教育资料专题3 第一单元 第2课时学习专用.docx

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教育资料专题3第一单元第2课时学习专用

第2课时　电离平衡常数、水的离子积

[学习目标定位]　1.知道电离平衡常数的意义，会书写电离平衡常数的表达式。

2.熟悉水的电离平衡及其影响因素，知道水的离子积常数的表达式及其应用。

一、电离平衡常数

1．概念

一定温度下，弱电解质达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子浓度幂之积与溶液中未电离的分子浓度的比值（为一常数），简称电离常数，用K表示。

2．表达式

电离平衡与化学平衡类似，一元弱酸的电离常数用Ka表示，一元弱碱的电离常数用Kb表示。

（1）CH3COOH的电离常数表达式是Ka＝。

（2）NH3·H2O的电离常数表达式是Kb＝。

（3）H2S在水溶液中分两步电离，即：

H2SH＋＋HS－、HS－H＋＋S2－，其电离常数表达式分别为　Ka1＝、Ka2＝。

（1）电离常数的大小由物质本身的性质决定，同一温度下，不同弱电解质的电离常数不同，K值越大，电离程度越大。

（2）同一弱电解质在同一温度下改变浓度时，其电离常数不变。

（3）电离常数K只随温度的变化而变化，升高温度，K值增大。

（4）多元弱酸电离常数：

K1≫K2≫K3，其酸性主要由第一步电离决定，K值越大，相应酸的酸性越强。

例1　（2019·连云港东海二中期中）下列关于电离平衡常数（K）的说法正确的是（　　）

A．不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数（K）不同

B．电离平衡常数（K）越小，表示弱电解质电离能力越弱

C．多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1＜K2＜K3

D．CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液，电离平衡常数减小

答案　B

解析　弱电解质电离平衡常数随温度变化，不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数（K）相同，A错误；电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的物理量，电离平衡常数（K）越小，表示弱电解质电离能力越弱，B正确；多元弱酸分步电离，以第一步为主，K1≫K2≫K3，C错误；电离平衡常数只随温度变化，不随浓度变化，CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液，电离平衡常数不变，D错误。

考点　电离平衡常数与电离度

题点　电离平衡常数表达式及其意义

例2　已知25℃时，Ka（CH3COOH）＝1.75×10－5。

（1）向0.1mol·L－1醋酸溶液中加入一定量1mol·L－1盐酸时，上式中的数值是否发生变化？

为什么？

（2）若醋酸的起始浓度为0.010mol·L－1，平衡时c（H＋）是多少？

答案　

（1）不变。

电离常数不随浓度变化而变化，在一定温度下是一个常数。

（2）4.18×10－4mol·L－1

解析　

（1）温度一定时，电离常数不随浓度的变化而变化。

加入一定量盐酸，平衡向左移动，c（H＋）增大、c（CH3COO－）减小、c（CH3COOH）增大，比值不变，仍为1.75×10－5。

（2）　　　　　CH3COOHCH3COO－＋H＋

起始浓度（mol·L－1）0.01000

平衡浓度（mol·L－1）0.010－c（H＋）c（H＋）c（H＋）

故有＝1.75×10－5。

由于c（H＋）很小，0.010－c（H＋）≈0.010，

那么，c（H＋）≈4.18×10－4mol·L－1。

考点　电离平衡常数与电离度

题点　电离平衡常数的相关计算

方法点拨　有关电离平衡常数计算的常用方法

依照化学平衡计算中“三段式”法，通过起始浓度、消耗浓度、平衡浓度，结合Ka（Kb）、α等条件便可以轻松地进行电离平衡的有关计算。

由＝α、＝Ka可推出c（H＋）的常用计算公式：

c（H＋）＝cα，c（H＋）＝，α与Ka的关系为α＝。

同样，对于一元弱碱来说，c（OH－）＝cα＝。

二、电离度

1．定义

弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数（包括已电离和未电离的）的百分率，称为电离度，通常用α表示。

2．数学表达式

α＝×100%

或α＝×100%

或α＝×100%

3．意义

（1）电离度实质上是一种平衡转化率。

表示弱电解质在水中的电离程度。

（2）同一弱电解质的浓度不同，电离度也不同，溶液越稀，电离度越大。

4．影响因素：

以0.1mol·L－1CH3COOH为例

　外因

变化　　

加水

升温

加NaOH

加H2SO4

电离度（α）

增大

增大

增大

减小

H＋数目

增多

增多

减少

增多

c（H＋）

减小

增大

减小

增大

导电能力

减弱

增强

增强

增强

影响弱电解质溶液的电离度的因素

（1）温度：

升高温度，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大。

（2）浓度：

加水稀释，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大。

即浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。

例3　已知醋酸达到电离平衡后，改变某条件使平衡向正反应方向移动，下列说法正确的是（　　）

A．醋酸的电离度一定变大

B．发生电离的分子总数增多

C．溶液的pH一定减小

D．溶液的导电能力一定变强

答案　B

例4　在一定温度下，已知amol·L－1的一元弱酸HA溶液中，电离度为α，电离平衡常数为K，试推导a、α、K三者之间关系。

答案　K＝

解析　HAH＋＋A－

a－aαaαaα

K＝＝。

三、水的电离

1．水的电离

（1）电离方程式是H2OH＋＋OH－或H2O＋H2OH3O＋＋OH－。

（2）电离常数表达式K电离＝。

（3）请根据水的电离常数表达式，推导写出离子积常数的表达式Kw＝c（H＋）·c（OH－）。

（4）常温下，水的离子积常数Kw＝1.0×10－14，

①纯水中c（H＋）＝1.0×10－7mol·L－1；

②某酸溶液中c（H＋）＝1.0×10－4mol·L－1，则该溶液中c（OH－）＝1.0×10－10mol·L－1。

2．水的电离的影响因素

分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OH＋＋OH－的影响，并填写下表：

改变条件

平衡移

动方向

溶液中

c（H＋）

溶液中

c（OH－）

pH

溶液的

酸碱性

Kw

升高温度

右移

增大

增大

减小

中性

增大

加入酸

左移

增大

减小

减小

酸性

不变

加入碱

左移

减小

增大

增大

碱性

不变

加入活泼

金属（如Na）

右移

减小

增大

增大

碱性

不变

（1）常温时，Kw＝1.0×10－14，不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液。

（2）不同溶液中，c（H＋）、c（OH－）可能不同，但任何溶液中由水电离出的c（H＋）与c（OH－）总是相等的。

（3）Kw只与温度有关，温度升高，Kw增大。

例5　25℃时，水的电离达到平衡：

H2OH＋＋OH－　ΔH＞0，下列叙述正确的是（　　）

A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c（OH－）降低

B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c（H＋）增大，Kw不变

C．向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c（H＋）降低

D．将水加热，Kw增大，c（H＋）不变

答案　B

解析　A项，加入稀氨水，NH3·H2O存在电离平衡：

NH3·H2ONH＋OH－，c（OH－）增大，使水的电离平衡逆向移动，错误；B项，加入NaHSO4，NaHSO4在水溶液中电离：

NaHSO4===

Na＋＋H＋＋SO，c（H＋）增大，使水的电离平衡逆向移动，由于温度不变，Kw不变，正确；C项，CH3COOHCH3COO－＋H＋，使c（H＋）增大，使水的电离平衡逆向移动，错误；D项，升温，Kw增大，c（H＋）增大，错误。

考点　水的电离

题点　条件改变对水的电离平衡的影响

规律方法　

（1）向水中加入电离产生H＋或OH－的物质，抑制水的电离。

（2）向水中加入消耗H＋或OH－的物质，促进水的电离。

例6　某温度下，纯水的c（H＋）＝2×10－7mol·L－1，则此时c（OH－）为mol·L－1；若温度不变，滴入稀盐酸使c（H＋）＝5×10－4mol·L－1，则溶液中c（OH－）为mol·L－1，由水电离产生的c（H＋）为mol·L－1，此时温度（填“高于”“低于”或“等于”）25℃。

答案　2×10－7　8×10－11　8×10－11　高于

解析　纯水电离出的c（H＋）＝c（OH－）＝2×10－7mol·L－1，故Kw＝4×10－14>1×10－14，故此时温度高于25℃。

温度不变，滴入稀盐酸使c（H＋）＝5×10－4mol·L－1，则溶液中c（OH－）＝＝mol·L－1＝8×10－11mol·L－1＝c（OH－）水。

考点　水的电离

题点　水的离子积及其表达式

1．下列说法正确的是（　　）

A．水的电离方程式：

H2O===H＋＋OH－

B．升高温度，水的电离程度增大

C．在NaOH溶液中没有H＋

D．在HCl溶液中没有OH－

答案　B

解析　水是极弱电解质，只有少部分电离，应用“”表示，故A错；水的电离是吸热的，所以升高温度，电离程度增大，B正确；在NaOH溶液中c（OH－）>c（H＋），在HCl溶液中c（OH－）<

c（H＋），在酸、碱溶液中都存在H＋和OH－，所以C、D项错误。

2．已知25℃下，醋酸溶液中存在下述关系：

K＝＝1.8×10－5，其中K的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数。

有关K的下列说法正确的是（　　）

A．当向该溶液中加入一定量的硫酸时，K值增大

B．升高温度，K值增大

C．向醋酸溶液中加水，K值增大

D．向醋酸溶液中加氢氧化钠，K值增大

答案　B

3．水的电离过程为H2OH＋＋OH－，在25℃时，水的离子积Kw（25℃）＝1×10－14，在35℃时，水的离子积Kw（35℃）＝2.1×10－14，则下列叙述正确的是（　　）

A．随着温度的升高，Kw变大，pH变小，呈酸性

B．35℃时，c（H＋）

C．35℃时的水比25℃时的水电离程度小

D．水的电离是吸热的

答案　D

解析　由题中条件可以看出，温度升高时，Kw增大；25℃时，c（H＋）＝c（OH－）＝1×10－7mol·L－1；35℃时，c（H＋）＝c（OH－）≈1.45×10－7mol·L－1；温度升高，c（H＋）和c（OH－）都增大，且始终相等，呈中性，水的电离程度也增大，因温度升高平衡向正反应方向移动，故水的电离为吸热过程。

4．在20℃时0.5L0.2mol·L－1的HA溶液中，有0.005mol的HA电离成离子，求该温度下的电离度。

答案　α＝×100%＝5%

解析　根据α＝×100%进行计算。

5．现有下列物质：

①100℃纯水；②25℃0.1mol·L－1HCl溶液；③25℃0.1mol·L－1KOH溶液；④25℃0.1mol·L－1Ba（OH）2溶液。

（1）这些物质与25℃纯水相比，水的电离被促进的是（填序号，下同），水的电离被抑制的是，水电离的c（OH－）等于溶液中c（OH－）的是，水电离的c（H＋）等于溶液中c（H＋）的是。

（2）从②和③溶液中水的电离程度相等，进而可推出的结论是：

同一温度下，时，水的电离度相等。

答案　

（1）①　②③④　①②　①③④

（2）酸溶液中的c（H＋）等于碱溶液中的c（OH－）

解析　水的电离过程吸热，升温，促进水的电离，酸或碱抑制水的电离；强酸溶液中，由于酸电离出的c（H＋）远大于水电离出的c（H＋），酸电离的c（H＋）可看成溶液中的c（H＋）；强碱溶液中，由于碱电离的c（OH－）远大于水电离的c（OH－），碱电离的c（OH－）可看成溶液中的c（OH－）。

考点　水的电离

题点　水的电离平衡的综合

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