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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
第2课时 弱电解质的电离平衡常数
问题：可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，化学平衡常数如何表示？化学平衡常数的大小与什么有关？
只与温度有关
K =
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)
问题：电离平衡与化学平衡类似，请根据化学平衡常数的表达式，推断弱电解质的电离平衡常数的表达式？
弱酸的电离常数——Ka
弱碱的电离常数——Kb
CH3COOH CH3COO + H+
c(CH3COO )·c(H+)
c(CH3COOH)
Ka＝
NH3·H2O NH + OH
+
4
Kb＝
c(NH )·c(OH )
c(NH3·H2O)
+
4
任务一 电离平衡常数
在一定条件下，当弱电解质达到电离平衡时，溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的幂之积，与溶液中未电离分子的浓度之比叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K表示。
1. 电离平衡常数的定义
2.电离平衡常数表达式
(1)一元弱酸弱碱的电离常数
CH3COOH CH3COO- + H+
NH3·H2O NH4++ OH-
弱酸的电离常数——Ka
弱碱的电离常数——Kb
电离常数 K 只受温度影响！！！
任务一 电离平衡常数
2. 电离平衡常数表达式
(2)多元弱酸弱碱的电离常数
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
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多元弱碱的电离分步进行，但一步写完，电离常数与一元弱碱类似
Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH-
任务一 电离平衡常数
3. 电离平衡常数的意义
弱电解质 Ka
HF 6.3×10-4
CH3COOH 1.75×10-5
HCN 6.2×10-10
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以判断弱电解质电离能力的相对强弱。一定温度下，弱电解质的K值越大，电离程度越大，酸性（或碱性）越强。
CH3COOH CH3COO - + H+
Ka(CH3COOH)=1.7×10-5 mol . L-1
HCN H+ +CN-
Ka(HCN)=6.2×10-10 mol . L-1
HF H+ +F-
Ka(HF)=6.8×10-4 mol . L-1
酸性： HF > CH3COOH > HCN
任务二 电离平衡常数的计算与应用
1. 电离平衡常数的计算——三段式法
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
近似处理
在某温度时，溶质的物质的量浓度为0.2mol·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）。
NH3·H2O的电离方程式及有关粒子的浓度如下（忽略水的电离）：
c(NH3·H2O)＝(0.2－1.7×10－3)mol·L－1≈0.2mol·L－1
Kb＝
c(NH4＋)·c(OH－)
c(NH3·H2O)
＝
(1.7×10－3)·(1.7×10－3)
0.2
≈1.4×10－5
任务二 电离平衡常数的计算与应用
2. 电离平衡常数的应用
判断酸(碱)性强弱
弱酸的Ka越大，电离程度越大，越容易电离出H+，酸性越强。
弱碱的Kb越大，电离程度越大，越容易电离出OH-，碱性越强。
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
已知25 ℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下：
问题1：CH3COOH、H2CO3、HClO、HCO3-的酸性由强到弱的顺序？
CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-
问题2：同浓度的CH3COO－、HCO3-、CO32-、ClO－结合H＋的能力由弱到强的顺序？
CH3COO－任务二 电离平衡常数的计算与应用
2. 电离平衡常数的应用
判断盐与酸(或碱)反应是否发生，并确定产物
已知25 ℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下， 以下反应能否自发进行
HCOOH：Ka=1.77×10-4 HCN：Ka=4.9×10-10
H2CO3： Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11
a．NaCN ＋ H2O ＋ CO2 = HCN ＋ NaHCO3
b．NaHCO3 ＋ NaCN = Na2CO3 ＋ HCN
酸性强弱：HCOOH>H2CO3>HCN>HCO3－
√
×
相同条件下相对强的酸(或碱)可以制相对弱的酸(或碱)。
任务二 电离平衡常数的计算与应用
2. 电离平衡常数的应用
判断溶液中微粒浓度比值的变化情况
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
任务二 电离平衡常数的计算与应用
2. 电离平衡常数的应用
根据Q与K的相对大小判断电离平衡的移动方向
CH3COOH CH3COO + H+
Q ＝
c(H+)
2
·
c(CH3COO )
2
c(CH3COOH)
2
＝
Ka
2
＜ Ka
加水稀释，电离平衡向电离的方向移动，越稀越电离
Ka＝
c(CH3COO )·c(H+)
c(CH3COOH)
若将0.1 mol/L 醋酸加水稀释，使其溶质的浓度变为原来的一半，你能判断醋酸电离平衡移动的方向吗？
课堂练习
已知：25 ℃时，下列四种弱酸的电离常数：
CH3COOH HCOOH HClO H2CO3
K 1.75×10－5 1.8×10－4 4.0×10－8 Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11
(1)试比较相同浓度的CH3COOH、HCOOH、HClO、H2CO3溶液的酸性强弱。
(2)向CH3COOH溶液中加入一定量的盐酸时，CH3COOH的电离平衡向哪个方向移动？
_________。KCH3COOH________(填“变大”“变小”或“不变”)，理由是________________。
K越大，酸性越强，故酸性：HCOOH＞CH3COOH＞H2CO3＞HClO
逆向移动
不变
K只与温度有关
(3)由表格中的数据判断下列离子方程式不正确的是_____(填字母)。
a．2ClO－＋H2O＋CO2=2HClO＋ b．HCOOH＋=HCOO－＋
c．HCOOH+CH3COO－=HCOO－+CH3COOH d．Cl2+H2O+2 =2+Cl－+ClO－
a
(4)写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式：_________________________________。
任务三 等浓度强酸弱酸与活泼金属反应特点
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2 mL
2 mol·L-1盐酸、2 mL 2 mol·L-1醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图：
(1)两个反应的反应速率及其变化有什么特点
(2)反应结束时，两个锥形瓶内气体的压强基本相等，由此你能得出什么结论
等浓反应：强酸更快，产量一样
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。
结论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。
任务三 等浓度强酸弱酸与活泼金属反应特点
(1)同体积、同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项目 酸 c(H＋) 酸性 中和碱 的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
一元弱酸
(2)同体积、同c(H＋)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项目 酸 c(H＋) 酸性 中和碱 的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
一元弱酸 大
小
强
弱
相同
相同
大
小
相同
相同
小
大
少
多
相同
一元强酸和一元弱酸的比较

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