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第一章
化学反应的热效应
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
本节重点
电离平衡常数的理解与应用
第2课时 电离平衡常数
问题
怎样定量的比较弱电解质的相对强弱？电离程度相对大小怎么比较？
任务一 电离平衡常数
1、概念
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。
2、表达式
练习：请书写CH3COOH、NH3.H2O电离平衡常数表达式。
注：c指平衡时各组分的浓度；K不写单位。
弱酸、弱碱的电离常数通常分别用Ka、 Kb表示。
主题1:电离平衡常数
主题1:电离平衡常数
多元弱酸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……
例1：H2CO3是二元弱酸，其电离方程式和电离常数分别为：
H2CO3 H＋＋HCO3－
＝4.5×10－7
c(H＋)·c(HCO3－)
c(H2CO3)
Ka1＝
HCO3－ H＋＋CO32－
＝4.7×10－11
c(H＋)·c(CO32－)
c(HCO3－)
Ka2＝
Ka1?Ka2，因此计算多元弱酸溶液的c(H＋)时，通常只考虑第一步电离。
向两支分别盛有1mol/L CH3COOH溶液和饱和硼酸溶液的试管中滴加1mol/L的Na2CO3溶液，观察现象。
根据实验现象，你能否推测醋酸、硼酸、碳酸三种弱酸的相对强弱，及其与电离常数大小的关系？
实验现象：醋酸能与Na2CO3溶液反应，放出CO2气体，而硼酸不能。
酸性：醋酸＞碳酸＞硼酸
Ka(醋酸)=1.75×10-5 mol·L-1
Ka(碳酸)=4.4×10-7 mol·L-1（第一步电离）
Ka(硼酸)=5.8×10-10 mol·L-1
思考讨论
主题1:电离平衡常数
3、电离平衡常数的意义
电离平衡常数表示弱电解质的电离能力。
结论：一定温度下，K值越大，弱电解质的电离程度越大，酸性（或碱性）越强。
CH3COOH
H2CO3
H2S
K=1.8×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
K1=9.1×10-8
K2=1.1×10-12
1
2
3
4
5
酸性：CH3COOH＞H2CO3＞H2S＞HCO3-＞HS?
主题1:电离平衡常数
4、电离平衡常数的影响因素
【思考】对比如下数据，电离平衡常数受哪些因素的影响？
表1：25℃ 几种弱酸的 Ka
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}弱电解质
Ka
HF
6.3×10-4
CH3COOH
1.75×10-5
HCN
6.2×10-10
表2：不同温度下CH3COOH的 Ka
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}温度
Ka
0℃
1.66×10-5
10℃
1.73×10-5
25℃
1.75×10-5
(1)内因：弱酸的自身性质决定。
相同温度下，Ka 越大，弱酸越易电离，电离程度越大，酸性越强。
(2)外因：温度；升高温度，电离常数 K 增大。
主题1:电离平衡常数
5、电离平衡常数的计算
【例1】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 NH4＋ ＋ OH－
起始浓度
0.2
0
0
变化浓度
平衡浓度
1.7×10－3
1.7×10－3
1.7×10－3
0.2－1.7×10－3
1.7×10－3
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
主题1:电离平衡常数
【例2】已知25℃下，醋酸溶液中存在下述关系：
c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=1.75×10－5，其中的数值是该温度下
醋酸的电离平衡常数。试回答下述问题：
（1）当向该溶液中加入一定量的盐酸时，上式中的数值 （填增大、
减小、不变），理由是 。
不变
温度不变，弱电解质的电离平衡常数不变
（2）若醋酸的起始浓度为0.010mol/L，平衡时氢离子浓度c(H＋)
是 （提示：醋酸的电离常数很小，平衡时的c(CH3COOH)
可近似视为仍等于0.010mol/L。）
4.18×10－4mol/L
主题1:电离平衡常数
【解析】（2）设电离平衡时H＋物质的量浓度为x
CH3COOH CH3COO－＋H＋
c(起始)
c(平衡)
0.010
0
0
x
x
0.010-x
c(H＋) ·c(CH3COO－)
c(CH3COOH)
K＝
x2
0.010-x
=1.75×10－5
因醋酸的电离程度很小，故0.010-x≈0.010
即 x2/0.010=1.75×10－5 x=4.18×10-4mol/L
主题1:电离平衡常数
（3）电离度的计算
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。
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%
【例】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NH3·H2O的电离度？
电离度＝
1.7×10?3×V(溶液)
0.2×V(溶液)
×100%
＝
0.85%
主题1:电离平衡常数
课堂检测
1、下列关于电离常数的说法正确的是(　　)
A．电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大
B．CH3COOH的电离常数表达式为Ka＝CH3COO－(CH3COOH)
C. 向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，电离常数减小D．电离常数只与温度有关，与弱电解质浓度无关
D
课堂检测
2.下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：
?

则0.1 mol/L的下列溶液中，c(H＋)最大的是(　　)
A．HCN　　　　　　　　 B．HF
C．CH3COOH D．HNO2

弱酸
HCN
HF
CH3COOH
HNO2
电离常数
6.2×10－10
6.8×10－4
1.8×10－5
6.4×10－6
B
课堂检测
2、在一定温度下，冰醋酸加水溶解并不断稀释过程中，溶液导电能力与加
入水的体积有如下变化关系：试回答：
⑴ “0”点导电能力为0的理由是: 。　　　　　　　　　　　　　
冰醋酸中只存在醋酸分子,无离子
⑵ a、b、c三点对应溶液的pH值由大到小的顺序是： 。　　　　　　
a﹥c﹥b
⑶ a、b、c三点中电离程度最大的是 。
电离平衡常数的关系 。
C
相等
⑷若使c点溶液中c(Ac-)、PH值均增大，可采取的措施
有: 。
①加碱②加碳酸钠③加镁或锌
1.判断复分解反应能否发生，以及确定产物
强酸制弱酸——弱酸与盐溶液的反应规律
【例】 已知：Ka(HCOOH)＝1.77×10－4 mol·L－1
Ka(HCN)＝4.9×10－10 mol·L－1
问下列反应是否能发生，若能发生请写出化学方程式：
（1）HCOOH与NaCN溶液：
（2）HCOONa 与 HCN溶液：
酸性：HCOOH ＞ HCN
HCOOH＋NaCN===HCN＋HCOONa
HCOONa 与 HCN不反应
主题2:电离平衡常数的应用
2.比较溶液中离子浓度的大小
【例题】已知：磷酸存在的三步电离，这三步的电离常数大小进行比较，
????????????????????
?
???????????????????????+?+??????????????????????
?
H2PO4??H+?+?HPO42?
?
???????????????????????????+?+??????????????????
?
C(H+) c(H2PO4-) c(HPO42-) c(PO43- ) c(OH-)
第一步K1 ＞ 第二步K2 ＞ 第三步K3
>
>
>
>
主题2:电离平衡常数的应用
3．比较离子结合质子的能力大小
弱酸的Ka值越小,酸性越弱,电离能力越弱,酸根阴离子结合H+的能力就越强。
弱酸
HCOOH
H2S
H2CO3
HClO
(25 ℃)
K＝1.77×10－4
K1＝1.3×10－7
K2＝7.1×10－15
K1＝4.4×10－7
K2＝4.7×10－11
3.0×10－8
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为
___________________________________。
(2)同浓度的HCOO－、HS－、S2－、HCO3-、CO32-、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为_______________________________________________
HCOOH＞H2CO3＞H2S＞HClO
S2－＞CO32-＞ClO－＞HS－＞HCO3-＞HCOO－
主题2:电离平衡常数的应用
4．比较弱电解质中微粒浓度比值的变化。
依据弱电解质的电离常数表达式,可以比较浓度改变时(温度不变)溶液中某些微粒浓度的变化。
例:醋酸溶液中加水稀释过程中 是如何变化的?
加水稀释,K值不变,c(H+)减小,则 始终保持增大。
主题2:电离平衡常数的应用
课堂检测
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(CH3COOH)
c(CH3COO-)
（3）
变小
不变
变大
思考讨论
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盐酸、2 mL 2 mol/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?
(1)等质量的镁分别与V相同、c相同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V相同、c相同的盐酸和醋酸反应时，生成氢气的体积相同。
主题2:电离平衡常数的应用
思考讨论
氢离子浓度相同的HCl和CH3COOH,哪种酸的浓度更大？
结论1：氢离子浓度相同的同元强酸和弱酸，C(弱酸）》C(强酸）
结论2：氢离子浓度相同的HCl和CH3COOH,稀释相同倍数
后，弱酸中的氢离子浓度大，减小的程度小。
主题2:电离平衡常数的应用
知识拓展
一元强酸与一元弱酸的比较
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
相同体积，相同浓度的强酸HA与弱酸HB
相同体积，相同c(H＋)的强酸HA与弱酸HB
c(H＋)或物质的量浓度
与金属反应的起始速率
与过量的碱反应时消耗碱的量
与过量活泼金属反应产生H2的量
c(A－)与c(B－)大小
cHA(H＋)>cHB(H＋)
HA>HB
HA＝HB
HA＝HB
c(A－)>c(B－)
c(HA)HA＝HB
HAHAc(A－)＝c(B－)
知识拓展
一元强酸与一元弱酸的比较
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
相同体积，相同浓度的强酸HA与弱酸HB
相同体积，相同c(H＋)的强酸HA与弱酸HB
加水稀释相同倍数后酸性
溶液的导电性
HA>HB
HA>HB
HAHA＝HB
课堂检测
1：已知25℃时，
KHF=7.2×10-4 KHCN=4.9×10-10
KHNO2=4.6×10-4 KCH3COOH=1.8×10-5
同浓度的上述溶液中溶质分子浓度最大的是（ ），酸性最强的是（ ），溶液pH最大的是（ ）
A.HF B.HCN C.HNO2 D.CH3COOH
B
A
B
课堂检测
向10 mL氨水中加入蒸馏水，将其稀释到 1 L后，下列说法中不正确的是( )
A. NH3·H2O的电离程度增大 B. c(NH3·H2O)增大
C. ????????????+的数目增多 D. 增大
?
c(NH3·H2O )
c(NH4+)
?
B
课堂检测
2：根据提供的电离常数,回答下列问题：
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}已知常温下几种常见弱酸的电离常数
化学式
HA
HB
HC
K
1.8 ×10-4
4.6×10-4
1.8×10-5
(1)酸性由弱到强排列___________________
(2)相同浓度以上溶液中氢离子浓度由小到大排列____________
(3)同浓度A － 、B － 、C －结合H+能力由强到弱_______________
HC HCC － > A － > B －
结论1： 酸性大小和氢离子浓度有关，同浓度的酸，其酸根结合氢离子的能力越强，电离出来的氢离子就越少，浓度就越低，酸性越弱。
课堂检测
3: 有0.1 mol/L的盐酸、硫酸、醋酸各50mL，试比较：
（1）三种酸里氢离子浓度由大到小的顺序是 。
（2）三种酸跟足量的锌反应,开始时产生H2的速率是：
。
（3）三种酸跟足量的锌反应产生H2的体积是 。
（4）三种酸分别跟0.1 mol/L的NaOH溶液中和，消耗 NaOH溶液的体积由大到小的顺序是 。
硫酸>盐酸>醋酸
硫酸>盐酸>醋酸
硫酸>盐酸= 醋酸
硫酸>盐酸= 醋酸
结论2：相同浓度的同元强酸和弱酸，强酸中氢离子浓度大；
结论3：若酸完全反应，产生氢气的量或消耗碱的量只取决于酸中所含氢离子的量。
课堂小结

电离平衡常数
概念
计算式
HA H+ + A-
Ka =
c(A-)·c(H+)
c平(HA)
(c平≈c0)
影响因素
电解质的性质
电解质越易电离
即K越大
温度
温度越高，K越大(与浓度无关)
计算
三段式计算
强酸与弱酸的比较
酸的浓度相同时的表格比较
H+的浓度相同的表格比较
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