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(共20张PPT)
2027届高考化学第一轮复习
第五章 水溶液中的离子反应与平衡
第1讲 电离平衡
第2课时 电离常数及计算与应用
1.电离平衡常数表达式
(1)一元弱酸HA：HA　　H++A-，电离平衡常数________________。
(2)一元弱碱BOH：BOH　　B++OH-，电离平衡常数________________。
(3)二元弱酸(以碳酸为例)
H2CO3　　H++HC， ；
HC　　H++C， 。
整合必备知识
Ka=
Kb=
Ka1=
Ka2=
考点一 电离常数及其应用
1.弱电解质的电离平衡右移，电离平衡常数一定增大(　　)
2.常温下，依据Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO4)，可知碳酸的酸性比磷酸强(　　)
3.室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的氨水中加水稀释后，溶液中不变(　　)
×
×
√
4.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
5.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合:
6.将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释过程中,电离平衡常数Ka(HF)保持不变,始终增大
×
×
×
电离常数的五大应用
必备知识整合
必备知识整合
A.HClO4在冰醋酸中的电离方程式：HClO4+CH3COOH　　Cl+CH3COO
B.在冰醋酸中酸性：HClO4>H2SO4>HCl>HNO3
C.结合H+的能力：H2O>CH3COOH
D.相同温度下醋酸在液氨中的pKa大于其在水中的pKa
提升关键能力
一、电离常数及其应用
1.已知溶剂分子结合H+的能力会影响酸给出H+的能力，某温度下部分酸在冰醋酸中的pKa如下表所示，下列说法错误的是
分子式 HClO4 H2SO4 HCl HNO3
pKa=-lg Ka 4.87 7.24(一级) 8.9 9.4
√
(3)运用上述电离常数及物质的特性判断下列化学方程式不正确的是
________(填序号)。
①次氯酸与NaHCO3溶液的反应：HClO+HC===ClO-+H2O+CO2↑
②少量CO2通入NaClO溶液中：CO2+H2O+2ClO-===C+2HClO
③少量CO2通入NaClO溶液中：CO2+H2O+ClO-===HC+HClO
④硫化氢通入NaClO溶液中：H2S+ClO-===HS-+HClO
⑤碳酸钠滴入足量甲酸溶液中：2HCOOH+C===2HCOO-+CO2↑+H2O
2.部分弱酸的电离平衡常数如下表：
按要求回答下列问题：(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为___________　　 。
HCOOH>
弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO
电离平衡常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka1=1.1×10-7 Ka2=1.3×10-13 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka=4.0×10-8
H2CO3>H2S>HClO
(2)相同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HC、C、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为　　　　 。
S2->C>ClO->HS->HC>HCOO-
①②④
3.常温下0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”、“变小”或“不变”)
变小
不变
变大
不变
④=
关键：学会补项和变形
=Ka
　　　；
变小
P202【规律方法】判断溶液中微粒浓度比值的三种方法
(1)将浓度之比转化为物质的量之比进行比较，这样分析起来可以忽略溶液体积的变化，只需分析微粒数目的变化即可。
(2)“假设法”，如上述问题⑤，假设无限稀释，c(CH3COO-)趋近于0，c(H+)趋于10-7mol·L-1，故比值变小。
(3)“凑常数”，解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的浓度，转化为一个常数与某种粒子浓度的乘积或相除的关系。
必备知识整合
1.计算电离常数的思维方法
(1)根据电离方程式，写出电离平衡常数表达式。
(2)根据题干信息，结合电荷守恒、元素守恒，找出各微粒的浓度，代入表达式即可。
(3)若有图像信息，可选择曲线上特殊点(能准确读出纵、横坐标的数值)，确定各微粒的浓度，最后代入平衡常数表达式计算。
2.电离度（上节课已经讲过）
(1)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。
考点二
注意近似处理规则
试推导：电离度(α)、电离常数(Ka、Kb)与c(H＋)、c(OH－)的关系
近似处理的原则：两个数相加减，相差100倍以上(或者接近100倍),可以忽略小的数！若两者相差不大则不能舍去小的数。
使用前提条件：cKa≥20KW且c/Ka＞500,这样与精确计算误差小于5%,即一般Ka＜10-4时适用
α=×100%，也可表示为α=×100%
提升关键能力
提升关键能力
【典例1】(2022·全国乙卷)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是(　　)
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度[]为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
B
解析　常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,c(H+) 考点三 有关Ka的计算
【典例2】已知250C下,CH3COOH的Ka=1.75×10-5,请回答：
（1）当向该溶液加入一定量的盐酸时，Ka的数值是否会发生变化？为什么？
（2）若醋酸的起始浓度为0.010mol/L,平衡时c（H+）是多少？
不变，因为温度不变，K值不变
4.18×10-4mol/L
近似处理的原则：两个数相加减，相差100倍以上(或者接近100倍),可以忽略小的数！若两者相差不大则不能舍去小的数。
提升关键能力
一、依据公式计算电离常数
1.已知室温时，0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，其电离平衡常数为　　　　　　。(列三段式计算)
热点专练
1.0×10-7
答案　　　　　HA　　　　　　H+　　+　　A-
起始/( mol·L-1)　0.1　　　　　　0　　　　　0
转化/( mol·L-1)　0.1×0.1%　　　0.1×0.1%　0.1×0.1%
平衡/( mol·L-1)　0.1×(1-0.1%)　 1.0×10-4　 1.0×10-4
Ka==≈=1.0×10-7。
提升关键能力
近似处理的原则：两个数相加减，相差100倍以上(或者接近100倍),可以忽略小的数！若两者相差不大则不能舍去小的数。
Ka1==≈4.2×10-7。
2.碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二步电离，则H2CO3　　HC+H+的平衡常数Ka1=　　　　　(已知：10-5.60≈2.5×10-6)。
4.2×10-7
第3题.[2020·天津，16(5)节选]已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2，当溶液pH=12时，c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶　　 ∶　　　。
1012·Ka1
1024·Ka1·Ka2
H2CO3是二元弱酸，分步发生电离：H2CO3　　+H+、
+H+，则有Ka1= 、Ka2=，从而可得Ka1·Ka2=
。当溶液pH=12时，c(H+)=10-12 mol·L-1，代入Ka1、Ka1·Ka2可
得c(H2CO3)∶c(HC)=1∶(1012·Ka1)，c(H2CO3)∶c(C)=1∶(1024·Ka1·Ka2)，综合可得c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。
提升关键能力
【典例3】在25 ℃下，将a mol·L－1的氨水与0.01 mol·L－1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH )＝c(Cl－)，则溶液显__________性(填“酸”、“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝_____________________。
中
【变式2】常温下，将a mol·L－1 CH3COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等体积的b mol·L－1的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发)，用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数Ka＝________。
所以c(CH3COOH)＝c(Cl－)
二、依据守恒酸算电离常数
三、利用图像中特殊点计算电离常数
3.常温下，向20 mL 0.010 mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的NaOH溶液，溶液中lg c(OH-)与所加NaOH溶液的体积(V)的关系如图。
(1)判断HA为强酸还是弱酸。
答案　在M点时，溶液中c(OH-)=10-10 mol·L-1，则常温时0.010 mol·L-1的HA溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1，HA为一元弱酸。
(2)若HA为弱酸，请计算在P点的电离平衡常数。
答案　在相同温度下，M、P点的电离常数相同，用M点计算电离常数。HA　　H++A-，c(H+)≈c(A-)，常温下，Ka(HA)=≈=1.0×10-6。
提升关键能力
4.(2025·汕头高三素养测试)已知草酸为二元弱酸：H2C2O4　　HC2+H+　Ka1，HC2　　C2+H+　Ka2，常温下，向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液，所得溶液中H2C2O4、HC2、C2三种
微粒的分布系数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
(1)计算常温下草酸的电离常数Ka1、Ka2。
（1）答案　由图像可知：
pH=1.2时，c(HC2)=c(H2C2O4)，Ka1(H2C2O4)==10-1.2。
pH=4.2时，c(HC2)=c(C2)，Ka2( H2C2O4)==10-4.2。
(2)pH=2.7时，溶液中=　　　　。
1 000
（2）pH=2.7时，c(H2C2O4)=c(C2===
=1 000。
提升关键能力
5.已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸，常温下，向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液，混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。
(1)写出亚磷酸的电离方程式：__________________、
　　 。
H3PO3　　H2P+H+
H2P　　HP+H+
(2)图中表示pH与lg 的变化关系的是　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)根据图像计算亚磷酸的Ka1=　　　　。Ka1(H3PO3)的数量级为　　　.
Ⅰ
10-1.4
Ka1=，Ka2=，且Ka1>Ka2，由图像可知，在相同时，Ⅱ对应的c(H+)较大，为第一步电离，Ⅰ对应的c(H+)较小，为第二步电离，选用Ⅱ中的特殊点B计算Ka1，Ka1==10×10-2.4=10-1.4。
10-2
提升关键能力
提升关键能力
6.[2024·广东，19(3)]在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的Ka。
a.选择合适的指示剂HIn，Ka(HIn)=3.6×10-20；其钾盐为KIn。
b.向KIn溶液中加入HX，发生反应：In-+HX　　X-+HIn。KIn起始的物质的量为n0(KIn)，加入HX的物质的量为n(HX)，平衡时，测得随的变化曲线如图。
已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。
①计算Ka(HA)。(写出计算过程，结果保留两位有效数字)
答案　由变化曲线图可知，当=1.0时，=3.0，设初始c0(KIn)=c0 mol·L-1，则初始c(HA)=c0 mol·L-1，转化的物质的量浓度为x mol·L-1，可列出三段式如下：
　　　　　　　　　In-+　HA　　A-+HIn
起始/(mol·L-1)　　　c0　　c0　　 0　 0
转化/(mol·L-1)　　　x　　 x　　　 x　 x
平衡/(mol·L-1)　　　c0-x　c0-x　　 x　 x
由=3.0，即=3.0，解得x=0.25c0，则该反应的平衡常数为K1=====，解得Ka(HA)=4.0×10-21。
②在该溶剂中，Ka(HB)　　　Ka(HA)；Ka(HB)___ Ka(HIn)(填“>”“<”或“=”)。
>
>
解析：根据图像可知，当=1.0时，设此时转化的物质的量浓度为y mol·L-1，可列出三段式如下：
　　　　　　　　　In-+　HB　　B-+HIn
起始/(mol·L-1)　　　c0　　c0　　 0　 0
转化/(mol·L-1)　　　y　　 y　　　y　 y
平衡/(mol·L-1)　　 c0-y　 c0-y　 y　 y
此时<1.0，即<1.0，则y>0.5c0，则该反应的平衡常数K2=>1>K1，则Ka(HB)>Ka(HIn)>Ka(HA)；由于y>0.5c0，则K2=>1，Ka(HB)>Ka(HIn)。
K1==
=，解得Ka(HA)=4.0×10-21。
题给了 Ka(HIn)=3.6×10-20

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