化学反应原理专题3第一单元第2课时
- 格式：docx
- 大小：61.08 KB
- 文档页数：23
第2课时 弱电解质的电离平衡 ［目标导航］1•理解电离平衡的概念。2.了解平衡常数、电离度的概念及其简单的计算。 运用电离平衡原理解释弱电解质在水溶液中的电离情况。
、弱电解质的电离平衡 1 .定义 在一定条件下（如温度和浓度）,弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子 的速率相等，溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化，电离过程达到电离平衡状态。 2.建立过程（用v-t图像描述）
3•能 —研究对象是弱电解质的电离
—弱电解质分子电离成离子的速率与离子结 合成弱电解质分子的速率相 ____ 平衡时，电离过程与离子结合成分子的过 程仍在进行，是动态平衡
平衡时，各微粒分子、离子的浓度保持恒 —外界条件改变时，平衡会发生移动
1.以0.1 mol 1的CH3C00H的电离为例，试分析外界条件对电离平衡的影响。 ^例 （稀溶液） CH3COOH CH3COO「+ H + AH > 0
改变条件 加水 稀释 加入 少量 冰醋酸 加入 HCl(g) 加入 NaOH(s) 加入 镁粉 升温 加入 CH3COO Na(s)
平衡移动 方向 向右 向右 向左 向右 向右 向右 向左
n(H ) 增大 增大 增大 减小 减小 增大 减小
十 c(H ) 减小 增大 增大 减小 减小 增大 减小
c(CH 3C0 0
「) 减小 增大 减小 增大 增大 增大 增大
c(CH 3CO OH) 减小 增大 增大 减小 减小 减小 增大
导电能力 减弱 增强 增强 增强 增强 增强 增强 弱电解质的电离平衡和化学平衡的关系 弱电解质的电离平衡是化学平衡的一种表现形式，完全具有化学平衡的特征和本质，对它进 行分析、判断的原理与化学平衡相同。 2． 冰醋酸加水稀释过程中 c(H ＋)是如何变化的？ 答案 在向醋酸中加水之前，醋酸分子尚未电离， c(H + )= 0。在加水稀释之后，醋酸的电离 开始随着水的逐渐加入， 电离平衡逐渐向生成 CH3COO「和H +的方向移动。在此过程中V(溶 液)和n(H +)都逐渐增大。c(H、从0开始增加。随着水的加入，虽然促进 CH3COOH的电离，
但由于V(溶液)的增加，c(H +)呈减小趋势。
如图所示：
、电离平衡常数(K)、电离度(a
1．电离常数 (1)表示方法 + + , c A c B
AB A + B K = c AB
弱电解质的电离常数表达式中的 c(A +卜c(B「)和c(AB)均为达到电离平衡后各粒子在溶液中 的浓度值，并不是直接指溶质的物质的量浓度值，并且在温度一定时，其电离常数就是 定值。
①一元弱酸、一元弱碱的电离常数。例如: CH 3COOH CH3COO「+ H + c CH 3COO 一 c H + Ka= c CH3COOH
+ NH3H2O NH 4 + OH
+ c NH4 c OH
Kb = c NH3 H2O
②多元弱酸、多元弱碱的电离常数。 多元弱酸的电离是分步进行的，每步都有相应的电离常数，通常用 示。 例如：H3PO4 H + + H2PO4
- CHPO2「c H
+
Ka2= -
c H2PO4
- cPO* cH+ Ka3= 2^
c HP。2
多元弱酸各步的电离常数大小的比较为 Kai? Ka2? Ka3,因此多元弱酸的酸性主要由第一步电 离决定。 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。 ⑵影响因素 电离常数只与温度有关，升高温度, K值增大。 (3)电离常数的意义
① 表示多元弱酸溶液中离子浓度的关系。 例如，H3PO4分三步电离，第一步最强 (Kai= 7.5 X 10「
3),第二步弱(Ka2= 6.2 X 10「8),第三步 最弱
(Ka3= 2.2 X 10—13)。 c(H ) >c(H2PO4)> c(HPO2 ) >c(PO4 )>c(OH ) H2S 分两步电离，第一步强 (Ka1 = 9.1 X 10—8)，第二步弱(Ka2= 1.1X 10—12)。 c(H +) > c(HS —) > c(S2—) > c(OH —) ② 根据电离常数的大小，可以估算弱电解质电离的程度。例如，在相同条件下， K值越大， 弱酸的电离程度越大，酸性越强。在相同条件下，常见弱酸的酸性强弱关系为
Kai、Ka2、Ka3等来分别表 Kai= CHE cH c H3PO4
H2PO4
H ++ HPO
2 一
HPO4「 H +
+ PO
4「 H3PO4> HF > CH3C00H > H2CO3> H2S> HCIO (1)弱电解质的电离度用 a表示
已电离的弱电解质的物质的量 弱电解质的初始物质的量
⑵影响电离度的因素 ① 温度 升高温度，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大。 ② 浓度 加水稀释，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大。即浓度越大，电离度越小；浓度越小, 电离度越大。 ⑶意义 ① 电离度实质上是一种平衡转化率。表示弱电解质在水中的电离程度。 ② 温度相同，浓度也相同时，不同弱电解质的电离度是不同的。 在一定温度下，已知 a mol 1的一元弱酸HA溶液中，电离度为 a,电离平衡常数为 K，试
推导a、a K三者关系。 答案 K a a 1 — a 解析 HA H + + A—
a — a a a a a a 2 a a a a a a
K = = 。
a= 已电离的弱电解质浓度 弱电解质的初始浓度 x 100%,
已电离的弱电解质的分子数 弱电解质的初始分子数 x 100%,
a= x 100%。 a — a a 1 — a
、外界条件对弱电解质电离平衡的影响 1 已知0.1 mol L 1的醋酸溶液中存在电离 平衡：CH3COOH 取的措施是( ) CH3COO「+ H + ,要使溶液中 c(H +)/C(CH3COOH)的比值增大，可以采
A .加少量烧碱溶液 B .力口 CH3COONa(s) C .加少量冰醋酸 D .加水
解析 CH3COOH c CH 3COO — c H +
CH3COO — + H + , Ka= 。A项，加少量烧碱溶液时，
c CH 3COOH
OH —消耗了 H + , c(H +)降低，平衡右移，达新平衡时 C(CH3COO 一)增大，而Ka不变，故c(H
+ )/C(CH3COOH减小；B 项，力口 CH3COONa(s) c(H +)减小，C(CHCOOH增大，其比值减小； C 项，加入少量冰醋酸，c(H+)、C(CH3COOH的浓度均增大，但c(H+ )增大的幅度小于 C(CHCOOH)
增大的幅度，故c(H + )/C(CH3COOH)比值减小；D项，加水稀释，平衡右移， H+的量增多, CH3C00H的量减小，故 c(H + )/C(CH3C00H)的比值增大。 答案 D 变式训练1某浓度的氨水中存在下列平衡： NH3H2O NH4 + 0H「，若想增大NH；的浓 度，而不增大 0H「的浓度，应采取的措施是( ) ①适当升高温度 ②加入NH4CI固体 ③通入NH3④加入少量盐酸 A .①③ B .②④ C .①④ D .②③ 答案 B 解析 升高温度，平衡向右移动， c(NH扌卜c(0H —)都增大；加入 NH4CI固体，相当于增大 c(NH才)，平衡向左移动，c(0H —)减小，但c(NH才)仍较原来增大，因平衡移动只能减小其增 大的程度，而不能完全抵消它增大的部分；通入 NH3平衡向右移动，c(NH才)、c(0H —)都增
大；加入少量盐酸，H +与0H —反应使c(0H —)下降，平衡向右移动，使 c(NH才)增大。 2 已知 25 C时，Ka(CH3C00H) = 1.80X 10 5 。
(1)向0.1 mol L「1醋酸溶液中加入一定量 1 mol L一1
盐酸时，上式中的数值是否发生变化？为
什么？ ⑵若醋酸的起始浓度为 0.010 mol L：1，平衡时c(H + )是多少？ 解析(1) 一定温度时，电离常数不随浓度的变化而变化。加入一定量盐酸，平衡向左移动，
c(H +)增大、c(CH 3COO —)减小、C(CH3C00H)增大，比值不变，仍为
由于 C(H —)很小，0.010— C(H +)〜0.010,
那么，C(H +)沁4.24 X 10—4 mol L — 1O
答案(1)不变，电离常数不随浓度变化而变化，在一定温度下是一个常数。 (2)4.24 X 10—4 mol L—1。
1.80 X 10 ⑵ 起始浓度mol L -1 平衡浓度mol L -1 C2H + 故有 —
0.010 — C H +
CH3COOH 0.010 0.010— C(H
+)
=1.80 X 10— 5
。
CH3COO — + H — 0 0 C(H — C(H —)
