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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
判断：①NaCl溶液；②干冰；③液态的醋酸；④铜；⑤BaSO4固体；
⑥蔗糖；⑦酒精；⑧熔融的KNO3。
（1）以上物质能导电的是： ；
（2）以上物质属于电解质的是： ；
（3）以上物质属于非电解质的是： 。
【知 识 回 顾】
电解质：在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物。
非电解质：在水溶液里和熔化状态下都不能导电的化合物。
注意：（1）单质即不是电解质又不是非电解质。
在水溶液里或熔融状态自身能直接电离产生自由移动的离子。
（2）电解质导电的原因：
物质
纯净物
混合物
单质
化合物
酸
碱
盐
氧化物
溶液
胶体
浊液
物质
纯净物
混合物
单质
化合物
溶液
胶体
浊液
电解质
非电解质
既不是电解质，
也不是非电解质。
判断物质是否属于电解质：
一看：是不是化合物；
二看：是不是导电；（熔化或水溶液中）
三看：是不是自身电离。
请你说说！
日常生活中你了解的盐酸和醋酸用途
盐酸主要用于卫生清洁，如洁厕剂的主要成分是盐酸(HCl)，为什么不用醋酸(CH3COOH)？
为什么除水垢用柠檬酸或醋酸(CH3COOH)、而不用盐酸(HCl)？
比较同体积、同浓度的盐酸和醋酸溶液的pH值及分别与等量镁条反应
实验探究：实验3-1
大
小
快
慢
项 目 0.1mol/L HCl 0.1mol/L CH3COOH
溶液的pH
导电能力
与足量镁条反应产生气泡的速度比较
思考：
（1）镁条和酸的反应的实质是什么？影响反应速率的因素是什么？
（2）当酸溶液的物质的量浓度相等时，溶液中的c(H+)是否相等？怎么判断？
（3）为什么相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸中， c(H+)却不同？
强
弱
Cl－ H3O+
HCl在水中电离示意图 CH3COOH在水中电离示意图
H3O+ CH3COO－ CH3COOH
不彻底、可逆过程
完全电离
部分电离
主要粒子
H2O
H2O
H+
H+
CH3COOH
CH3COO
Cl
【微观探析】
一、强电解质和弱电解质
强电解质 弱电解质
电离程度
结构特点
物质类别
溶质微粒
水溶液中完全电离，
无电离平衡。
水溶液中只部分电离，
存在电离平衡。
强酸、强碱、多数盐、部分碱性氧化物等
弱酸、弱碱、水、少数盐等
只有水合离子
溶质分子与水合离子共存
离子化合物和具有
强极性键的共价化合物
某些具有弱极性键的
共价化合物
2、电解质电离的条件：
离子化合物：熔化、溶于水
共价化合物：溶于水
1、电解质的强弱与其溶解度无关，只与电离程度有关。
3、影响电解质溶液导电能力的主要因素 ——
自由离子的浓度
溶液的浓度
溶质的电离程度
注意：
现有以下物质:①硫酸铜晶体　 ②AlCl3 ③冰醋酸　 ④硫化氢　⑤三氧化硫　
⑥金属镁　⑦石墨 ⑧亚硫酸钠 ⑨氨水　 ⑩熟石灰固体。
(1)属于强电解质的是　 　　　　(填序号,下同)。
(2)属于弱电解质的是　 。
(3)属于非电解质的是　 。
(4)既不是电解质,又不是非电解质的是　　　　　。
(5)能导电的是　　　　　。
①②⑧⑩
③④
⑤
⑥⑦⑨
⑥⑦⑨
电离方程式的书写
1.强电解质在溶液中完全电离，用“=”
强电解质 强酸
强碱
盐 正盐
强酸的 酸式盐
弱酸的 酸式盐
复盐
HCl = H+ + Cl-
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
NaHSO4 = Na++HSO4-（熔融状态）
NaHSO4 = Na++H++SO42- （水溶液）
KAl(SO4)2= K+ + Al3+ + 2SO42-
①一元弱酸、弱碱一步电离一步写出
HClO
HF
H2O
NH3.H2O
H++ClO-
H++F-
H++OH-
NH4++OH-
CH3COOH CH3COO + H+
②多元弱酸分步电离，必须分步写出
H2SO3
H3PO4
H2CO3 H＋＋HCO3－
HCO3－ H＋＋CO32－
③多元弱碱分步电离(较复杂)，在中学阶段要求一步写出
Cu(OH)2 Cu2++2OH-
Fe(OH)3 Fe3++3OH-
物
质
纯
净
物
混
合
物
单
质
化
合
物
电
解
质
非电解质:
强
电
解
质
弱
电
解
质
强酸：HCl、 HBr、HI、 HNO3、H2SO4 、HClO4等
强碱：KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2
多数盐： NaNO3、NaCl、NaHCO3等
弱酸：CH3COOH 、H3PO4 、H2CO3、HF、HClO、
H2S、H2SO3、HCN等
弱碱：NH3 H2O、Fe(OH)3等
水
CO2、SO2、NH3、蔗糖、酒精
物质的分类:
易溶强电解质
难溶强电解质
难溶盐（CaCO3、AgCl ··· ··· ）
部分金属氧化物：
Na2O2、CuO、Al2O3等
两性氢氧化物：Al(OH)3等
极少数的盐：(CH3COO)2Pb、 HgCl2等
1、写出下列电解质的电离方程式
① HF
② HI
③ Ca(OH)2
④ NH3·H2O
⑤ Al(OH)3
⑥ KHCO3
⑦ NaHSO3
⑧ KHSO4（水溶液中）
⑨ KHSO4（熔融状态）
以下导电性实验，其中与A图变化趋势一致的是______，与B图变化趋势一致的是______，与C图变化趋势一致的是_______。
①Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4溶液至过量
②醋酸溶液中滴入NH3·H2O至过量
③澄清石灰水中通入CO2至过量
④NH4Cl溶液中逐渐加入适量NaOH固体
2、在一定温度下向不同电解质溶液中加入新物质时溶液的导电性能发生变化，下图所示是其电流(I)随新物质加入量(m)的变化曲线。
①③
②
④
A.　　　　　 B.　　　 C.
课后作业
1、复习本节课知识
2、
讨论：在一定的条件下，往一杯水中加进一定量的冰醋酸会发生如何的变化？
CH3COOH CH3COO - + H+
电离
结合
c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) v(电离) v(结合)
醋酸初溶于水时
接着
最后
0(最小)
0(最小)
最大
增大
最大
0(最小)
增大
减小
减小
增大
不变
不变
不变
不变
不变
速率
时间/t
时间/t
浓度/C
t1
t1
o
o
υ电离
υ结合
υ电离 =υ结合
电离平衡状态
C(CH3COOH)
C(CH3COO-)、C(H+)
二、弱电解质的电离平衡
变 —— 条件改变，平衡移动
2、电离平衡的特点
动 —— 动态平衡
定 —— 溶液中离子浓度和分子浓度保持不变
逆 —— 离子化与分子化的过程可逆
等 —— v(电离)___v(结合)___0
1、电离平衡的定义：
一定条件下，弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成
弱电解质分子的速率相等时的状态叫电离平衡
=
≠
1.本质因素：电解质本身的结构和性质，越弱越难电离
探究学习: 影响电离平衡的因素
取相同体积、0.1 mol/L的盐酸和醋酸，试验其导电能力
离子浓度大，导电能力强
离子浓度小，导电能力弱
2.冰醋酸和盐酸加水稀释过程离子浓度变化
盐酸导电能力的变化
醋酸导电能力的变化
越稀越电离
冰醋酸稀释
探究学习: 影响电离平衡的因素
pH计测定不同温度下0.05 mol/L 醋酸的pH，实验结果如下表所示：
温度 20 ℃ 24 ℃
pH 3.05 3.03
（已知pH越小，c(H+)越大）
探究学习: 影响电离平衡的因素
3. 温度对电离平衡的影响
↓
越热越电离
当改变影响平衡的某一条件时，将体系中的变化情况填写下表：
讨论：一定温度下，醋酸溶液中有电离平衡
CH3COOH CH3COO- + H+
平衡体系 条件 的变化 变化 电离平衡移动方向 离子 数目 离子浓度 导电性
c(H+) c(CH3COO-)
升高温度
加水稀释
加少量冰醋酸
加少量醋酸钠晶体
加入少量浓盐酸
加少量NaOH
加少量锌粒
越稀越电离
↓
同离子效应
↓
（1）向溶液中加入与弱电解质电离有相同离子的强电解质，
使电离平衡向逆方向移动。
（二）影响电离平衡的因素
2、浓度：
（1）增大弱电解质溶液浓度，电离平衡向电离方向移动，
溶液中电解质分子和电离生成的离子浓度都增大。
1、温度：升高溶液温度，电离平衡向电离方向移动。
内因：弱电解质本身的性质
（因电离过程是破坏化学键的吸热过程。）
（2） 通常，减小弱电解质溶液浓度，即加水稀释弱电解质溶液时，
电离平衡向电离方向移动，
电解质分子和电离生成的离子浓度都减小。
（勒夏特列原理也适用于电离平衡）
3、加入其它电解质：
（2）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。
你知道吗？
小孩大哭过后，容易出现抽抽搭搭，停不下来、喘不上气，
或者手脚僵硬等症状。如何缓解呢？
已知人体血液中存在如下平衡：
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO

3
人体血液的pH需维持在7.35~7.45。当pH＜7.35会导致酸中毒，
pH大于7.45会导致碱中毒。
小孩大哭后出现的生理症状，与上述平衡相关，是随着哭泣，呼出大量CO2，平衡发生移动，发生了轻微碱中毒。
可用纸袋，罩于鼻、口上再呼吸，增加动脉血CO2浓度。
及时就医
电离度( α )
：弱电解质在溶液里达到电离平衡时，
溶液中已经电离的电解质分子数占原来分子总数的百分数。
了解：电离程度的定量表示方法
注意：在相同条件下，电离度越大，电解质越强。
讨论1：常温时，1mol/L的CH3COOH溶液和0.1mol/L的CH3COOH溶液，
其c(H+) 之比为（ ）
A . 1：1 B. 10：1 C. <10：1 D. >10：1
C
当改变影响平衡的某一条件时，将体系中的变化情况填写下表：
讨论2：定温下，醋酸溶液中有电离平衡
CH3COOH CH3COO- + H+
平衡体系 条件 的变化 变化 电离平衡移动方向 离子 数目 离子浓度 导电性 电离程度（电离度）
升高温度
加水稀释
加少量冰醋酸
加少量醋酸钠晶体
加入少量浓盐酸
加少量NaOH
加少量锌粒
讨论3：为何多元弱酸电离以一级电离为主，逐级渐难？
1、某一元强酸X和某一元弱酸Y的水溶液中，c(H+)均为1×10-2mol·L-1，
各取这两种溶液10mL分别与足量金属镁反应。下列叙述中正确的是（ ）
A、产生H2量：X>Y
B、反应消耗镁的量：XC、反应起始时速率：X=Y
D、反应一段时间后速率：X>Y
2、把0.05mol NaOH固体分别加入100ml下列液体中，溶液的导电能力变化不大
的是 （ ）
A.蒸馏水 B.0.5mol·L-1 的盐酸
C.0.5mol·L-1 的 醋酸 D. 0.5mol·L-1 的 NH4Cl 溶液
3、化合物HIn在水溶液中存在以下电离平衡，
故可用于作酸碱指示剂
现有浓度均为0.02mol/L的下列溶液：①盐酸 ②石灰水
③NaCl溶液 ④NaHSO4溶液⑤NaHCO3溶液 ⑥氨水
其中能使指示剂显红色的是（ ）
A、①④ B、①④⑤ C、②⑥ D、②⑤⑥
4、石灰乳悬浊液中存在下列平衡
向一定量的此悬浊液中加入少量生石灰，维持温度不变，下列
说法中正确的是（ ）
A、溶液中Ca2+数目减少 B、c(Ca2+)增大
C、溶液中c(OH-)不变 D、溶液中OH-数目不变
5、在稀氨水中存在下列平衡：NH3·H2O NH4++OH-，当改变外界条件时，平衡移动方向及溶液中离子浓度的变化如表：
改变条件
平衡移
动方向
离子
数目
离子浓度
电离
程度
微热(设溶质不挥发)
通少量HCl气体
加少量
NaOH固体
加少量
NH4Cl固体
加水稀释
导电性
课后作业
2、《升华》
1、复习本节课知识
讨论：从电离平衡的角度分析皮肤被蚂蚁、毛虫叮咬后出现红胂的原因。
甲酸(HCOOH)又称蚁酸，酸性很强，有腐蚀性，能刺激皮肤出现红肿。甲酸存在手某些蚁类和毛虫的分泌物中。
已知人体血液中存在如下平衡：
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO

3
人体血液的pH需维持在7.35~7.45。当pH＜7.35会导致酸中毒，pH大于7.45会导致碱中毒。
是否可以定量分析？
电离平衡常数
三、电离平衡常数
1.电离平衡常数 K
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。
弱酸、弱碱的电离常数通常分别用Ka、 Kb表示
2.电离平衡常数表达式：
AB A++B－
K=
c(B－）
·c(A+)
c(AB)
3.多元弱酸、多元弱碱的电离常数
①多元弱酸的电离分步进行，各步的电离常数通常分别用Ka1、Ka2、Ka3等
Ka1＝
c(H+)×c(HCO3-)
c(H2CO3)
H2CO3 H+＋HCO3-
HCO3- H+＋CO32-
Ka2＝
c(H+)×c(CO32-)
c(HCO3-)
= 4.5×10-7
= 4.7×10-11
一般多元弱酸各步电离常数的大小为Ka1 》Ka2 》Ka3等，
因此，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。
②多元弱碱的情况与多元弱酸类似
电离常数 K 只受温度影响！！！
K越大
越易电离
酸(碱)性越强
4.电离平衡常数的意义
一定温度下，
Ka＝1.7×10－5
H2CO3 H＋＋HCO3－ Ka1＝4.3×10－7
HCO3－ H＋＋CO32－ Ka2＝5.6×10－11
Kb＝1.7×10－5
CH3COOH的Ka = 的Kb
二者电离程度相同
【实验3-2】
向盛有2mL 1mol/L醋酸的试管中滴加1mol/L碳酸钠溶液中，观察现象。
实验现象：生成大量气泡
实验原理：
2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + CO2↑ + H2O
酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3
电离常数大小：Ka(CH3COOH) ＞ Ka1(H2CO3)
(1)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。
.
Ka＝ ，稀释一倍后，假设平衡不移动，
则Q＝ ＝ Ka，
Q例：醋酸溶液中加水稀释一倍后，电离平衡移动的方向？
5.电离平衡常数的应用
化学式 CH3COOH H2CO3 HClO
电离平衡常数 1.7×10-5 Ka1＝4.3×10－7 Ka2＝5.6×10－11 4.7×10-8
讨论1：已知25 ℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下：
比较离子结合质子（H+）的能力大小：
弱酸的Ka值越小，酸性越弱，酸根阴离子结合H+的能力就越强。
①CH3COOH、H2CO3、HClO、HCO3-的酸性由强到弱的顺序为：
CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-
②同浓度的CH3COO－、HCO3-、CO32-、ClO－结合H＋的能力由弱到强的顺序为：
（2）利用电离平衡常数判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，判断复分解反应能否发生，以及确定产物。
③写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式：
NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3
CH3COO－加水稀释，K值不变，c(H+)减小，则 始终保持增大。
练习：常温下，将0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液加水稀释，请填写下列
表达式的数值变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
c(H+)
c(CH3COOH)
（1）
c(CH3COOH)
c(CH3COO )· c(H+)
（2）
c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
（3）
变小
不变
变小
（1）K值的求算
6.有关电离平衡常数的计算
起始浓度/(mol·L 1)
变化浓度/(mol·L 1)
平衡浓度/(mol·L 1)
0.2
0
0
1.7×10 3
0.2 1.7×10 3
1.7×10 3
1.7×10 3
1.7×10 3
1.7×10 3
NH3·H2O NH4+ + OH
c(NH3·H2O)
Kb＝
c(NH4+ )· c(OH )
＝
(1.7×10 3)·(1.7×10 3)
(0.2 1.7×10 3)
0.2
≈
(1.7×10 3)·(1.7×10 3)
≈1.4×10 5
讨论：在某温度时，溶质的物质的量浓度为 0.2 mol·L 1的氨水中，达到电离平衡时，已电离的NH3·H2O为1.7×10 3 mol·L 1，试计算该温度下NH3·H2O的电离常数Kb。
教材P 58 例题
＝
x·x
0.2
≈
1.75×10 5
变化浓度/(mol·L 1)
x
x
x
平衡浓度/(mol·L 1)
x
0.2 x
x
c(CH3COOH)＝(0.2 x) mol·L 1 ≈ 0.2 mol·L 1
c(H+)＝ x ＝ 0.001 87 mol/L
0
起始浓度/(mol·L 1)
0.2
0
Ka＝
c(CH3COO )·c(H+)
c(CH3COOH)
(2)平衡时离子浓度的求算
讨论：在某温度，溶质的物质的量浓度为 0.2 mol·L 1的氨水中，达到电离平衡时，
已电离的NH3·H2O为1.7×10 3 mol·L 1，试计算有多少比例的NH3·H2O发生了电离？
电离度：实际上是一种平衡转化率，表示弱电解质在水中的电离程度。
3.电离度的计算
电离度＝
1.7×10 3×V(溶液)
0.2×V(溶液)
×100%
＝
0.85%
已电离弱电解质分子数
原弱电解质分子数
×100%
电离度 =
已电离的溶质浓度
溶质的初始浓度
= ————————×100%
【总结】
根据电离平衡常数，可以计算弱酸弱碱溶液中的H+、OH-的浓度。
电离常数与电离程度的联系和区别
(1)计算方法不同；
(2)影响因素不同，电离度与温度、浓度等有关系，电离常数只与温度有关系；
(3)意义相同，都表示弱电解质的电离程度相对大小和酸性相对强弱。
x
x
x
起始
c
0
0
平衡
c-x
x
x
4.利用平衡常数求离子浓度的比值
讨论：25℃,H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.2×10-8。当c(H+)为1.0×10-5 mol·L-1时，
溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-) = 。
Ka2=
c(SO32—)
c(H+)
c(HSO3—)
c(SO32—)·1.0×10－5
=
c(HSO3—)
=6.2×10－8
=6.2×10－3
c(SO32—)
c(HSO3—)
n(Mg) = 0.0021 mol
n(酸) = 0.004 mol
教材P 59
v =△P/△t
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
0.0021 mol
0.004 mol
Mg + 2CH3COOH = (CH3COO)2Mg + H2↑
0.004 mol
0.0021 mol
0.002 mol
0.002 mol
结 论：1.等质量的镁分别与同体积同浓度的盐酸和醋酸反应时,与盐酸反应的速率大，
与醋酸反应的速率小。
2.过量的镁分别与同体积同浓度的盐酸和醋酸反应时,生成氢气的体积相同。
课后作业
2、《升华》P69 知识点2及例题1~8
1、复习本节课知识

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