高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 电离平衡学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 电离平衡学案，共14页。学案主要包含了电离平衡常数的概念与表达式，电离平衡常数的意义，电离平衡常数的影响因素，电离度，电离常数的计算，弱酸与盐溶液的反应规律等内容，欢迎下载使用。
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知识精讲
一、电离平衡常数的概念与表达式
1．概念
在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离分子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，用K表示（通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数）。
2．表示方法
（1）一元弱酸、弱碱
（2）多元弱酸、弱碱
二、电离平衡常数的意义
1. 意义
电离平衡常数表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K值越大，弱电解质的电离程度越大，酸性（或碱性）越强。
2. 实例
下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数，则酸性强弱顺序为：CH3COOH＞H2CO3＞H2S＞HCO3-＞HS
三、电离平衡常数的影响因素
1. 内因：弱电解质本身的性质。
2. 外因：电离平衡常数只跟温度有关，温度升高，电离平衡常数增大。
四、电离度
1. 概念：弱电解质达电离平衡时，已电离的电解质分子数占原来总分子数（包括已电离的和未电离的）的百分数。
2. 影响因素
①内因：弱电解质本身的性质
②外因：温度及浓度
3. 意义：表示不同弱电解质在水溶液中的电离程度，在相等条件下可用电离度比较弱电解质的相对强弱。
五、电离常数的计算
1. 列出“三段式”
2. 由于弱电解质的电离程度比较小，最终计算时，一般弱电解质的平衡浓度≈起始浓度（即忽略弱电解质电离的部分）。
举个例子
例：25 ℃ a ml·L－1的CH3COOH
CH3COOH⇌CH3COO－＋H＋
起始浓度/ml·L－1a0 0
变化浓度/ml·L－1xxx
平衡浓度/ml·L－1a－xxx
则Ka＝c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)＝eq \f(x2,a－x) ≈ eq \f(x2,a)
六、弱酸与盐溶液的反应规律
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（“强酸制弱酸”）。
书写小技巧
①按照电离常数大小，将弱酸进行排序，并在下方写出对应盐的离子。
②左上右下能反应，相邻生成垂直物；相隔需看量，多垂直，少交叉。
③碳酸亚硫要拆开。
举个例子
H2CO3
H2S
K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-11
K1=9.1×10-8，K2=1.1×10-12
已知H2CO3、H2S的电离常数如上表，判断下列反应能否发生，若能，写出离子方程式。
①往Na2S溶液中加入少量NaHCO3溶液：_______________________________。
②往Na2CO3溶液中加入少量NaHS溶液：_______________________________。
③往Na2S溶液中通入少量CO2：_______________________________________。
④往Na2S溶液中通入过量CO2：_______________________________________。
⑤往Na2CO3溶液中通入少量H2S：_____________________________________。
⑥往Na2CO3溶液中通入过量H2S：_____________________________________。
【答案】① S2- + HCO3-=== HS- + CO32-
②不反应
③2S2- + CO2 + H2O=== 2HS- + CO32-
④S2- + 2CO2 + 2H2O=== H2S↑ + 2HCO3-
⑤CO32- + H2S === HCO3- + HS-
⑥CO32- + H2S === HCO3- + HS-
对点训练
题型一：电离平衡常数的意义
【例1】（2021·全国高二）下表是几种弱酸在常温下的电离平街常数：
则下列说法中不正确的是
A．碳酸的酸性强于氢硫酸
B．多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定
C．常温下，加水稀释醋酸，增大
D．向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，电离平衡常数不变
【答案】D
题型二：根据电离常数书写方程式
【例2】（2021·全国高二专题练习）根据表中提供的数据，判断下列离子方程式或化学方程式书写正确的是
A．向Na2CO3溶液中滴加少量氯水：CO+2Cl2+H2O=2Cl-+2HClO+CO2↑
B．向NaHCO3溶液中滴加少量氯水：2HCO+Cl2=Cl-+ClO-+2CO2↑+H2O
C．向NaClO溶液中通入少量CO2：CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO
D．向NaClO溶液中通入过量CO2：CO2+2NaClO+H2O=Na2CO3+2HClO
【答案】C
题型三：电离平衡移动
【例3】（2021·全国高二专题练习）已知的电离平衡常数：和，HClO的电离平衡常数：。在反应达到平衡后，要使HClO的浓度增大可加入
A．NaOHB．HClC．D．
【答案】C
题型四：电离平衡常数综合
【例4】（2020·张家口市第一中学高二月考）已知25 ℃时，电离平衡常数：
回答下列问题：
（1）下列四种物质电离出质子的能力由大到小的顺序是___________(填标号)。
a．HCO3- b．HClO c．CH3COOH d．H2CO3
（2）下列反应不能发生的是___________。
A．
B．ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO
C．
D．
（3）用蒸馏水稀释0.10 ml·L-1的醋酸，则下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是___________。
A．B．C．D．
【答案】
（1）c＞d＞b＞a
（2）CD
（3）B
提分特训
【题1】（2021·湖南开福·周南中学高二月考）已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表所示，则下列有关说法正确的是
A．等物质的量浓度的各溶液pH关系为：pH(CH3COOH)＜pH(H2CO3)＜pH(HCN)
B．醋酸溶液加水稀释，其电离程度先增大后减小
C．NaCN中通入少量CO2发生的化学反应为：NaCN+CO2+H2O=HCN+NaHCO3
D．H2CO3的电离常数表达式：
【答案】AC
【题2】（2021·吉林朝阳·长春外国语学校高二月考）表中是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)：
回答下列各题：
（1）当温度升高时，K值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS-、H3PO4、H2PO、HPO都看作是酸，其中酸性最强的是_______，最弱的是_______。
（3）多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数。对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间的相对大小关系为_______，产生此规律的原因是_______。(从电离平衡的角度解释)
（4）请设计一个简单的实验验证醋酸与碳酸的酸性强弱的方案：_______。
（5）向Na2S的水溶液中通入少量CO2，写出反应的化学方程式_______
【答案】
（1）增大
（2）H3PO4HS-
（3）K1＞K2＞K3上一步电离产生的H+对下一步电离有抑制作用
（4）向碳酸钠溶液中滴加醋酸，产生使石灰水变浑浊的气体
（5）2Na2S+CO2+H2O=Na2CO3+2NaHS
【题3】（2021·全国高二专题练习）结合下表回答下列问题(均为常温下的数据)：请回答下列问题：
（1）同浓度的、中结合的能力最强的___________。
（2）常温下0.1ml/L的溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变小的是___________(填字母)。
A．B．
C．D．
（3）取等体积物质的量浓度相等的、HClO两溶液，分别用等浓度的NaOH稀溶液中和，则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为：___________(填“>”、“”“ClO-+CO2+H2O =+HClO
电离方程式
电离常数表达式
CH3COOH
CH3COOH⇌CH3COO- + H+
Ka＝c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)
NH3·H2O
NH3·H2O⇌NH4++ OH-
Kb =c(NH4+)·c(OH－)c(NH3·H2O)
电离方程式
电离常数表达式
H2CO3
H2CO3⇌H+ +HCO3-
HCO3-⇌ H+ +CO32-
K1＝c(H+)·c(HCO3-)c(H2CO3)
K2＝c(H+)·c(CO32-)c(HCO3-)
Cu(OH)2
Cu(OH)2⇌Cu2+ + 2OH-
K＝c(Cu2+)·c2(OH-)c[Cu(OH)2]
CH3COOH
H2CO3
H2S
K=1.8×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
K1=9.1×10-8
K2=1.1×10-12
CH3COOH
H2CO3
H2S
H3PO4
1.8×10-5
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka1=9.1×10-8
Ka2=1.1×10-12
Ka1=7.5×10-3
Ka2=6.2×10-8
Ka3=2.2×10-13
化学式
HClO
H2CO3
电离常数/ml·L-1
K=3×10-8
K1=4×10-7 K2=4×10-11
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.8×10-5
K1=4.4×10-7K2=4.7×10-11
3.0×10-8
弱酸化学式
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数
1.8×10−5
4.9×10−10
K1=4.3×10−7
K2=5.6×10−11
酸
电离方程式
电离平衡常数
CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
K=1.75×10-5
H2CO3
H2CO3H++HCO
HCOH++CO
K1=4.5×10-7
K2=4.7×10-11
H2S
H2SH++HS-
HS-H++S2-
K1=1.1×10-7
K2=1.3×10-13
H3PO4
H3PO4H++H2PO
H2POH++HPO
HPOH++PO
K1=6.9×10-3
K2=6.2×10-8
K3=4.8×10-13
酸
电离常数(Ka)
HClO
醋酸
次氯酸
碳酸
亚硫酸
弱酸
HCOOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数/25 ℃
K=1.77×10-4
K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
3.0×10-8