弱电解质的电离.ppt

第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第一第一节 弱弱电解解质的的电离离1.复复习：电解解质与非与非电解解质1、电解解质：2、非、非电解解质：在在水溶液水溶液中中或或熔融状熔融状态时能能够导电的的化合化合物物。（包括酸、碱、（包括酸、碱、盐、水、活、水、活泼金属氧化物）金属氧化物）如：如：NaClNaCl、HClHCl、CHCH3 3COOH COOH、MgOMgO在在水溶液水溶液中中和和熔融状熔融状态时都都不能不能导电的的化化合物合物。（包括多数有机物、某些非金属氧化物包括多数有机物、某些非金属氧化物）如：如：CH3CH2OH、CO2、SO22.一、一、电解解质有有强弱之分弱之分分分别试验等体等体积、等、等浓度的度的盐酸、醋酸溶液跟等量酸、醋酸溶液跟等量镁条的反条的反应；并；并测这两种酸的两种酸的pH。将将试验结果填入下表：果填入下表：剧烈反烈反应，迅速，迅速产生生大量气泡大量气泡反反应缓慢，慢，产生生少量气泡少量气泡pH=pH=实验探究探究(实验【】）3.复复习：强电解解质和弱和弱电解解质1 1、强电解解质：在水溶液里全部在水溶液里全部电离成离子离成离子的的电解解质，叫，叫强电解解质。如：如：绝大多数大多数盐类、强酸、酸、强碱碱2 2、弱、弱电解解质：在水溶液里只有一部分分子在水溶液里只有一部分分子电离成离子的离成离子的电解解质叫弱叫弱电解解质。如：如：弱酸、弱碱、水弱酸、弱碱、水4.强酸：酸：H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI、HClO4等；等；弱酸：弱酸：CH3COOH、H2SO3、H2CO3、H3PO4、HCN、HClO、HF、H2S、H2SiO3（难溶）等；溶）等；强碱：碱：NaOH、KOH、Ba（OH）2、Ca（OH）2等；等；弱碱：弱碱：NH3H2O（可溶）、（可溶）、Mg（OH）2、Fe（OH）3、Cu（OH）2等等等等常见的酸与碱5.H2O H+Cl-H2O CH3COOH H+CH3COO-盐酸溶液酸溶液醋酸溶液醋酸溶液HCl在水中全部在水中全部电离离CH3COOH在水中部分在水中部分电离离6.电解解质的的电离方程式离方程式1、强电解解质完全完全电离，符号离，符号选用用“”2、弱、弱电解解质部分部分电离，符号离，符号选用用“”CH3COOH H+CH3COO-7.多元弱碱分步多元弱碱分步电离，但用一步离，但用一步电离表示。离表示。Fe(OH)3 Fe3+3OH-8.酸式酸式盐的的电离离a a 强酸的酸式酸的酸式盐完全完全电离离b b 弱酸的酸式弱酸的酸式盐第一步完全第一步完全电离离9.思考与交流：思考与交流：(1)当当醋酸溶于水后醋酸溶于水后,V V(电离离)和和 V V(结合合)怎怎 样变化化?CH3COOH CH3COO-+H+二、弱二、弱电解解质的的电离平衡离平衡 (2)当当V V(电离离)=V V(结合合)时，可逆，可逆过程达到一程达到一 种种怎怎样的的状状态？画出？画出V Vt t图。CH3COO-+H+CH3COOH CH3COOH CH3COO-+H+10.在在一定条件（如温度、一定条件（如温度、浓度）度）下，当弱下，当弱电解解质分子分子电离成离子的速率离成离子的速率和和离子重新离子重新结合生成分子的合生成分子的速率速率 相等相等 时，电离离过程就达到了平衡状程就达到了平衡状态，叫，叫电离平衡状离平衡状态。t tv vv v（电离成离子）离成离子）v v（结合成分子）合成分子）电离平衡状离平衡状态1 1、电离平衡离平衡弱弱电解解质电离的离的V-tV-t图像像11.特征特征动 电离平衡是一种离平衡是一种动态平衡平衡 定定 条件不条件不变，溶液中各分子、离子的，溶液中各分子、离子的 浓度不度不变，溶液里既有离子又有分子，溶液里既有离子又有分子 变 条件改条件改变时，电离平衡离平衡发生移生移动。等等 V V电离离=V=V结合合0 0逆逆 弱弱电解解质的的电离是可逆离是可逆过程程2 2、电离平衡特征离平衡特征12.说明：电离离平平衡衡是是动态平平衡衡，平平衡衡移移动符符合合勒勒夏夏特特列原理列原理 多多元元弱弱酸酸，分分步步电离离，第第一一步步电离离大大于于第第二二步步电离，第二步离，第二步电离离远大于第三步大于第三步电离离，例如例如:0.1mol/LH2S溶液中各步溶液中各步电离离H+为：H2S H+HS-H+=110-4mol/L HS-H+S2-H+=110-13mol/L 电离离难的原因：的原因：a a、一一级电离离出出H H+后后，剩剩下下的的酸酸根根阴阴离离子子带负电荷荷，增增加加了了对H H+的的吸吸引引力力，使使第第二二个个H H+离离子子电离离困困难的多；的多；b b、一、一级电离出的离出的H H+抑制了二抑制了二级的的电离。离。13.练习：有：有H+浓度相同、体度相同、体积相等的三种酸：相等的三种酸：a、盐酸酸 b、硫酸、硫酸 c、醋酸，、醋酸，同同时加入足量的加入足量的锌，则开始开始反反应时速率速率 ，反反应过程中的程中的平均速率平均速率 ，反反应完全后生成完全后生成H2的的质量量 。（用（用 表示）表示）速率由速率由C（H+）决定）决定 由由n（H+）决定）决定abcabcabc14.温度：温度：由于由于弱弱电解解质的的电离是吸离是吸热的，因此的，因此升高温度升高温度，电离平衡将向离平衡将向电离方向移离方向移动，弱弱电解解质的的电离程度将增大离程度将增大。浓度度：增增大大电解解质分分子子的的浓度度，会会使使弱弱电解解质分分子子向向电离离为离子的方向移离子的方向移动，但但电离度降低离度降低减少相减少相应离子的离子的浓度会使度会使电离平衡向右移离平衡向右移动，电离程度增大离程度增大加水稀加水稀释弱弱电解解质溶液，溶液，电离平衡向右移离平衡向右移动，电离程度增大离程度增大。三、影响三、影响电离平衡的因素离平衡的因素(1)(1)内因：内因：电解解质本性。通常本性。通常电解解质越弱，越弱，电离程度越小。离程度越小。(2)(2)外因：溶液的外因：溶液的浓度、温度等。度、温度等。同离子效同离子效应 在在弱弱电解解质溶溶液液中中加加入入同同弱弱电解解质具具有有相相同同离离子的子的强电解解质时，电离平衡向逆反离平衡向逆反应方向移方向移动。化学反化学反应 在在弱弱电解解质溶溶液液中中加加入入能能与与弱弱电解解质电离离产生生的某种离子反的某种离子反应的物的物质时，可使平衡向，可使平衡向电离的方向移离的方向移动。15.练习1 1：0.1mol/L0.1mol/L的的CHCH3 3COOHCOOH溶液中溶液中增大增大 增大增大增大增大增大增大增大增大减小减小减小减小减小减小 减小减小减小减小减小减小减小减小减小减小增大增大减小减小增大增大右右右右右右右右增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大减小减小左左左左CH3COOH CH3COO-+H+16.17.练习3：在甲酸的下列性：在甲酸的下列性质中，可以中，可以证明它是弱明它是弱电解解质的是（的是（）A、1mol/L甲酸溶液中甲酸溶液中c(H+)约为110-2mol/LB、甲酸能与水以任意比互溶、甲酸能与水以任意比互溶C、10mL 1mol/L甲酸恰好跟甲酸恰好跟10 mL 1mol/L NaIOH溶液完全反溶液完全反应D、在相同条件下，甲酸的、在相同条件下，甲酸的导电性比性比强酸溶液酸溶液的的导电性弱。性弱。AD18.参考可逆反参考可逆反应的化学平衡，思考如的化学平衡，思考如何定量描述弱何定量描述弱电解解质的的电离程度。离程度。一般用一般用电离平衡常数和平衡离平衡常数和平衡转化率。化率。电离度。离度。【思考与交流思考与交流】19.-弱弱电解解质电离程度相离程度相对大小的参数大小的参数对于一元弱酸于一元弱酸 HA H HA H+A+A-，平衡平衡时对于一元弱碱于一元弱碱 MOH MMOH M+OH+OH-，平衡，平衡时二、二、电离平衡常数（离平衡常数（K K）1 1、定、定义：在一定条件下，弱在一定条件下，弱电解解质的的电离达到平离达到平衡衡时，溶液中，溶液中电离出来的各种离子离出来的各种离子浓度的乘度的乘积跟跟溶液中未溶液中未电离的分子离的分子浓度之比度之比值是个常数，是个常数，这个个常数称常数称为电离平衡常数，离平衡常数，简称称电离常数。离常数。K Ka a=c c(H(H+).c c(A(A-)c c(HA)(HA)K Kb b=c c(M(M+).c c(OH(OH-)c c(MOH)(MOH)2 2、表达式：、表达式：20.K Ka a=HH+CH CH3 3COOCOO CHCH3 3COOHCOOHK Kb b=NHNH4 4+OH OH-NHNH3 3HH2 2OO写出下列写出下列电离的离的电离平衡常数表达式：离平衡常数表达式：CHCH3 3COOH HCOOH H+CH+CH3 3COOCOO NHNH3 3HH2 2O NHO NH4 4+OH+OH-21.电离平衡常数表征了弱离平衡常数表征了弱电解解质的的电离能力，离能力，由数据可知，弱由数据可知，弱电解解质的的电离程度离程度很小很小。Ka(HClO)=4.710Ka(HClO)=4.710-8-8mol/Lmol/L室温下：室温下：3 3、意、意义：K K 服从化学平衡常数的一般服从化学平衡常数的一般规律，受律，受温度温度影响，温度一定，弱影响，温度一定，弱电解解质具有确定的平具有确定的平衡常数。衡常数。K K值越大越大电离程度越大，离程度越大，达到达到电离平离平衡衡时电离出的离出的H H+或或OHOH-越多，越多，相相应酸酸 (或碱或碱)的的酸酸(或碱或碱)性越性越强。Ka(HCN)=6.210Ka(HCN)=6.210-10-10mol/Lmol/LKa(CHKa(CH3 3COOH)=1.710COOH)=1.710-5-5mol/Lmol/LKa(HF)=6.810Ka(HF)=6.810-4-4mol/Lmol/L酸性酸性强弱弱顺序：序：HF CHHF CH3 3COOH HClO HCNCOOH HClO HCN22.、弱、弱电解解质的的电离常数表达式中的离常数表达式中的c(A 十十）、）、c(B-）和和c(AB）均均为达到达到电离平衡后各粒子在溶液中的离平衡后各粒子在溶液中的浓度度值。、当温度一定温度一定时，其其电离常数是定离常数是定值。、电离常数的大小反映离常数的大小反映强弱弱电解解质的的电离程度。离程度。K值越大，弱越大，弱电解解质越易越易电离，其离，其对应的弱酸（弱碱）越的弱酸（弱碱）越强。、多元弱酸是分步、多元弱酸是分步电离的，一离的，一级电离常数程度最大，离常数程度最大，一般有一般有K1 K2 K3。所以其水溶液的酸性所以其水溶液的酸性主要由第一步主要由第一步电离决定。离决定。主要原因：主要原因：一一级电离出的离出的 H H+抑制了二抑制了二级的的电离。离。23.H H3 3POPO4 4H H+H+H2 2POPO4 4-KaKa1 1=7.110=7.110-3-3mol/Lmol/LH H2 2POPO4 4-H H+HPO+HPO4 42-2-KaKa2 2=6.210=6.210-8-8mol/Lmol/LHPOHPO4 42 2-H H+PO+PO4 43-3-KaKa3 3=4.510=4.510-13-13mol/Lmol/L 多元弱酸，分步多元弱酸，分步电离离 多多元元弱弱酸酸的的各各级电离离常常数数逐逐级减减小小（第第一一步步电离离大大于于第第二二步步电离离，第第二二步步电离离远大大于于第第三三步步电离离，）且一般相差很大，）且一般相差很大(一般要相差一般要相差10105 5)，24.弱弱电解解质电离程度相离程度相对大小的另一种参数大小的另一种参数-电离度 =已电离的分子数 弱电解质分子总数 25.练习：部分弱酸的：部分弱酸的电离平衡常数如下表：离平衡常数如下表：按要求回答下列按要求回答下列问题：(1)HCOOH(1)HCOOH、H H2 2S S、H H2 2COCO3 3、HClOHClO的酸性由的酸性由强到弱的到弱的顺序序为:(2)(2)同同浓度的度的HCOOHCOO、HSHS、S S2 2、HCOHCO3 3 、COCO3 3 2 2 、ClOClO结合合H H的能力由的能力由强到弱的到弱的顺序序为:(3)(3)按要求按要求书写下列离子方程式写下列离子方程式将少量将少量NaNa2 2COCO3 3溶液滴加到溶液滴加到HCOOHHCOOH溶液中溶液中将少量将少量COCO2 2气体通入气体通入NaClONaClO溶液中溶液中将少量将少量COCO2 2气体通入到气体通入到NaNa2 2S S溶液中溶液中26.【例例】2525时醋酸的醋酸的K Ka a=1.710=1.710-5-5 molLmolL-1-1，求，求0.10 molL0.10 molL-1-1的醋酸溶液中的醋酸溶液中H H+的的浓度。度。结合三段式，利用合三段式，利用电离常数的表达式离常数的表达式计算。算。4 4、有关、有关计算算27.【例例】2525时醋酸的醋酸的K Ka a=1.710=1.710-5-5 molLmolL-1-1，求，求0.10 molL0.10 molL-1-1的醋酸溶液中的醋酸溶液中H H+的的浓度。度。结合三段式，利用合三段式，利用电离常数的表达式离常数的表达式计算。算。4 4、有关、有关计算算28.起始起始转化化平衡平衡0.10 molL0.10 molL-1-10 00 0 x xx xx x0.10 molL0.10 molL-1-1-x-xx xx x设生成的生成的H H+物物质的量的量浓度度为x x。K Ka a=x x2 20.10 molL0.10 molL-1-1-x-xx x2 20.10 molL0.10 molL-1-1=1.710=1.710-5-5 molLmolL-1-1x=1.310 x=1.310-3-3 molLmolL-1-1解：解：CHCH3 3COOH HCOOH H+CH+CH3 3COOCOO-答：答：H H+物物质的量的量浓度度为1.3101.310-3-3 molLmolL-1-129.1.1.已知已知2525时，下列酸的，下列酸的电离常数如下，离常数如下，则相同相同浓度的度的下述溶液中下述溶液中H H+浓度最小的是度最小的是()()K KHFHF=7.210=7.210-4-4 K KHCNHCN=4.910=4.910-10-10K KHNOHNO2 2=4.610=4.610-4 -4 K KCHCH3 3COOHCOOH=1.810=1.810-5-5A.HF B.HCN A.HF B.HCN C.HNOC.HNO2 2 D.CH D.CH3 3COOHCOOHB B归纳：一元酸的：一元酸的电离常数越大，离常数越大，HH+越大酸性越越大酸性越强。【练一一练】30.电离平衡的移离平衡的移动CH3 3COOH CH3 3COO-+H+；0减小减小增大增大增大增大增大增大增大增大向右向右增增强增大增大减小减小增大增大减小减小减小减小增大增大向右向右减弱减弱不不变减小减小增大增大增大增大增大增大增大增大向右向右增增强不不变减小减小减小减小增大增大增大增大增大增大向左向左增增强不不变减小减小减小减小减小减小增大增大增大增大向右向右增增强不不变减小减小减小减小增大增大增大增大减小减小向左向左增增强不不变向右向右增大增大减小减小减小减小减小减小增大增大增增强不不变31.1.已知已知0.1mol/L的醋酸溶液中在的醋酸溶液中在电离平衡：离平衡：CH3 3COOH CH3 3COO-+H+，要使溶液中，要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)值增大，可以采取的措施是（增大，可以采取的措施是（）A、加入少量、加入少量烧碱溶液碱溶液 B、升高温度、升高温度 C、加少量冰醋酸、加少量冰醋酸 D、加水、加水BD32.2.1 1 1 1mol/Lmol/Lmol/Lmol/L的的的的盐盐酸、醋酸、硫酸各酸、醋酸、硫酸各酸、醋酸、硫酸各酸、醋酸、硫酸各1L1L1L1L，分，分，分，分别别加入足量的加入足量的加入足量的加入足量的铁铁。开始反开始反开始反开始反应时产应时产生生生生氢氢气的速率气的速率气的速率气的速率_，最最最最终终收集到的收集到的收集到的收集到的氢氢气的物气的物气的物气的物质质的量的量的量的量_。pHpHpHpH都都都都为为1 1 1 1的的的的盐盐酸、醋酸、硫酸各酸、醋酸、硫酸各酸、醋酸、硫酸各酸、醋酸、硫酸各1L1L1L1L，分，分，分，分别别加入足量的加入足量的加入足量的加入足量的铁铁。开始反开始反开始反开始反应时产应时产生生生生氢氢气的速率气的速率气的速率气的速率 _，最最最最终终收集到的收集到的收集到的收集到的氢氢气的物气的物气的物气的物质质的量的量的量的量 _。硫酸硫酸硫酸硫酸盐盐酸醋酸酸醋酸酸醋酸酸醋酸硫酸硫酸硫酸硫酸盐盐酸酸酸酸=醋酸醋酸醋酸醋酸三者相等三者相等三者相等三者相等醋酸硫酸醋酸硫酸醋酸硫酸醋酸硫酸=盐盐酸酸酸酸33.练习3.3.将将0.1mol/L0.1mol/L的氨水稀的氨水稀释1010倍，随着氨水倍，随着氨水浓度的降低，下列数据逐度的降低，下列数据逐渐增大的是（增大的是（）A.HA.H+B.OH B.OH-C.OHC.OH-/NH/NH3 3H H2 2O D.NHO D.NH4 4+4.4.一定量的一定量的盐酸跟酸跟过量的量的铁粉反粉反应时，为减减缓反反应速率而不影响生成速率而不影响生成氢气的气的总量，量，可向可向盐酸中加入适量的（酸中加入适量的（）A.NaOH(A.NaOH(固）固）B.HB.H2 2O O C.NHC.NH4 4ClCl（固）（固）D.CHD.CH3 3COONa(COONa(固）固）ACBD34.