选修4专题3第一单元弱电解质的电离平衡

水体积
一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导 电能力变化如下图所示，
O
在O点醋酸未电离，无自由离子存在 （1）O点导电能力为0的理由是___________________________
c ＜ a ＜b （2）a、b、c三点溶液的c(H+)由小到大的顺序是_____________
例：
例2.某一弱酸HA,达到平衡时,溶液中的弱酸分 子数与离子总数之比为9.5:1,求此一元弱酸的电 离度.
交流与讨论
溶液越稀越易电离
CH3COO - + H+
CH3COOH
初始浓度/mol· Ｌ－１ 平衡浓度 CH3COOH
（mol／Ｌ）
1.00
0.100
CH3COOH+
4.21×10-3 1.34×10-3 4.21×10-3 1.34×10-3
CH3COOH
速 率
电离
结合
CH3COO
-+
H+
v电离 v分子化
电离平衡状态
v —t 图象
时间
二、弱电解质的电离平衡
1.定义：在一定条件（如温度、浓度）下，当电
解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成 分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状 态—— 电离平衡
逆 等 弱电解质的电离 V电离=V分子化=0 电离平衡是一种动态平衡
×100%
•例1：25℃，0.1mol/L的HAc溶液中，每10000个
HAc分子里有132个分子电离成离子。求该醋酸
• α= 132/10000×100% = 1.32%
的电离度
纯HAc溶液中，忽略水解离所产生的H+，达到平衡时：
表示方法:
α= α=
CH3COOH α=
CH3COO - + H+ C（Ac-）
电离吸热，升高温度，平衡正向移动
CH3COOH ②浓度
a.加水稀释：
CH3COO
-+
H+
正向移动，电离程度增大
b.增大弱电解质浓度： 正向移动，电离程度减小
③外加电解质
增大生成的离子的浓度 逆向移动 减小生成的离子的浓度 正向移动 加入无关离子的溶液 =加水稀释 正向移动 无影响 加入无关离子的固体
初始浓度 变化浓度 平衡浓度 C C·α C（1-α） 0 C·α C·α 0 C·α C·α
C • 电离平衡常K和电离度α的关系： K 1 • α小于5%时
c是弱电解质初始浓度 2
• 很显然 T 一定， K 不变时溶液越稀 α 越大， 浓度 c 固定时， α 随 K 的增大而增大。
已电离的醋酸浓度 醋酸初始浓度 ×100%
0.42%
1.34%
影响电离度大小的因素 (1)内因—电解质的本性,电解质越弱,电离度越小
(2)外因
1.浓度 浓度越稀，电离生成的离子相互间碰撞合成 分子的机会越少，其电离度就越大； 2. 温度 多数电解质电离时都要吸收热量 因此升温,电离度增大。
表示电离度大小时，应注明浓度和温度
溶液中的离子反应
第一单元 弱电解质的电离平衡
一、强电解质和弱电解质
(一)电解质和非电解质
电解质:
在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。
非电解质:
在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。 思考：导电的条件是什么？
练一练: 下列物质中 ① NaCl溶液 ② NaOH ④ Cu ⑦ CO2 ⑧ 乙醇 ③ H2SO4 ⑤ CH3COOH ⑥ NH3· H2O ⑨ H2O
思考并讨论 1.难溶物一定是弱电解质吗?
2.强电解质溶液的导电能力一定强吗?
3.强电解质溶液的导电能力一定强于弱电解质 吗? 4.强酸的酸性一定比弱酸强吗？
写出下列物质在水溶液中的电离方程式：
(1)强酸 H2SO4 (5)多元弱酸 H2CO3 (8)弱酸酸式盐 NaHCO3 (10)Al(OH)3 (2) 强碱Ba(OH)2 (6)多元弱碱 Fe(OH)3 (9) Na2CO3
一般不注明温度是指25℃
练1：在一定温度下，在100ml某一元弱酸的溶液中， 含有该弱酸的分子数为5.42×1020个，并测得该溶液的 C(H+)=1×10－3mol/L。在该平衡体系中，这种一元弱
酸的电离度约为
A. 9% B. 10% C. 3% D. 0.1% (B)
• 例3：在25℃，0.1mol/L下列弱电解质的电离度分 别为： HF HCOOH NH3· H2O HAc HCN α 8.0% 4.24% 1.33% 1.32% 0.01% 则它们的酸性强弱顺序是: HF>HCOOH> HAc > HCN >NH3· H 2O
CH3COOH
CH3COOH
CH3COOH H+ H+
CH3COOH CH3COOH CH3COOCH3COOH
CH3COOH
CH3COOH电离的结果
（1）强酸: 如HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、
HBr、HI等
（2）强碱: 如NaOH、KOH、Ba(OH)2等 （3）大部分盐: 如NaCl等,包括部分难溶性的盐
弱酸、弱碱的电离程度可以分别用它们的电离 常数（K）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，0.1mol•L-1的乙酰水杨酸的 水溶液中，乙酰水杨酸的电离常数K（HA）为 3.4×10-4，求该酸的电离度． （2）已知在25℃时，1mol•L-1氨水中NH3•H2O 的电离度为0.42%，求NH3•H2O的电离常数K （NH3•H2O）
[思考1]0.1mol/L的CH3COOH溶液中 CH3COOH CH3COO- + H+
电离程度 n(H+) C(H+) C(AC-)
C(HAC)
减小 增大 增大 增大 减小 减小
增大 加冰醋酸 减小 加醋酸钠 加HCl 加NaOH 锌粒 减小 减小 增大 增大
加水
增大 减小 增大 减小 增大 减小 减小 增大
活动与探究
阅读P68 资料卡
多元弱酸，分步电离，第一步电离大于第二步电离，第 二步电离远大于第三步电离……，
如何用平衡移动原理来解释？
多元弱酸的分步电离
电离难的原因：
a、一级电离出H+后，剩下的酸根阴离 子带负电荷，增加了对H+的吸引力， 使第二个H+离子电离困难的多； b、一级电离出的H+抑制了二级的电离。
例题：一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释， 溶液的导电能力变化如图所示，下列说法中，正确 的是
A．a、b、c三点溶液的pH：c＜a＜b
B．a、b、c三点醋酸的电离程度：c＜a＜b
C．若用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，测量结果偏小 D．a、b、c三点溶液用1mol/L氢氧化钠溶液中和，消耗氢 氧化钠溶液体积：c＜a＜b
1.8×10
-5
1.8×10
-5
3.定量描述弱电解质电离平衡 ：
②弱电解质电离程度相对大小的又一参数------电离平衡常数K 简称:电离常数
定义：弱电解质，电离平衡时，各组分浓度的关系。
表达式： Ka =
C(H+)C(A-)
C(HA)
Kb =
C(OH-)C(B+)
C(BOH)
意义： 25℃时 HF K=7.2×10 –4 HAc K=1.8×10 –5 ∴ 酸性：HF ＞ HAc
n（Ac-）
n（HAc原） n（H+） n（HAc原）
100% C（HAc原） C （ H+ ） 100% α= C（HAc原）
电离度的测定方法
测得已知浓度的HAc 的pH ，由 pH =－lg c(H＋)， 计算出c(H+)，即可算出α。
25 0C时，0.1mol/L的CH3COOH 溶液中，C(H+)=1.0×10-3mol/L，求该 温度下CH3COOH的电离度？
例：在25℃时，0.10mol/L CH3COOH溶液中[ H+]是 多少？已知Ka=1.8×10-5。
解： CH3COOH 平衡时[ H+] = C·α CH3COO- + H+
= 1.3×10-3 mol/L
4、影响电离平衡的条件： CH3COOH CH3COO - + H+
内因：弱电解质本身的性质 外因： ①温度
c （3）a、b、c三点醋酸的电离程度最大的是__________________ （4）要使c点c(CH3COO- )增大，c(H+)减少，可采取的措施是 （至少写出三种方法）① _____________ ② ①加NaOH固体；②加少量的碳酸钠固体；③加入镁等金属； ④醋酸钠固体 ___________________③__________________________
CaCO3、BaSO4、AgCl等
（1）弱酸：
如CH3COOH、H2CO3、H2SiO3、 H3PO4、 HNO2、H2S、H2SO3、HF、HClO等 （2）弱碱: 如NH .H O、Cu(OH) 、Fe(OH) 等 3 2 2 3 （3）两性氢氧化物：Al(OH)3 （4） 水、极少数盐（氯化汞醋酸铅）等
D. H2O
[思考]烧杯中含有2mL的纯醋酸，逐滴加入蒸馏 水，在下图中绘出溶液的导电性和加入水的体积 关系曲线
导电能力
随着加水，弱电解质还可电离出 离子，但同时溶液体积也在增大。
开始，电离出的离子增多超过溶 液体积增大，所以离子总浓度增 大，导电性增强。 后来，溶液体积增大超过离子数 增多，所以离子总浓度减小，导 电性减小。
(3) 一元弱酸CH3COOH (4) 一元弱碱NH3.H2O
(7) 强酸酸式盐NaHSO4 水中 熔融态
等C等V的二者与镁条反应产生氢气的量什么关系？为什么？ 盐酸和醋酸钠为何会发生反应？
方法
醋 盐 酸 酸
对实验现象的解释
备注
比较浓度均为1mol/L的盐酸和醋酸的导电性 盐酸 溶液的pH 大 小 盐酸中氢离子浓度大 和醋 酸都 为等 与过量镁条反 慢 快 盐酸中氢离子浓度大 浓度 应 的一 元酸 溶液的导电性 弱 强 盐酸中离子浓度大
强电解质
电离程度 水溶液里溶质 粒子存在形态 完全
弱电解质 不完全 阴、阳离子 和分子 可逆
阴、阳离子
电离过程
不可逆 =
bcegh
讨论
di
g
，属于强电解质的 。
• 下列物质能导电的是 是 a.氯气 d.NaCl g.醋酸
，属于弱电解质的是 b.碳酸溶液 c.石墨 e.盐酸 f.蔗糖 h. 浓硝酸 i.硫酸钾
属于电解质的有: ② ③ ⑤ ⑥ ⑨ 属于非电解质的有: ⑦ ⑧
（二）强电解质和弱电解质
水溶液 完全 强电解质：在水溶液里能完全电离的电解质
弱电解质：在水溶液里只能部分电离成离子的
电解质。
液面 ClH+ ClH+ H+ ClH+ H+ H+ H+ ClH+
H+ H+ Cl-
HCl电离的结果
液 面
交流与讨论
CH3COOH CH3CO平衡浓度 CH3COOH
（mol／Ｌ）
1.00
0.99579
4.21×10
-3
0.100
0.09866
1.34×10-3
CH3COOH+
4.21×10-3 1.34×10-3
c (CH3COO-)· c( H+) c (CH3COOH)
KaKb越大，酸性碱性越强
电离常数与浓度无关。温度升高，K电离增大 影响因素：
多元弱酸分步电离，用Ka1、Ka2、Ka3表示.
例如碳酸在水溶液中：
H2CO3 HCO3－
H++HCO3－ H++CO32－
每步电离都各有电离常数，分别用Ka1、Ka2表示。 在25℃时，Ka1=4.3×10－7，Ka2=5.6×10－11， Ka1>>Ka2，一般说，多元弱酸溶液的酸性主要由第一 步电离决定。
结论：多元弱酸的酸性由第一步电离决定。
注意：
①电离度是转化率的形式,电离常数是平衡常数 的形式;
②两者均可用来表示弱电解质的电离程度及其 相对强弱的。但用电离度时必须在同温同浓度 条件下，而电离常数只须在同温下便可。
• 电离度和电离常数的关系-----已知α求K：
CH3COOH ≒ CH3COO- + H+
减小
增大 增大 减小 增大 增大 减小 减小 增大 减小 增大 增大 增大
升温
增大
减小
例：在0.2mol/L 的醋酸溶液中, 当
CH3COOH≒H++ CH3COO-已达平衡时，若要使醋酸 的电离度减小，溶液中的c(H+)增大，应加入 A. CH3COONa B. NH3· H2O (C)
C. HCl
2.特点：
动
定 条件不变，溶液中各分子、离子的 浓度不变，溶液里既有离子又有分子 变 条件改变时，电离平衡发生移动。
3.定量描述电离程度 ： ①弱电解质电离程度相对大小的参数---电离度α 化学平衡中的转化率
α=
α= 已电离的弱电解质浓度 弱电解质的初始浓度 n n ×100%
已电离的分子数 弱电解质分子总数