀释两倍后，两溶液的pH均减小D．加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多【答案】A【重难点点睛】考查弱电解质电离，盐酸是强酸，醋酸是弱酸，所以醋酸溶液中存在电离平衡，升高温度能促进弱电解质电离，pH相同的醋酸和盐酸，醋酸的浓度大于盐酸，不同的酸和相同金属反应，生成氢气的速率与溶液中离子浓度成正比；易错选项是B，注意对于相同浓度的盐酸和醋酸溶液，升高温度，盐酸的pH不变，但醋酸的pH改变，为易错点。

弱电解质的电离平衡常数教学设计（人教版选修4）【教学过程】板块一：课前回顾1、请写出CH3COOH的电离方程式：影响弱电解质电离平衡的因素之后，在学习电离常数之前，先进行上一节已学新知识的巩固应用）板块二：电离常数表达式一、电离常数（K）表达式1、概念：在一定温度下，当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，溶液中电离出的各离子与未电离的分子的的比值是一个常数。

2、表达式：（以醋酸为例）K=（设计意图：类比第二章化学平衡常数，学生很快的类比迁移至电离常数的概念和表达式）【练一练】1、请写出HClO、H2S的电离常数表达式（提示：分子中含有两个或两个以上可电离H+的多元弱酸的电离是分步进行的。

）（设计意图：对电离常数的表达式进行巩固训练，同时通过题目提出多元弱酸分步电离对应多个电离常数）板块三：电离常数的影响因素二、电离常数的影响因素【自主思考】1、两种酸HA与HB的电离常数为K1、K2，若K1<K2，能说明电离程度大小和酸性强弱吗？结论一：结论二：（设计意图：由第二章化学平衡常数的意义是可以反映出化学反应进行的限度迁移至电离常数可以反映酸性强弱，由学生进行自主思考。

通过表格所提供的两组数据来由学生自行观察总结出电离常数的影响因素）【练一练】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.电离平衡发生移动，电离平衡常数一定改变C.电离常数大的酸溶液中C(H+)一定比电离常数小的酸溶液中大D.电离常数的大小首先由物质的性质决定，外因受温度影响（设计意图：设计与知识点相匹配的对应练习帮助学生对所学知识进行及时巩固训练）板块四：电离常数的应用三、电离常数的应用【想一想】你能快速比较下述几种常见弱酸的酸性强弱吗？（25℃）酸性由强到弱顺序：结论：①②（设计意图：通过表格数据呈现来比较酸性强弱和电离常数大小的关系，强化这一知识点）【实验设计】请设计实验证明CH3COOH、H2CO3、H3BO3的酸性强弱。