石工10大学化学课件第三章1.pdf

3.1 溶液溶液)()BBmolbkg=溶质 的物质的量（溶剂的质量=溶质 的物质的量（溶剂的质量Bmwm=溶质溶液溶质溶液=)()BBmolcL溶质 的物质的量（混合物体积溶质 的物质的量（混合物体积=BBnxn总总例例3-1 23g乙醇溶于乙醇溶于500g水中，此溶液的密度是水中，此溶液的密度是0.992gmL-1。计算：。计算：(1)乙醇的质量摩尔浓度乙醇的质量摩尔浓度b；(2)乙醇的体积摩尔浓度乙醇的体积摩尔浓度c(物质的量的浓度物质的量的浓度)；(3)乙醇的质量分数；乙醇的质量分数；(4)乙醇的摩尔分数。乙醇的摩尔分数。第三章 水溶液中酸碱平衡和沉淀平衡第三章 水溶液中酸碱平衡和沉淀平衡中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件3.1.1 溶液组成的表示方法溶液组成的表示方法=AAApp:同温度下:同温度下纯溶剂纯溶剂的饱和蒸气压;的饱和蒸气压;Ap A:溶液中溶剂的摩尔分数。溶液中溶剂的摩尔分数。Ap:溶剂溶剂 A 在气相中的分压在气相中的分压;3.1.2 拉乌尔定律拉乌尔定律纯液体纯液体 A 的蒸发的蒸发液相液相汽相汽相 Ap稀溶液稀溶液A+B液相液相汽相汽相Ap中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件若溶质若溶质B是非挥发性物质：理想溶液：是非挥发性物质：理想溶液：讨论：讨论：Ap-溶液的蒸气压。-溶液的蒸气压。BBABnnn=+=+=*ABpp*AAppp=(/)BBAAAnnnmM=ABMb=1、稀溶液蒸气压下降、稀溶液蒸气压下降3.1.3 稀溶液的依数性稀溶液的依数性*AABBppMbK b=?难挥发的非电解质稀溶液，蒸气压下降值只取决于溶剂的本性及溶液的质量摩尔浓度。难挥发的非电解质稀溶液，蒸气压下降值只取决于溶剂的本性及溶液的质量摩尔浓度。中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件沸点升高值：沸点升高值：2、稀溶液的沸点上升稀溶液的沸点上升Kb0.515Kkg-1mol-1*bbbTTT=bbBTKb=Kb-溶剂的摩尔沸点上升常数。溶剂的摩尔沸点上升常数。p16:表表1.3 一些溶剂的摩尔沸点上升常数一些溶剂的摩尔沸点上升常数思考思考：浓度同为：浓度同为0.01molkg-1的丙三醇的乙醇溶液和水溶液，它们的沸点升高值是否相同？的丙三醇的乙醇溶液和水溶液，它们的沸点升高值是否相同？中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件3、稀溶液凝固点下降稀溶液凝固点下降溶液凝固点降低值：溶液凝固点降低值：Kf1.853Kkg-1mol-1*fffTTT=ffBTKb=Kf-溶剂摩尔凝固点下降常数。溶剂摩尔凝固点下降常数。例例3-2 0.9g醋酸溶于醋酸溶于50.0g水中，实验测得溶液的凝固点为水中，实验测得溶液的凝固点为272.59K，求醋酸的摩尔质量。，求醋酸的摩尔质量。p16:表表1.3 一些溶剂的摩尔凝固点下降常数一些溶剂的摩尔凝固点下降常数中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件6第四周作业情况第四周作业情况化学平衡有关计算化学平衡有关计算(p260：1，7，9，3，4，8)7、计算反应在、计算反应在500时反应的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数。时反应的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数。CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)298298()()()rmrmrmGTHKTSK ()()()lnrmGTRTKT=单位一致单位一致错误：错误：T=773.15K298 15()(.)rmfmGTKGK 79、已知反应：、已知反应：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)在在1062K时的标准平衡常数及某状态时各组分的分压，判断反应进行的方向。时的标准平衡常数及某状态时各组分的分压，判断反应进行的方向。Q与与K关系关系QKQKQK，正向自发，逆向自发，化学平衡，正向自发，逆向自发，化学平衡错误：错误：pQK=22122125.3/1001.15230.4/10060.1/10025.3/1001.15230.4/10060.1/10083、H2(g)+I2(g)2 HI(g)/:nmol始始2.0 2.0/:nmol平衡平衡2.0-x2.0-x2x平衡时总摩尔数：平衡时总摩尔数：4.0nmol总22.04.01002.02.04.01004.0100()()()pxppxxK=55.3=设平衡时系统总压为设平衡时系统总压为 p kPa/:eqpkPa2.04.0 xp 2.04.0 xp 24.0 xp 2(2.0)(2.0)(2.0)xKxx=错误错误:94、FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)/(/):cmol L始0.05 0.01/(/):eqcmol L0.05-x0.01+x0.010.061000.050.06100()()pxpxK+=0.5=设平衡时系统体积为设平衡时系统体积为 V L/:nmol平衡平衡(0.05-x)V(0.01+x)V/:eqpkPa(0.05)0.06x VpV (0.01)0.06x VpV+2()/(0.01)()/(0.05)eqeqcCOcxKcCOcx+=错误：错误：108、已知反应已知反应C(s)+CO2(g)=2CO(g);K(1042K)=4.6,K(940K)=0.05。求上述反应的。求上述反应的rHm、rSm、rGm(940K)。221121lnrmHKTTKRT T=()()9408 314 9400 05.ln.(/)rmGKJ mol=298298()()()rmrmrmGTHKTSK 错误：错误：fmH fmG mS rmH rmG rmS 4.61042940ln0.058.3141042 940rmH=中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件第次作业：第次作业：补充题补充题 1，2。预习：预习：p274276;p285287。bbBTKb=BpK b 稀溶液的依数性稀溶液的依数性ffBTKb=AAApp =稀溶液稀溶液A+B液相液相汽相汽相-溶液的渗透压；溶液的渗透压；V-溶液的体积；溶液的体积；n-溶液中溶质物质的量；溶液中溶质物质的量；R-摩尔气体常数；摩尔气体常数；T-热力学温度。热力学温度。4、渗透压渗透压(osmotic pressure)VnRT=溶液渗透压的依数性。溶液渗透压的依数性。溶液渗透压的普遍性。溶液渗透压的普遍性。反渗透技术。反渗透技术。cRT=中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件讨论：讨论：?仅适用于难挥发、非电解质、稀溶液。仅适用于难挥发、非电解质、稀溶液。?对于浓溶液、电解质溶液：对于浓溶液、电解质溶液：且蒸气压下降值、沸点升高值、凝固点下降值、渗透压数值比非电解质稀溶液更大，但不符合上述定量公式。且蒸气压下降值、沸点升高值、凝固点下降值、渗透压数值比非电解质稀溶液更大，但不符合上述定量公式。BK b *ABpp =bbBTKb=ffBTKb=cRT=依数性的依数性的定性定性变化趋势依然存在；变化趋势依然存在；中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件(1)根据难挥发非电解质稀溶液依数性计算：根据难挥发非电解质稀溶液依数性计算：实际测得：实际测得：0.673K(2)根据强电解质完全电离：粒子质量浓度根据强电解质完全电离：粒子质量浓度bB，=2 bB=0.40mol kg-1Tf=Kf bB，=1.8530.40=0.741K如：运用依数性解决如：运用依数性解决KClH2O。KCl水溶液的水溶液的bB=0.20mol kg-1,Kf=1.853Kkg-1mol-1求：该溶液的凝固点降低值。求：该溶液的凝固点降低值。Tf=Kf.bB=1.8530.20=0.371K中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件1、离子氛、离子氛强电解质在水溶液中完全电离，但因离子间的相互作用，离子的行动并不完全自由。强电解质在水溶液中完全电离，但因离子间的相互作用，离子的行动并不完全自由。?发挥作用的离子数目少于完全电离时应有的离子数目。发挥作用的离子数目少于完全电离时应有的离子数目。?溶液真正表现出的离子浓度总是低于完全电离时的浓度。溶液真正表现出的离子浓度总是低于完全电离时的浓度。离 子 氛 示 意 图离 子 氛 示 意 图3.1.4 强电解质溶液强电解质溶液2、离子强度、离子强度(I)212iiiIb Z=I：离子强度：离子强度：mol-1bi：i离子的质量摩尔浓度（离子的质量摩尔浓度（mol-1）Zi：i 离子的电荷数离子浓度越大，离子所带电荷越高，离子的电荷数离子浓度越大，离子所带电荷越高，I值越大。值越大。3、活度、活度系数活度：、活度、活度系数活度：ib =近似处理近似处理：利用浓度来代替活度：利用浓度来代替活度中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件思考思考1：相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于相同质量的水中，所得溶液的凝固点、和渗透压是否相同？：相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于相同质量的水中，所得溶液的凝固点、和渗透压是否相同？中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件思考思考2、冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入少量盐类冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入少量盐类,主要作用是：主要作用是：(1)增加混凝土的强度增加混凝土的强度(2)防止建筑物被腐蚀防止建筑物被腐蚀(3)降低混凝土固化温度降低混凝土固化温度(4)吸收混凝土中水份为达到上述目的，选用下列那一种盐比较理想：吸收混凝土中水份为达到上述目的，选用下列那一种盐比较理想：(1)NaCl(2)NH4Cl(3)CaCl2(4)KCl思考思考3、在恒温抽空的玻璃罩中封入二杯液面相同的糖水在恒温抽空的玻璃罩中封入二杯液面相同的糖水(A)和纯水和纯水(B)。经历若干时间后，二杯液面的高度将是：。经历若干时间后，二杯液面的高度将是：(1)A 杯高于杯高于 B 杯；杯；(2)A 杯等于杯等于 B 杯；杯；(3)A 杯低于杯低于 B 杯；杯；(4)视温度而定。视温度而定。中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件(1)酸：酸：在在水溶液水溶液中解离出的正离子全部是中解离出的正离子全部是H+的化合物。的化合物。(2)碱：碱：在在水溶液水溶液中解离出的负离子全部是中解离出的负离子全部是OH的化合物。的化合物。(3)酸碱反应的实质酸碱反应的实质H+OH=H2O(4)电离理论（电离理论（Arrhenius）理论的主要缺点：）理论的主要缺点：3.2 水溶液中酸碱平衡水溶液中酸碱平衡电离理论电离理论中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件HCl(g)+NH3(g)NH4Cl(s)碱：碱：凡是能够凡是能够接受质子接受质子的物质。的物质。(1)定义定义1、酸碱的定义与共轭关系酸碱的定义与共轭关系酸：酸：凡是能够凡是能够给出质子给出质子(proton)的物质；(proton)的物质；(2)共轭关系共轭关系共轭酸共轭酸?质子+?质子+共轭碱共轭碱共轭酸碱对共轭酸碱对酸越强，共轭碱碱性就越弱。酸越强，共轭碱碱性就越弱。质子酸碱两性物质。质子酸碱两性物质。酸碱质子理论排除盐的概念,离子酸、离子碱。酸碱质子理论排除盐的概念,离子酸、离子碱。中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件2、酸碱反应的实质、方向、酸碱反应的实质、方向酸碱反应的方向：酸碱反应的方向：强酸强酸(1)+强碱强碱(2)弱酸 弱酸(2)+弱碱弱碱(1)H3 O+OH H2O +H2OHCl+NH3 NH4+ClAc+H2O?OH+HAcNH4+H2O?H3O+NH3酸碱反应的实质:酸碱反应的实质:两个共轭酸碱对之间的质子传递。两个共轭酸碱对之间的质子传递。HCl+H2O H3 O+ClHAc+H2O?H3 O+AcH2O +NH3?NH4+OH3、酸的相对强弱和碱的相对强弱酸的相对强弱和碱的相对强弱HAc+H2O?H3O+AcHCl+H2O H3O+Cl水是区分水是区分HAc、HCl 酸性强弱的试剂。酸性强弱的试剂。HCl+H2O H3O+ClHClO4+H2O H3O+ClO4HNO3+H2O H3O+NO3H2SO4+H2O H3O+HSO4溶剂水的拉平效应。溶剂水的拉平效应。HClO4+HAc?H2Ac+ClO4H2SO4+HAc?H2Ac+HSO4HCl+HAc?H2Ac+ClHNO3+HAc?H2Ac+NO3醋酸是这四种酸的分辨试剂。醋酸是这四种酸的分辨试剂。酸的相对强弱酸的相对强弱酸本身给出质子的能力溶剂接受质子的能力酸本身给出质子的能力溶剂接受质子的能力中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件4、质子理论的优、缺点质子理论的优、缺点 扩大了酸碱的的范围。扩大了酸碱反应的范围。扩大了酸碱的的范围。扩大了酸碱反应的范围。NH3(g)+HCl(g)=NH4+Cl(s)HClO4+HAc?H2Ac+ClO4 缺点：不能讨论不含质子的物质；不能讨论无质子转移的反应。缺点：不能讨论不含质子的物质；不能讨论无质子转移的反应。中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件思考：思考：根据酸碱质子理论，下列分子或离子：根据酸碱质子理论，下列分子或离子：PO43-、NH4+、H2O、HCO3-、S2-、Ac-中，哪些是酸中，哪些是酸(不是碱不是碱)、哪些是碱、哪些是碱(不是酸不是酸)、哪些是两性物质？写出各自的共轭碱或共轭酸。、哪些是两性物质？写出各自的共轭碱或共轭酸。酸酸:NH4+碱碱:PO43-、S2-、Ac-两性物质两性物质:H2O、HCO3-NH3HPO42-、HS-、HAcH3O+、H2CO3OH-、CO32-中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac-(aq)1、标准解离平衡常数标准解离平衡常数()/()/()/eqeqeqcHccAcccHAcc+()()aKHAc=NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)3.2.2 一元弱酸、一元弱碱解离平衡一元弱酸、一元弱碱解离平衡()()()()()eqeqaeqcHcAcKHAccHAc+=简写简写:()()433()()()eqeqbeqcOHcNHKNHcNH +=中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件、的意义：的意义：b酸碱解离常数计算酸碱解离常数计算：K aK aK 弱酸的越大，表示给出质子能力越强，酸越强。弱酸的越大，表示给出质子能力越强，酸越强。bK aK、是温度的函数。是温度的函数。p650附录附录7、8:弱酸碱的标准解离常数弱酸碱的标准解离常数通常：通常：abKK=27()1010?之间为弱酸之间为弱酸(弱碱弱碱)；abKK 若；若；忽略忽略H2O解离产生的解离产生的H3O+。(2)一元弱酸碱溶液一元弱酸碱溶液pH值近似计算值近似计算中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件解：课件解：HAc(aq)+H2O(l)=H3O+(aq)+Ac-(aq)c始始(mol/L)：0.10 c平平(mol/L)：0.10-x x x()()例例3-3 298.15K时，时，K(HAc)=1.7610-5，求，求0.10 molL-1HAc溶液中的溶液中的H+、Ac-的浓度、溶液的的浓度、溶液的pH值及值及HAc的解离度。的解离度。()()()eqeqaeqcHcAcKHAccHAc+=20.10 xx=()()400aacc Hc KK +=，一元弱碱：一元弱碱：()()400bbcc OHc KK =，一元弱酸：一元弱酸：x 20.10近似条件？近似条件？(3)解离度与解离常数的关系满足近似条件：解离度与解离常数的关系满足近似条件：在一定温度下，一元弱酸或弱碱解离度随着溶液的稀释而增大。在一定温度下，一元弱酸或弱碱解离度随着溶液的稀释而增大。aK 与温度有关与温度有关；还与弱酸、弱碱的浓度有关。还与弱酸、弱碱的浓度有关。100已解离酸的浓度解离度酸的起始浓度已解离酸的浓度解离度酸的起始浓度HAc(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+Ac-(aq)起始浓度：起始浓度：c平衡浓度：平衡浓度：c-c c c aKc 中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件Ac-(aq)+H2O(l)OH-(aq)+HAc(aq)2()()waKH OKHAc=()()eqeqcHcH+()()()()()eqeqbeqcHAccOHKAccAc =3、一元离子酸、离子碱溶液一元离子酸、离子碱溶液(1)解离平衡的特点:解离平衡的特点:NH4+(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+NH3(aq)水解平衡共轭酸碱对：水解平衡共轭酸碱对：abwKKK离子酸碱解离平衡常数离子酸碱解离平衡常数=温度升高增大。温度升高增大。(2)溶液溶液pH值计算：弱一元分子酸、碱相同。值计算：弱一元分子酸、碱相同。离子酸、碱解离常数：离子酸、碱解离常数：中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件3.2.3 多元弱酸、多元弱碱解离平衡多元弱酸、多元弱碱解离平衡1、多元弱酸、碱解离平衡的特点、多元弱酸、碱解离平衡的特点(2)逐级解离常数大小逐级解离常数大小+H2O(l)?H3O+(aq)+HS-(aq)HS-(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+S2-(aq)122()()()()eqeqaeqcHcHSKH ScH S+=222()()()eqeqaeqcHcSKH ScHS)+=1.07107：可作为衡量多元弱酸强弱的标志。：可作为衡量多元弱酸强弱的标志。1a=1.261013K H2S(aq)(1)多元弱酸、碱多元弱酸、碱 分步(分级)分步(分级)解离解离1aK 2aK 中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件2、二元弱酸、弱碱溶液、二元弱酸、弱碱溶液pH值的计算值的计算H2S(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+HS-(aq)HS-(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+S2-(aq)H2O(l)+H2O(l)?H3O+(aq)+OH(aq)例例3-4常温常压下，常温常压下，H2S在水中的溶解度为在水中的溶解度为0.10 molL-1，试求，试求H2S饱和溶液中饱和溶液中c(H+)、c(S2-)及溶液的及溶液的pH值。值。分析：分析：eqeqeqeqcH OcHScScOH+=+=+23()()2()()质子条件式：解离常数大小：质子条件式：解离常数大小：12()aKH S 22()aKH S 12()aKH S wK HAc(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+Ac-(aq)第次作业：第次作业：补充题：补充题：3，4，5。预习：预习：p285287;p310313。中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件Ac-(aq)+H2O(l)OH-(aq)+HAc(aq)()()()()()eqeqbeqcHAccOHKAccAc=共轭酸碱对：共轭酸碱对：abwKKK=()()()()()eqeqaeqcHcAcKHAccHAc+=H2S(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+HS(aq)HS(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+S2(aq)12()aKH S wK 12()aKH S 22()aKH S xxH2S(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+HS(aq)c平平(mol/L)：0.10-xHS(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+S2(aq)c平平(mol/L)：yx+yx-yx-yx+y122()()()()eqeqaeqcHcHSKH ScH S+=222()()()()eqeqaeqcHcSKH ScHS+=中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件xx中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件饱和饱和H2S溶液：溶液：1aK近似计算中：近似计算中：c(H2S)c(H+)c(HS-)c(S2-)2aK 比较多元弱酸酸性强弱时，只需比较第一级解离常数大小。比较多元弱酸酸性强弱时，只需比较第一级解离常数大小。多元弱酸溶液中多元弱酸溶液中 c(H+)按第一步解离平衡来计算。按第一步解离平衡来计算。22122()()()eqeqaaeqcHcSKKcH S+=eqaaeqKKcScH+=21220.1()()122()()()()eqeqaeqcHcHSKH ScH S+=222()()()()eqeqaeqcHcSKH ScHS+=多元弱酸溶液中酸根离子浓度很低，若需要大量的此酸根离子，往往用其盐而不用酸。多元弱酸溶液中酸根离子浓度很低，若需要大量的此酸根离子，往往用其盐而不用酸。外加酸控制外加酸控制S2-浓度浓度Ka2中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件HS+H2O(l)(aq)?H2S(aq)+OH(aq)Na2S溶液：溶液：21()bKS S2(aq)+H2O(l)?HS(aq)+OH(aq)=()waKKHS 22()waKKH S=22()bKS =12()waKKH S21()bKS 22()bKS 显然：显然：()71234.210aKH CO =()112235.610aKH CO =例例3-5 计算计算0.10 molL1Na2CO3溶液的溶液的pH值值解：解：CO32(aq)+H2O(l)?OH-(aq)+HCO3(aq)c始始(mol/L)：0.10 c平平(mol/L)：0.10-x x x 3、多元离子酸、离子碱溶液、多元离子酸、离子碱溶液3.2.4 质子酸碱两性物质溶液的酸碱性质子酸碱两性物质溶液的酸碱性如：浓度为如：浓度为 c molL-1 NaHCO3 溶液。溶液。即即HCO3 获得质子的能力大于释放质子的能力，所以溶液呈碱性。获得质子的能力大于释放质子的能力，所以溶液呈碱性。NaHCO3 Na+HCO3 酸式解离酸式解离：HCO3+H2O?H3O+CO32碱式解离碱式解离：HCO3+H2O?OH+H2CO3223()aKH CO=223()bKCO =5.610-11=2.410-8wK=1.010-14H2O(l)+H2O(l)?H3O+(aq)+OH(aq)3()aKHCO 3()bKHCO 3()aKHCO 3()bKHCO 中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件()()3123()()eqeqacHcHCOKH CO+()weqKcH+=+()eqcH+2233()()()eqaeqKH COcHCOcH+整理得：整理得：()()eqeqaaweqaKKcH C OKcHKcH C O+=+=+12313()()近似处理：近似处理：HCO3的酸式、碱式解离程度都很小，所以的酸式、碱式解离程度都很小，所以33()()eqc HCOcHCO ()()eqaawaKKc HCOKcHKc HCO+=+=+12313()()近似式：近似式：()123223()()eqaacHKH COKH CO+=最简式：最简式：23233()()()()eqeqeqeqcH OcH COcOHcCO+=+=+中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件知识拓展：知识拓展：两性溶液两性溶液pH值的定量计算值的定量计算1、单一溶液1、单一溶液2、混合溶液：、混合溶液：()()eqcHc强酸与强碱混合：由反应后过量强酸或强碱决定。强酸与强碱混合：由反应后过量强酸或强碱决定。强酸和弱酸混合：强酸和弱酸混合：H+离子浓度由强酸决定；离子浓度由强酸决定；+酸；强酸溶液：酸；强酸溶液：()()eqcOHc 碱强碱溶液：碱强碱溶液：3.2.5 强酸碱溶液强酸碱溶液pH值的近似计算值的近似计算强碱和弱碱混合：强碱和弱碱混合：OH-离子浓度由强碱决定；离子浓度由强碱决定；中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件例例3-6常温常压下，常温常压下，20.0mL0.10 molL-1NH3和和20.0mL0.10 molL-1HCl溶液混合，求溶液的溶液混合，求溶液的pH值。值。已知：已知：K(NH3)=1.7610-5。分析：分析：确定确定混合后混合后各物质浓度；各物质浓度；反应后反应后各物质浓度；各物质浓度；NH3 H2O +HClNH4Cl +H2O 解：解：混合后混合后浓度：浓度：0.1020/400.1020/40反应后反应后浓度：浓度：0 0 0.1020/40NH4+(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+NH3(aq)c始始(mol/L)：0.05 0 0 c平平(mol/L)：0.05-xxx 中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件HAc(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+Ac-(aq)例例3-7在在0.10 molL-1的的HAc 溶液中，加入固体溶液中，加入固体NaAc，使其浓度达到，使其浓度达到0.20 molL-1(假设加入假设加入NaAc后溶液的体积不变后溶液的体积不变)。求加入。求加入NaAc前后，溶液的前后，溶液的pH值和值和HAc的解离度。已知：的解离度。已知：K(HAc)=1.7610-53.3 同离子效应和缓冲溶液同离子效应和缓冲溶液3.3.1 同离子效应同离子效应解：解：HAc(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+Ac-(aq)c始始(mol/L)：0.100.20c平平(mol/L)：0.10-yy 0.20+y中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件同离子效应存在时：同离子效应存在时：(1)()eqacHKc+38.8 10%解离度 由解离度 由 1.33%CN(aq)+H2O(l)?OH(aq)+2HCN(g)(2)控制溶液酸度抑制解离控制溶液酸度抑制解离Fe(H2O)63+H2O(l)?H3O+Fe(OH)(H2O)52+Fe(OH)(H2O)52+H2O(l)?H3O+Fe(OH)2(H2O)4+Fe(OH)2(H2O)4+H2O(l)?H3O+Fe(OH)3(H2O)3SnCl2(aq)+H2O(l)?Sn(OH)Cl(s)+2HCl(aq)思考：配制这些盐的水溶液时，应注意？思考：配制这些盐的水溶液时，应注意？HAc(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+Ac-(aq)()()()()()eqeqaeqcHcAcKHAccHAc+=(3)控制控制pH值调节弱酸值调节弱酸(弱碱弱碱)的存在形式的存在形式()()()eqaeqeqKcAccHAccH +=()();1()eqeqaeqcAccHKcHAc+=()();1()eqeqaeqcAccHKcHAc+溶液中以溶液中以HAc为主为主溶液中溶液中HAc与与Ac-浓度相同浓度相同()();1()eqeqaeqcAccHKcHAc+溶液中以溶液中以Ac-为主为主中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件表：常见的缓冲溶液表：常见的缓冲溶液中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件1、定义、定义：组成：组成：弱酸共轭碱；弱碱共轭酸。缓冲对弱酸共轭碱；弱碱共轭酸。缓冲对在一定范围内，能抵抗少量外加酸、碱或稀释而保持溶液的在一定范围内，能抵抗少量外加酸、碱或稀释而保持溶液的pH值基本不变的溶液。值基本不变的溶液。3.3.2 缓冲溶液缓冲溶液2、缓冲原理：、缓冲原理：HAc-NaAcHAc(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+Ac-(aq)大量少量大量大量少量大量(抗碱组分)(抗酸组分)(抗碱组分)(抗酸组分)()()()()eqeqaeqKHAccHAccHcAc+=外加少量强酸：外加少量强碱：外加少量强酸：外加少量强碱：OH-(aq)+HAc(aq)H2O(l)+Ac-(aq)H3O+(aq)+Ac-(aq)HAc(aq)+H2O(l)3()()()+=eqeqeqcHAcKcH OcAc 1()=aKHAc()()()=eqeqeqcAcKcOHcHAc()()+eqeqcHcH()=awKHAcK中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件HAc(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+Ac-(aq)c始始/molL1：c(弱酸弱酸)0 c(共轭碱共轭碱)c平平/molL1：c(弱酸弱酸)-x x c(共轭碱共轭碱)+x()()axcxKcx+=共轭碱弱酸+=共轭碱弱酸()()x cc共轭碱弱酸共轭碱弱酸HAc-NaAc为例：为例：()()()eqaccHKc+=弱酸共轭碱=弱酸共轭碱()lg()acpHpKc=弱酸共轭碱=弱酸共轭碱中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件3、缓冲溶液的、缓冲溶液的pH值计算值计算弱碱-共轭酸:弱碱-共轭酸:()()()eqbccOHKc =弱碱共轭酸=弱碱共轭酸()lg()bcpOHpKc=弱碱共轭酸=弱碱共轭酸例例3-8若在若在50.00mL0.150 molL-1NH3(aq)和和0.200 molL-1NH4Cl缓冲溶液中，加入缓冲溶液中，加入1.00mL0.100molL-1的的HCl溶液。计算加入溶液。计算加入HCl溶液前后溶液的溶液前后溶液的pH值各为多少？已知：值各为多少？已知：Kb(NH3)=1.7610-5 解：解：c(NH3)=0.150 molL1c(NH4+)=0.200 molL19.12pH=反应后浓度反应后浓度/(mol L-1)：(0.147-0.00196)(0.196+0.00196)9.11pH=0.00196反应前浓度反应前浓度/(mol L-1)：0.1470.196NH3 H2O +HClNH4Cl +H2O中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件110101()()cc=酸共轭碱酸共轭碱1apHpK=缓冲溶液起作用的缓冲溶液起作用的pH范围范围1bpOHpK=弱碱共轭酸：弱碱共轭酸：中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件4、缓冲溶液的缓冲能力与缓冲范围、缓冲溶液的缓冲能力与缓冲范围(1)缓冲溶液的缓冲能力是有限的。缓冲溶液的缓冲能力是有限的。(2)提高缓冲溶液缓冲能力的方法：提高缓冲溶液缓冲能力的方法：适当提高缓冲对的浓度适当提高缓冲对的浓度缓冲对的浓度要接近缓冲对的浓度要接近缓冲比越接近缓冲比越接近1，缓冲能力就越大；，缓冲能力就越大；缓冲比缓冲比=1，缓冲能力达最大。，缓冲能力达最大。(3)缓冲溶液的配比及缓冲范围缓冲溶液的配比及缓冲范围有足够的缓冲能力。有足够的缓冲能力。缓冲溶液只起到控制缓冲溶液只起到控制pH值的作用。值的作用。缓冲对：缓冲对：apK弱酸值尽可能的接近溶液的弱酸值尽可能的接近溶液的pH值；值；bpK弱碱值尽可能的接近溶液的弱碱值尽可能的接近溶液的pOH值。值。思考思考1：下列缓冲溶液性能最好的是下列缓冲溶液性能最好的是_。10-4molL-1HAc+10-4molL-1NaAc 0.2molL-1HAc+0.002molL-1NaAc 0.1molL-1HAc+0.1molL-1NaAc中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件5、缓冲溶液的选择与配制、缓冲溶液的选择与配制(1)选择选择思考思考2：配制配制pH=7.0的缓冲溶液，如何从下列信息中选择缓冲对？缓冲对配比如何？的缓冲溶液，如何从下列信息中选择缓冲对？缓冲对配比如何？134()2.17apKH PO=234()7.20apKH PO=334()12.35apKH PO=()4.74apKHAc=3()4.74bpKNH=分析分析：H2PO4-HPO42-()()()eqaccHKc+=弱酸共轭碱=弱酸共轭碱77 21010.c()c()=-242-4-242-4H POHPOH POHPO1 58 c().c()=-242-4-242-4H POHPOH POHPO中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件(2)配制方法配制方法直接配制间接配制直接配制间接配制解：解：()lg()ac HAcpHpKc A=-c c得：得：1()0.35c Amol L=-c需要需要NaAc3H2O晶体质量：晶体质量：0.351136.148mg=需用需用2.0molL-1HAc溶液的体积：溶液的体积：(0.201)/2.00.1VL=例例3-9 欲配制欲配制1L pH=5.0，c(HAc)=0.20 molL-1的缓冲溶液，需要的缓冲溶液，需要NaAc3H2O晶体多少克？需用晶体多少克？需用2.0 molL-1的的HAc溶液多少溶液多少L？()()51.8 10aKHAc =50.205.0lg(1.8 10)lg()c A=-c配制步骤：配制步骤：中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件(3)其它缓冲溶液其它缓冲溶液强酸、强碱作缓冲溶液若要维持强酸、强碱作缓冲溶液若要维持pH12，用强碱作缓冲溶液。标准缓冲溶液，用强碱作缓冲溶液。标准缓冲溶液pH 标准溶液标准溶液pH 标准值，标准值，25饱和酒石酸氢钾饱和酒石酸氢钾(0.034 molL-1)3.560.05molL-1邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾4.01KH2PO4(0.025 molL-1)Na2HPO4(0.025)6.860.01molL-1硼砂硼砂9.18中国石油大学中国石油大学 大学化学大学化学大学化学大学化学 课件课件课件课件54P414：3、2NO+Cl22NOCl基元反应。基元反应。=22()()rk cNOc Cl（3）NO浓度增加浓度增加2倍倍=2111212ClNONOCldcdcdcrdtdtdt（4）31()0.003r NOClmol dmS第五周作业情况第五周作业情况(3,5,6,10,11)=错误：错误：()3()cN Oc N O=错误：错误：111()()0.0032dc NOr NOmol LSdt =55221112lnaEkTTkRT T=（）6、aE=2435.48 10333.15283.15ln1.08 108.314 10333.15 283.15()10、一级反应、一级反应0020%lnAAcktc=ln(1-)yk t=1221tktk=0lnAAcckt=11、一级反应、一级反应1ln(1-0.2)3.20k=2ln(1-0.2)12.61k=3.4 酸碱指示剂及酸碱滴定分析酸碱指示剂及酸碱滴定分析如甲基橙：如甲基橙：HIn(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+In-(aq)红色红色黄色黄色3.4.1 酸碱指示剂：酸碱指示剂：一类有颜色的有机弱酸、碱，自身的酸型和其共轭碱型呈现不同颜色。一类有颜色的有机弱酸、碱，自身的酸型和其