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第2课时　电离平衡常数　强酸与弱酸的比较
第三章　第一节
一、电离平衡常数
二、电离常数的计算和应用
三、强酸与弱酸的比较
内容索引
电离平衡常数
一
1.概念
在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对于一元弱酸或一元弱碱来说，溶液中弱电解质电离所生成的 ，与溶液中 之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数。
各种离子浓度的乘积
未电离分子的浓度
2.电离平衡常数的表示方法
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数。例如：
CH3COOH CH3COO-+H+ Ka= NH3·H2O NH4++OH- Kb=
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数
多元弱酸的电离是分步进行的，每一步电离都有电离平衡常数，通常用Ka1、Ka2等来分别表示。例如，
H2CO3 H++HCO3- Ka1= HCO3- H++CO32- Ka2=
多元弱酸各步电离常数的大小比较：Ka1 Ka2，因此，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。
注意　一般多元弱碱为难溶碱，不用电离平衡常数，以后要学到难溶物的溶度积常数。
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K越大，弱电解质的电离程度越 ，酸(或碱)性越 。
4.电离常数的影响因素
(1)内因：同一温度下，不同弱电解质的电离常数 ，说明电离常数首先由弱电解质的 所决定。
(2)外因：对于同一弱电解质，电离平衡常数只与 有关，由于电离为 过程，所以电离平衡常数随温度 而增大。
大
强
不同
性质
温度
吸热
升高
例：已知：25 ℃时，下列四种弱酸的电离常数：
(1)试比较相同浓度的CH3COOH、HNO2、HCN、H2CO3溶液的酸性强弱。
提示　电离常数越大，酸性越强，故酸性：HNO2＞CH3COOH＞H2CO3＞HCN。
CH3COOH HNO2 HCN H2CO3
电离常数 1.75×10－5 5.6×10－4 6.2×10－10 Ka1＝4.5×10－7Ka2＝4.7×10－11
提示　HNO2溶液中存在电离平衡：HNO2 H++NO2-，加入盐酸，上述平衡逆向移动；此时HNO2的电离常数不变；原因是溶液的温度不变。
(2)向HNO2溶液中加入一定量的盐酸时，HNO2的电离平衡向哪个方向移动？此时HNO2的电离常数是否发生变化？为什么？
CH3COOH HNO2 HCN H2CO3
电离常数 1.75×10－5 5.6×10－4 6.2×10－10 Ka1＝4.5×10－7Ka2＝4.7×10－11
(3)判断反应NaNO2＋CH3COOH=CH3COONa＋HNO2是否正确？向NaCN溶液中通入少量CO2，反应能否进行？若能进行，写出反应的化学方程式。
提示　不正确。原因是HNO2的酸性强于CH3COOH，故反应不能发生。因酸性：
H2CO3＞HCN＞HCO3-，故向NaCN溶液中通入CO2，不论CO2是否过量，产物均为HCN和NaHCO3，化学方程式为NaCN＋H2O＋CO2==HCN＋NaHCO3
3.相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是
A.三种酸的强弱关系：HCN>CH3COOH>H3PO2
B.反应H3PO2＋CH3COO－= CH3COOH＋HPO2-能够发生
C.由电离常数可以判断，H3PO2属于强酸，HCN和CH3COOH属于弱酸
D.相同温度下，1 mol·L－1 HCN溶液的电离常数大于0.1 mol·L－1HCN溶液的电离常数
酸 HCN CH3COOH H3PO2
电离常数K 6.2×10－10 1.75×10－5 5.9×10－2
√
酸性越强电离平衡常数越大，三种酸的强弱关系：HCN根据“强酸制弱酸”，反应H3PO2＋CH3COO－=CH3COOH＋HPO2-能够发生，故B正确；
由电离常数可以判断，H3PO2、HCN、CH3COOH都属于弱酸，故C错误；
电离平衡常数与浓度无关，相同温度下，1 mol·L－1 HCN溶液的电离常数等于0.1 mol·L－1 HCN溶液的电离常数，故D错误。
电离常数的计算和应用
二
1.电离常数的计算——三段式法
例：25 ℃ a mol·L－1的CH3COOH
CH3COOH CH3COO－＋H＋
起始浓度/(mol·L－1)　　 a　　　　　　0　　　0
变化浓度/(mol·L－1)　　 x　　　　　　 x　　 x
平衡浓度/(mol·L－1)　 a－x　　　　　x　　　x
注意 由于弱电解质电离程度比较小，平衡时弱电解质的浓度为(a－x) mol·L－1，一般近似为a mol·L－1
2.电离平衡常数的应用
(1)根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，相同条件下，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。
(2)根据电离平衡常数可以判断盐与酸(或碱)反应是否发生，相同条件下相对强的酸(或碱)可以制相对弱的酸(或碱)。
(3)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。
(4)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液加水稀释， ，加水稀释时，c(H＋)减小，Ka不变， 则增大。
3.电离度(α)
α＝ ×100%或α＝ ×100%
(1)意义：表示弱电解质的 ，同一弱电解质电离度 ，电离程度 。
(2)电离度的影响因素
电离程度
越大
越大
增大
越大
越小
注意　电离度与化学平衡的转化率类似。
深度思考
电离平衡常数与电离度的关系
在一定温度下，已知cmol·L－1的一元弱酸HA溶液中，电离度为α，电离平衡常数为
Ka，试推导c、α、Ka三者之间关系：_____________________。
应用体验
1.弱酸、弱碱的电离程度可以分别用它们的电离常数(Ka、Kb)或电离度(α)表示，请根据下列情景列式计算。
(1)乙酰水杨酸是一种一元弱酸(可用HA表示)，在一定温度下，0.1 mol·L－1的乙酰水杨酸的水溶液中，乙酰水杨酸的电离常数Ka为3.4×10－4，求该酸的电离度为______。
(2)已知在25 ℃时，1 mol·L－1氨水中NH3·H2O的电离度为0.42%，求NH3·H2O的电离常数Kb＝_________。
5.8%
1.77×10－5
2.在一定温度下，加水逐渐稀释1 mol·L－1氨水的过程中，随着水量的增加，请说明溶液中下列含量的变化：
(1)n(OH－)______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
增大
增大
不变
强酸与弱酸的比较
三
1.相同体积、相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 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
强
小
弱
相同
相同
大
小
2.相同体积、相同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 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 _____ _____ 相同
相同
小
大
少
多
相同
典型例题
1.相同体积、相同c(H＋)的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于产生氢气的体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是
√
2.在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒(锌足量)，然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白：
(1)a、b两支试管中生成气体的速率v(a)______ (填“大于”“小于”或“等于”，下同) v(b)，反应完毕后生成气体的总体积V(a)______V(b)，原因是_______________________________________________________________________
_______。
(2)若a、b两支试管中分别加入c(H＋)相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸，则a、b两支试管中开始生成气体的速率v(a)________(填“大于”“小于”或“等于”，下同)v(b)，反应完毕后生成气体的总体积V(a)______V(b)，原因是_______________________________________________________________________________。
大于
等于
反应开始时，盐酸中所含H＋的浓度较大，但二者最终能电离出的H＋的总物质的量相等
等于
开始时c(H＋)相同，所以速率相等，醋酸是弱电解质，最终电离出的H＋的总物质的量大
小于
3.25 ℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下：
CH3COOH：Ka＝1.75×10－5 H2CO3：Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11 HClO：Ka＝4.0×10－8
(1)CH3COOH、H2CO3、HCO3-、HClO的酸性由强到弱的顺序：_______________________________。
(2) CH3COO-、HCO3-、CO32-、ClO-结合H＋的能力由强到弱的顺序：_____________________________。
(3)写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式：
________________________________。
CH3COOH＞H2CO3＞HCO3-＞HClO
NaClO＋CO2＋H2O=HClO＋NaHCO3
再见

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