第三章水溶液中的離子平衡

第一節(jié)電離平衡第3課時(shí)

電離平衡常數(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋知識(shí)認(rèn)知：理解電離平衡常數(shù)（K?/Kb）的定義與物理意義，掌握其表達(dá)式的規(guī)范書寫（含多元弱酸分步電離的K表達(dá)式），明確溫度對(duì)K值的影響規(guī)律（與濃度無關(guān)）。能力應(yīng)用：能通過K值比較弱電解質(zhì)相對(duì)強(qiáng)弱，結(jié)合K值與濃度數(shù)據(jù)計(jì)算電離度、離子濃度；能運(yùn)用K值分析外界條件對(duì)電離平衡的影響，提升定量分析與邏輯推理能力。素養(yǎng)深化：構(gòu)建“平衡常數(shù)—物質(zhì)性質(zhì)—反應(yīng)規(guī)律”關(guān)聯(lián)認(rèn)知，深化“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)；體會(huì)定量數(shù)據(jù)的研究價(jià)值，強(qiáng)化科學(xué)思維，為后續(xù)鹽類水解等知識(shí)奠基。學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋理解K?/Kb含義，知其表征弱電解質(zhì)電離能力規(guī)范書寫K表達(dá)式（含多元弱酸分步Ka1、Ka2）牢記K由電解質(zhì)本性和溫度決定，與濃度無關(guān)用K值比強(qiáng)弱、判“強(qiáng)酸制弱酸”反應(yīng)可行性結(jié)合K與初始濃度，算離子濃度、電離度用K解釋條件對(duì)平衡的影響及K值變化邏輯建“K值—電離能力—性質(zhì)”模型，深化證據(jù)推理與模型認(rèn)知關(guān)聯(lián)微觀電離與宏觀數(shù)據(jù)，發(fā)展宏觀辨識(shí)與微觀探析強(qiáng)化變化觀念與平衡思想，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠基學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋醋酸和次氯酸都是弱酸，那么它們的酸性誰略強(qiáng)一些呢?如何定量的表示弱電解質(zhì)電離程度的大小呢？弱酸電離程度的大小可用電離平衡常數(shù)來衡量。

學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)一：認(rèn)識(shí)電離平衡常數(shù)概念

在一定條件下達(dá)到電離平衡時(shí)，弱電解質(zhì)電離生成的各種離子的濃度（次方）的乘積與溶液中未電離的分子的濃度之比是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為電離平衡常數(shù)，簡稱電離常數(shù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)一：認(rèn)識(shí)電離平衡常數(shù)表達(dá)式

弱酸：用Ka表示，弱堿：用Kb表示。

①對(duì)于一元弱酸

HA?H++A-，平衡時(shí)Ka=c(H+).c(A-)c(HA)②對(duì)于一元弱酸

BOH?OH-+B+，平衡時(shí)Kb=c(OH-).c(B+)c(BOH)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)一：認(rèn)識(shí)電離平衡常數(shù)多元弱酸、多元弱堿的電離常數(shù)多元弱酸的電離分步進(jìn)行，各步的電離常數(shù)通常分別用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學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)一：認(rèn)識(shí)電離平衡常數(shù)多元弱酸、多元弱堿的電離常數(shù)名稱化學(xué)式電離常數(shù)(K)碳酸H2CO3Ka1=4.50×l0-7Ka2=4.70×10-11草酸H2C2O4Ka1=5.60×l0-2Ka2=1.50×l0-4磷酸H3PO4Ka1=6.90×l0-3Ka2=6.20×10-8Ka3=4.80×l0-13

亞硫酸H2SO3Ka1=1.40×l0-2

Ka2=6.00×l0-8氫硫酸H2SKa1=1.10×l0-7

Ka2=l.30×10-13分析相同溫度下(25℃)各一元弱酸的電離常數(shù)，你有什么發(fā)現(xiàn)？學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)一：認(rèn)識(shí)電離平衡常數(shù)多元弱酸、多元弱堿的電離常數(shù)由于多元弱堿為難溶堿，所以一般不用電離平衡常數(shù)，而用以后要學(xué)到的難溶物的溶度積常數(shù)。一般多元弱酸各步電離常數(shù)的大小為Ka1》Ka2》Ka3等，因此，多元弱酸的酸性主要由第一步電離決定。學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)一：認(rèn)識(shí)電離平衡常數(shù)電離平衡常數(shù)的意義電離平衡常數(shù)表示弱電解質(zhì)的電離能力。CH3COOHH2CO3H2SK=1.8×10-5K1=4.3×10-7K2=5.6×10-11K1=9.1×10-8K2=1.1×10-12一定溫度下，弱電解質(zhì)的K值越大，電離程度越大，酸性（或堿性）越強(qiáng)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)一：認(rèn)識(shí)電離平衡常數(shù)電離平衡常數(shù)（K）的影響因素25℃時(shí),幾種弱酸的電離常數(shù)名稱電離常數(shù)HF3.5×10-4HNO25.6×10?4HClO3.0×10-8內(nèi)因：弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)。不同溫度下CH3COOH的電離常數(shù)溫度電離常數(shù)50℃5.1×10-525℃1.8×10-5外因：只與T有關(guān)。T越大，Ka（或Kb）越大。電解質(zhì)越弱，Ka（或Kb）越小,越難電離，酸(堿)的酸(堿)性越弱。電離是吸熱過程學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)二：電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用電離常數(shù)的計(jì)算——三段式法

【特別提醒】

由于弱電解質(zhì)的電離程度比較小，平衡時(shí)弱電解質(zhì)的濃度為(a-x)mol·L-1，一般近似為amol·L-1。學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)二：電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用電離常數(shù)的計(jì)算——三段式法例：已知25℃，CH3COOH的Ka=1.75×10?5。若醋酸的濃度為

2.0mol·L–1。求溶液中的氫離子濃度c(H＋)。CH3COOHCH3COO?+H+c(H+)≈

0.00187mol/L稀釋前2mol/L稀釋后0.2mol/L=c(H+)

≈cKa0.2×1.75×10–5學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)二：電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用電離常數(shù)的計(jì)算——三段式法進(jìn)一步分析：CH3COOHCH3COO?+H+稀釋前2mol/L稀釋后0.2mol/L0.00187mol/L0.00591mol/L稀釋過程中，醋酸電離平衡正向移動(dòng)平衡移動(dòng)只能削弱反應(yīng)條件的影響110稀釋10倍后，c(CH3COOH)降為之前濃度的稀釋10倍后，c(H+)降為之前濃度的3.210學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)二：電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用計(jì)算電離度C(已電離）C(初始）α%=×100%以醋酸為例：

C(已電離）C(初始）α%=×100%=C初/mol·L－1

m00?C/mol·L－1

x

x

xC平/mol·L－1

m－x

x

xm×100%x學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)二：電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用相同溫度下，直接比較弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱電離常數(shù)K越大，酸性(堿性)越強(qiáng)名稱化學(xué)式電離常數(shù)(K)名稱化學(xué)式電離常數(shù)(K)醋酸CH3COOHKa=1.75×10-5亞硝酸HNO2Ka=5.60×10-4氫氰酸HCNKa=6.20×10-10氫氟酸HFKa=6.30×10-4次氯酸HClOKa=4.00×10-8

甲酸HCOOHKa=1.80×10-4酸性：HF＞HNO2＞HCOOH＞CH3COOH＞HClO＞HCN學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)二：電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用判斷復(fù)分解反應(yīng)能否發(fā)生，一般符合“強(qiáng)酸制弱酸”規(guī)律

【實(shí)驗(yàn)3-2】如圖所示，向盛有2mL1mol/L醋酸的試管中滴加1mol/LNa2CO3溶液。觀察現(xiàn)象。你能否由此推測CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1的大??？實(shí)驗(yàn)操作向盛有2mL1mol/L醋酸的試管中滴加1mol/LNa2CO3溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原理結(jié)論2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+CO2↑有氣泡產(chǎn)生H2CO3酸性：CH3COOH>H2CO3Ka(CH3COOH)>Kal(H2CO3)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)二：電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用判斷電離平衡移動(dòng)的方向CH3COOHCH3COO?

+H+Q＝c(H+)2·c(CH3COO?)2c(CH3COOH)2＝Ka2

＜Ka

加水稀釋，電離平衡向電離的方向移動(dòng)Ka＝c(CH3COO?)·c(H+)c(CH3COOH)例1：若將0.1mol/L醋酸加水稀釋，使其溶質(zhì)的濃度變?yōu)樵瓉淼囊话?，你能判斷醋酸電離平衡移動(dòng)的方向嗎？越稀越電離，平衡正向移動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)二：電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用

判斷離子結(jié)合質(zhì)子（H+）的能力＜＜CH3COO-_____

HCO3-_____

CO32-一般弱酸性越弱，弱酸根離子結(jié)合氫離子的能力就越強(qiáng)。

酸性：

結(jié)合H+能力：學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)二：電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用

計(jì)算弱酸、弱堿溶液中的H+、OH-的濃度（c，a為酸、堿起始濃度）

學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)二：電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用

根據(jù)電離平衡常數(shù)判斷溶液中微粒濃度比值的變化情況

學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)三：強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較向兩個(gè)錐形瓶中各加入0.05g鎂條，塞緊橡膠塞，然后用注射器分別注入2mL2mol/L鹽酸、2mL2mol/L醋酸，測得錐形瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：（1）兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率及其變化有什么特點(diǎn)？（2）反應(yīng)結(jié)束時(shí)，兩個(gè)錐形瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)基本相等，由此你能得出什么結(jié)論？學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)三：強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較Mg

＋2HClMgCl2＋H2↑Mg＋2CH3COOH(CH3COO)2Mg＋H2↑反應(yīng)本質(zhì)：Mg失去電子生成Mg2+H+得到電子生成H2c(H+)為影響反應(yīng)速率的主要因素2mol/L的鹽酸和醋酸，初始階段的c(H+)2mol/LHClH++Cl?2mol/L小于2mol/L2mol/LCH3COOHCH3COO?

+H+學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)三：強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較相同條件下，兩錐形瓶壓強(qiáng)基本相等Mg

＋2HClMgCl2＋H2↑2mL2mol/L0.004mol0.002molMg＋2CH3COOH(CH3COO)2Mg＋H2↑2mL2mol/L0.004mol0.002mol2mL2mol/L的鹽酸和2mL2mol/L醋酸可電離的n(H+)弱電解質(zhì)水溶液的特點(diǎn)：

分子多離子少，分子是離子的儲(chǔ)備庫，有反應(yīng)就提供。學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)三：強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較鹽酸與醋酸溶液分別與Mg反應(yīng)1.相同物質(zhì)的量濃度、相同體積HClCH3COOHtV(g)02.相同pH、相同體積tV(g)0HClCH3COOH學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)三：強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較物質(zhì)c(H+)pH開始時(shí)與鋅反應(yīng)產(chǎn)生H2的速率與足量鋅反應(yīng)產(chǎn)生H2的體積中和NaOH的量等物質(zhì)的量濃度(0.1mol/L)、等體積（1L）的兩種酸溶液0.1mol/L1＞1快慢相同相同相同相同HCl=H++Cl-＜0.1mol/LCH3COOHH++CH3COO-學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋電離平衡常數(shù)環(huán)節(jié)三：強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較物質(zhì)c(H+)c(酸)開始時(shí)與鋅反應(yīng)產(chǎn)生H2速率反應(yīng)過程中平均反應(yīng)速率生成等量的氫氣消耗Zn與足量鋅反應(yīng)產(chǎn)生H2的體積中和NaOH的量②等c(H+=0.001mol/L)、等體積（1L）的兩種酸溶液0.001mol/L相同相同慢快相同相同CH3COOHH++CH3COO-0.001mol/L0.001mol/L＞0.001mol/LHCl=H++Cl-少多少多學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋知識(shí)建構(gòu)（3）判斷電離平衡移動(dòng)方向表達(dá)式（1）比較弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱電離常數(shù)應(yīng)用意義影響因素（1）內(nèi)因：由物質(zhì)本性決定（2）外因：只受溫度影響（2）判斷反應(yīng)能否發(fā)生（4）電離平衡的相關(guān)計(jì)算強(qiáng)酸(堿)與弱酸(堿)的比較能力拓展學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋1.下列關(guān)于電離平衡常數(shù)(K)的說法中正確的是A.相同條件下，電離平衡常數(shù)(K)越小，表示弱電解質(zhì)電離能力越弱B.電離平衡常數(shù)(K)與溫度無關(guān)C.相同溫度下，不同濃度的同一弱電解質(zhì)，其電離平衡常數(shù)(K)不同D.多元弱酸各步電離平衡常數(shù)大小關(guān)系為K(a1)<K(a2)<……A學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋2.在25℃時(shí)，0.1mol/L的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液，它們的電離平衡常數(shù)分別為4.6×10－4、1.8×10－4、4.9×10－10、K1＝4.3×10－7和K2＝5.6×10－11，其中氫離子濃度最小的是（）A.HNO2B.HCOOHC.HCND.H2CO3C學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)情境導(dǎo)入教學(xué)進(jìn)程知識(shí)建構(gòu)檢測反饋

A.少量CO2通入NaClO溶液中：CO2+H2O+2ClO-═CO32-+2HClO

B.少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中：SO2+H2O+Ca2++2ClO-═CaSO3↓+2HClO

C.少量SO2通入Na2