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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 电离平衡常数
学习目标
1、了解电离平衡常数的概念，会电离平衡常数的表达，理解其影响因素。
2、建构电离平衡常数模型，并能应用模型解释电解质在水溶液中发生的变化。
知识回顾
强电解质
弱电解质
能够全部电离的电解质
只能部分电离的电解质
强酸、强碱、大部分盐
弱酸、弱碱、水
强电解质和弱电解质
知识回顾
弱电解质电离平衡
特征
逆
等
动
定
变
一定条件下，当弱电解质的分子电离成离子的速率与离子结合成分子的速率相等时，所达到的状态
概念
内因
自身的性质
外因
温度、浓度、酸碱、同离子盐
影响因素
定义
电离平衡常数定义
对一元弱酸或一元弱碱来说，在一定条件下，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个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。
表达式
电离平衡常数表达式
Ka＝
c (H＋)·c( A－)
c(HA)
Kb＝
c (B＋)·c(OH－)
c(BOH)
对于一元弱酸 HA H＋＋A－
对于一元弱碱 BOH B＋＋OH－
从表达式可以看出，Ka（或Kb）大，离子浓度必然大，即标明该电解质较易电离。
观察下表，思考K值相对大小与弱酸的相对强弱有何关系？
弱电解质 电离常数
H2CO3 Ka1＝4.5×10－7 Ka2＝4.7×10－11
H2C2O4 Ka1＝5.6×10－2 Ka2＝1.5×10－4
HCN 6.2×10－10
HClO 4.0×10－8
HF 6.3×10－4
HNO2 5.6×10－4
CH3COOH 1.75×10－5
某些弱电解质的电离常数（25℃）
电离平衡常数意义
思考
意义
K值大，表明该电解质较易电离，
从K值大小可以看出弱电解质的相对强弱。例如，在25℃时，
Ka(醋酸)＝1.75×10－5，Ka(HCN)＝6.2×10－10，
由此可知，HCN是比醋酸更弱的酸。
电离平衡常数意义
电离平衡常数计算
【例】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）。
电离平衡常数计算
【解】NH3·H2O的电离方程式及有关粒子的浓度如下：
NH3·H2O NH4＋ ＋ OH－
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
1.7×10－3
1.7×10－3
1.7×10－3
1.7×10－3
0.2－1.7×10－3
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
【答】该温度下NH3·H2O的电离常数约为1.4×10－5。
如：H2CO3是二元弱酸，其电离方程式和电离常数分别为：
＝4.5×10－7
c(H＋)·c(HCO3－)
c(H2CO3)
Ka1＝
H2CO3 H＋＋HCO3－
＝4.7×10－11
c(H＋)·c(CO32－)
c(HCO3－)
Ka2＝
HCO3－ H＋＋CO32－
多元弱电解质的电离平衡常数特点
多元弱酸或多元弱碱的电离是分步进行的，所以酸的元数是多少，就有几个电离常数。多元弱酸电离常数依次称为Ka1、Ka2……
多元弱碱电离常数依次称为Kb1、Kb2……
以H2CO3为例，为什么多元弱酸Ka1 Ka2呢？
H2CO3的一级电离，是从中性的H2CO3分子中电离出一个带正电的氢离子；H2CO3的二级电离，是从带负电的HCO3－中电离出一个带正电的氢离子，所以Ka1 Ka2。
Ka1 Ka2，因此计算多元弱酸溶液的c(H＋)或多元弱碱溶液的c(OH－)
及比较多元弱酸（或弱碱）酸性（或碱性）相对强弱时，通常只考虑第一步电离。
多元弱电解质的电离平衡常数特点
思考
你能否通过实验验证CH3COOH、H2CO3两种弱酸的相对强弱，并由此推断电离常数Ka(CH3COOH)与Ka1(H2CO3) 大小关系？
由实验推测电离平衡常数相对大小
思考
实验
1mol/L 碳酸钠
2mL1mol/L 碳酸钠
酸性： CH3COOH＞H2CO3
由实验推测电离平衡常数相对大小
有大量气泡产生
电离常数：Ka(CH3COOH) ＞ Ka1(H2CO3)
25℃时电离平衡常数
Ka(醋酸)＝1.75×10－5
Ka1(碳酸)＝4.5×10－7
资料在线
实验现象
实验结论
类比化学平衡常数，
思考影响电离平衡常数K值大小的因素有哪些？
影响电离平衡常数的因素
思考
影响因素
1.内因：在同一温度下，不同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：对于同一弱电解质的稀溶液来说，K值只与温度有关。
例如： 25℃时Ka(醋酸)＝1.75×10－5，
0 ℃时Ka(醋酸)＝1.65×10－5
影响电离平衡常数的因素
拓展：电离度
概念
弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数的百分率，称为电离度，用α表示。
影响因素
弱电解质的电离度与溶液的浓度有关。
一般而言，浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。
表达式
α=
已电离的
溶质的浓度
原有溶质总浓度
×100%
一元强酸与一元弱酸的比较
向两个锥形瓶中各加0.05g镁条，盖紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL2mol/L盐酸、 2mL2mol/L醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。请回答下列问题：
（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？
反应速率都是先快后慢，镁条与盐酸的反应速率比镁条与醋酸的反应速率要快
镁条和盐酸与镁条和醋酸最终反应结束时，产生氢气的体积是相同的
时间/s
0
100
200
300
压强/KPa
100
120
140
160
2mol/L盐酸
2mol/L醋酸
镁与盐酸、醋酸反应时气体压强随时间的变化示意图
一元强酸与一元弱酸的比较
（1）相同物质的量浓度、相同体积时
比较
项目
c(H+）
pH
中和碱
的能力
与活泼金属
反应产生
H2的量
与金属反
应的开始
速率
稀释相同
倍数后pH
一元强酸






一元弱酸






大
小
相同
小
大
相同
相同
相同
大
小
小
大
一元强酸与一元弱酸的比较
比较
项目
c(H+）
中和碱的能力
与活泼金属反应产生H2的量
与金属反应的开始速率
稀释相同倍数后pH
一元强酸






一元弱酸






大
小
相同
小
大
相同
相同
相同
大
小
小
大
物质的量浓度
（2）相同pH、相同体积时
课堂小结
K越大，越易电离，酸（碱）性越强
电离平衡常数
只与温度有关，升高温度，K值增大
逐级电离平衡常数：
K1 K2 …
电离平衡
温度、浓度、同离子效应等
υ（电离）= υ （结合）
逆、等、动、定、变
特征
影响
因素
建立
意义
影响
因素
特点
谢 谢

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