电离平衡常数 导学案-高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

第一学期高二 化学导学案
课题：3-1电离平衡（第2课时 电离平衡常数）
【素养目标】
课标要求
核心素养 1、了解电离平衡常数的含
义。

2、能利用电离平衡常数进
行相关计算。

1、知道弱电解质在水溶液中存在电离平衡，培养变化观念与平衡思想。

2、通过分析、推理等方法认识强弱电解质的本质特征及电离平衡常数的意义，建立判断强弱电解质和“强酸制弱酸”的证
据推理与模型认知。

【学习过程】
一、电离平衡常数
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。

对一元弱酸一元弱碱来说，溶液中弱电解质电离所生成的 的乘积，与溶液中 的浓度之比是一个常数，这个常数叫做电离平
衡常数，简称电离常数。

2、表示方法
（1）一元弱酸的电离常数K a
CH 3COOH ⇌ CH 3COO - + H +, K a =
（2）一元弱碱的电离常数K b
NH 3·H 2O ⇌NH 4++ OH - , K b =
（3）多元弱酸的电离是分步进行的，每一步各有电离常数。

通常用K 1、K 2、K 3
等来分别表示
H 2CO 3: , K a1=
, K a2=
【注意事项】：比较多元弱酸的各步电离常数可以发现，K a1＞K a2＞K a3 ……当
K a1≫Ka2 时，计算多元弱酸中的c (H+)，或比较多元弱酸酸性的相对强弱时，
通常只考虑第一步电离。

（口诀：分步进行，一步定性）。

（4）多元弱碱的电离一步写完。

Cu(OH)2⇌Cu 2+ + 2OH - , K b =
【课堂练习1】书写下列电解质的电离方程式，写出对应的电离常数表达式，并
尝试判断多步电离的电离常数的相对大小。

①HClO ②H 3PO 4 ④Fe(OH)2
3、电离平衡常数K 的计算
（1）K 值的求算
【例题1】在某温度时，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NH 3·H 2O 为1.7×10−3 mol ·L −1，试计算该温度下NH 3·H 2O
的电离常数K b 。

班级： 姓名： 小组：
①列出“三段式”计算
②由于弱电解质的电离程度比较小，平衡时弱电解质的浓度(a -x) mol ·L －1，一般近似为a mol ·L －1。

（即忽略弱电解质电离的部分）
CH 3COOH ⇌ 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
则K a ＝c (CH 3COO －)·c (H ＋)c (CH 3COOH )＝x 2a －x ≈x 2a
（2）粒子平衡时浓度的求算
【例题2】已知25℃时，CH 3COOH 的K a ＝1.75×10−5，计算0.2mol ·L −1的CH 3COOH 达到电离平衡时c(H +)的浓度。

（3）电离度的计算
【例题3】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NH 3·H 2O 为1.7×10−3 mol·L −1，试计算有多少比例的NH 3·H 2O 发生了电离？
电离度：实际上是一种 ，表示弱电解质在水中的 。

即：已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率
电
4、影响电离平衡常数K 的因素
（1）内因：弱酸的 决定。

相同温度下，K a 越 ，弱酸越 电离，酸性越 。

（2）外因：温度；升高温度，平衡 移动，电离常数K 。

二、电离平衡常数的应用
1、判断弱电解质的相对强弱
K 的意义：K 表征了弱电解质的 。

根据相同温度下，电离常数的大小可以判断弱电解质的相对强弱。

弱酸的K a 越大，电离程度越大，越容易电离出H +，酸性越强。

弱碱的K b 越大，电离程度越大，越容易电离出OH -，碱性越强。

实验操作 向盛有2 mL 1mol/L 醋酸的试管中滴加1 mol/L Na 2CO 3溶液，观察现
象。

你能否由此推测K a (CH 3COOH)与K al (H 2CO 3) 的大小？
实验现象
原理 反应生成了CO 2，化学方程式为： 结论 CH 3COOH 的酸性比H 2CO 3的 ，
利用电离平衡常数，可以判断复分解反应能否发生，以及确定产物。

【例题4】已知：K a (HCOOH)＝1.77×10－4 mol·L －1，K a (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：
3、比较溶液中离子浓度的大小
【例题5】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，第一步 第二步 第三步。

H 3PO 4 ⇌H + +H 2PO 4-
H 2PO 4- ⇌H + +HPO 42-
HPO 42- ⇌H + +PO 43-
在磷酸溶液中粒子大小进行比较：C(H +) c(H 2PO 4-) c(HPO 42-) c(PO 43-) c(OH -)
【课堂练习2】求H 2S 溶液的微粒浓度大小关系分别为：
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,可比较浓度改变时(温度不变)溶液中某些微粒浓度的变化。

【例题
6】醋酸溶液中加水稀释过程中 ()33c(CH COO )c CH COOH -是如何变化的?
5、比较离子结合质子的能力大小
弱酸的K a 值越小，酸性越弱，酸根阴离子结合H +的能力就越强。

【例题7】已知在25⇌下，H 2CO 3和HClO 的电离常数如下：H 2CO 3的K a1＝
4.5×10-7，K a2＝4.7×10-11，HClO 的K a =3.2×10-8在Na 2CO 3和NaClO 的混合溶液中逐滴加入稀硫酸，发生离子方程式的先后顺序
为： 、 、。

将少量CO 2通入NaClO 的溶液中的离子方程式： 。

三、弱电解质的证明方法
【思考】设计实验证明：醋酸溶液中存在CH 3COOH ⇌ CH 3COO －＋H ＋的电离平衡。

⇌测定0.1mol/L 的醋酸溶液的 ：
⇌在醋酸溶液中滴入石蕊溶液，溶液呈红色，再加热溶液。

加热后红色变 。

说明加热能 醋酸的电离，c(H ＋) ，红色 。

即可证明醋酸溶液中存在电离平衡。

⇌在醋酸溶液中滴入石蕊溶液，溶液呈红色，再加入少量CH 3COONH 4固体。

红色 。

⇌在室温下，将锌粒投入相同浓度的醋酸和盐酸中，比较起始速率大小。

四、强弱电解质的比较
2a1a22
K a1=1.0×10-7，K a2=6.3×10-13。

在浓度相同的两种溶液中，用“>”“<”或“=”填空。

（1）H+的浓度：H2A H2B。

（2）酸根离子的浓度：c(A2-)c(B2-)。

（3）酸分子的浓度：c(H2A)c(H2B)。

（4）溶液的导电能力：H2A H2B。

【课堂练习4】25 ⇌时，几种弱酸的电离平衡常数如下：
CH3COOH：K a＝1.75×10－5
H2CO3：K a1＝4.5×10－7K a2＝4.7×10－11
HClO：K a＝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：____________。

【课堂练习5】高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。

以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离平衡常数：
从以上表格中判断以下说法中不正确的是( )
A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的
C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为：H2SO4= 2H++ SO42-
D.水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区别这四种酸的强弱
【课堂小结】
浓度均为10-2mol·L－1的强
酸HA与弱酸HB
pH均为2的强酸HA与弱
酸HB
pH或物质的量浓度
与金属反应初始速率
体积相同时中和碱的
量
体积相同时与过量活
泼金属反应产生H2的
量
c(A－)与c(B－)大小。