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(共51張PPT)
電離平衡（第二課時）
高中化學
在實驗室中，經常將酸進行稀釋，需要知 道稀釋后酸的濃度和氫離子濃度。
實驗情景質疑
高中化學
分別取1 mL 2 mol/L 鹽酸和1 mL 2 mol/L 醋酸， 均加水稀釋到10 mL，請問稀釋后的溶液，酸的濃度和 氫離子濃度分別為多少？
在實驗室中，經常將酸進行稀釋，需要知 道稀釋后酸的濃度和氫離子濃度。
實驗情景質疑
高中化學
問題分析：
HCl H+ + Cl-
稀釋前 2 mol/L
稀釋后 0.2 mol/L 0.2 mol/L 酸的濃度與氫離子濃度相等
HCl完全電離
高中化學
問題分析：
HCl H+ + Cl-
稀釋前 2 mol/L
稀釋后 0.2 mol/L 0.2 mol/L 酸的濃度與氫離子濃度相等
稀釋前
稀釋后
高中化學
CH3COOH部分電離
酸的濃度與氫離子濃度不相等
CH3COOH
2 mol/L
0.2 mol/L
H+ + CH3COO-
HCl完全電離

研究如何定量表示弱電解質電離程 度的大小。
任務一
高中化學
【寫一寫】
寫出醋酸的電離方程式，并寫出該電離方程 式的平衡常數表達式。
高中化學
CH3COOH 、 H+ + CH3COO-
c(CH3COO-)·c(H+)
K=
c(CH3COOH)
這個常數叫做電離平衡常數，簡稱電離常數。
【寫一寫】
寫出醋酸的電離方程式，并寫出該電離方程 式的平衡常數表達式。
高中化學
通常用Ka 、Kb分別表示弱酸、弱堿的電離常數。
CH3COOH H+ + CH3COO- NH3 ·H2O NH + OH-
4
+
c(NH )·c(OH-)
Kb =
c(NH3 ·H2O)
一水合氨的電離常數表達式
4
+
c(CH3COO-)·c(H+) Ka =
c(CH3COOH)
醋酸的電離常數表達式
高中化學
【練一練】
在某溫度時，溶質的物質的量濃度為 0.2 mol·L-1的 氨水中，達到電離平衡時，已電離的NH3 ·H2O為1.7×10-3 mol·L-1 ，試計算該溫度下NH3 ·H2O的電離常數（Kb）。
高中化學
起始濃度/(mol ·L-1)
變化濃度/(mol ·L-1)
平衡濃度/(mol ·L-1)
NH3 ·H2O的電離方程式及有關粒子的濃度如下：
NH3 ·H2O
0.2
+ NH
0
高中化學
OH-
0
+
4
NH3 ·H2O 、 NH +
OH-
起始濃度/(mol ·L-1) 0.2 0
0
變化濃度/(mol ·L-1) 1.7×10-3 1.7×10-3
1.7×10-3
平衡濃度/(mol ·L-1) 0.2 -1.7×10-3 1.7×10-3
1.7×10-3
4
+
NH3 ·H2O的電離方程式及有關粒子的濃度如下：
高中化學
NH +
起始濃度/(mol ·L-1)
變化濃度/(mol ·L-1)
平衡濃度/(mol ·L-1)
c(NH3·H2O)＝ (0.2-1.7×10-3) mol ·L-1 ≈ 0.2 mol ·L-1
4
+
NH3 ·H2O的電離方程式及有關粒子的濃度如下：
OH-
0
1.7×10-3
1.7×10-3
NH3 ·H2O 、
0.2
1.7×10-3
0.2 -1.7×10-3
0
1.7×10-3
1.7×10-3
高中化學
NH +
起始濃度/(mol ·L-1)
變化濃度/(mol ·L-1)
平衡濃度/(mol ·L-1)
c(NH3·H2O)＝ (0.2-1.7×10-3) mol ·L-1 ≈ 0.2 mol ·L-1
4
+
c(NH )·c(OH-)
Kb ＝ c(NH3 ·H2O)
高中化學
4
+
= (1.7×10-3) · (1.7×10-3) 0.2
≈ 1.4×10-5
NH3 ·H2O的電離方程式及有關粒子的濃度如下：
OH-
0
1.7×10-3
1.7×10-3
NH3 ·H2O 、
0.2
1.7×10-3
0.2 -1.7×10-3
0
1.7×10-3
1.7×10-3
該溫度下電離程度小
1.7×10-3 ×V(溶液)
=
0.2×V(溶液)
= 0.85%
該溫度下電離程度小
進一步計算該溫度下，有多少比例的NH3 ·H2O發生了電離：
已電離弱電解質分子數
原弱電解質分子數
×100%
高中化學
×100%
研究影響電離常數大小的因素。
任務二
高中化學
類比化學平衡常數，對于給定的化學反應， 化學平衡常數大小通常與溫度相關。
推測
電離常數大小受溫度影響
高中化學
升高溫度電離平衡正向移動
c(CH3COO-)·c(H+) 分子變大
c(CH3COOH) 分母變小
pH計測定不同溫度下0.05 mol/L 醋酸的pH，實驗結 果如下表所示：
溫度 20 ℃
24 ℃
pH 3.05
3.03
Ka =
高中化學
證實
電離常數大小受溫度影響
高中化學
升高溫度電離平衡正向移動
c(CH3COO-)·c(H+) 分子變大
c(CH3COOH) 分母變小
pH計測定不同溫度下0.05 mol/L 醋酸的pH，實驗結 果如下表所示：
溫度 20 ℃
24 ℃
pH 3.05
3.03
Ka =
【想一想】
已知25 ℃時，相同濃度的CH3COOH溶液與HCN溶液相 比較，CH3COOH溶液酸性相對更強。
你能比較該溫度下CH3COOH、HCN電離常數的大小嗎？
高中化學
Ka (CH3COOH) ＞ Ka (HCN)
電離常數由物質本性決定
高中化學
c(CH3COO-)·c(H+)
Ka =
c(CN-)·c(H+)
Ka =
CH3COOH H+ + CH3COO-
酸性： CH3COOH ＞ HCN
HCN H+ +CN-
c(CH3COOH)
c(HCN)
表達式
電離常數 {
（1）內因：由物質本性決定
（2）外因：同一弱電解質的稀溶液， 只受溫度影響
如CH3COOH在25 ℃時Ka為1.75×10-5 ，0 ℃時Ka為1.65×10-5
室溫時可以不考慮，溫度對電離常數的影響。
高中化學
【小結】 電離常數
影響因素
討論電離常數有哪些具體應用。
任務三
高中化學
酸性： CH3COOH ＞ HCN
高中化學
相同溫度下，直接比較弱電解質的相對強弱
c(CH3COO-)·c(H+)
Ka =
c(CN-)·c(H+)
Ka =
CH3COOH的電離常數（25 ℃)
HCN的電離常數（25 ℃)
= 1.75×10-5
=6.2×10-10
c(CH3COOH)
c(HCN)
HClO
HF
HNO2
【查一查】
教科書附錄II
某些弱電解質的電離常數（25 ℃)
高中化學
【查一查】
教科書附錄II
某些弱電解質的電離常數（25 ℃)
酸性：HF＞HNO2＞HClO
高中化學
4.0×10-8
6.3×10-4
5.6×10-4
HClO
HF
HNO2
【想一想】
若將0.1 mol/L 醋酸加水稀釋，使其溶質的濃度變為原
來的-，你能判斷醋酸電離平衡移動的方向嗎？
2
1
高中化學
【想一想】
若將0.1 mol/L 醋酸加水稀釋，使其溶質的濃度變為原 來的 ，你能判斷醋酸電離平衡移動的方向嗎？
判斷依據1
對于同一弱電解質，通常溶液中弱電解質的濃度 越小，離子間結合成分子的機會越少，電離程度越大。
稀釋后，醋酸電離程度變大，平衡正向移動。
高中化學
CH3COOH CH3COO- + H+ Ka ＝ c(C O· (H )
+
H)
c
CH3CO
COO-)
c
H
2 2 Ka
Q ＝ ＝ ＜ Ka
c(CH3COOH) 2
2
加水稀釋，電離平衡向電離的方向移動
判斷依據2 借助電離常數進行判斷
c(H+) c(CH3COO-)
高中化學
查閱教科書附錄II
CH3COOH電離常數 Ka ＝1.75×10-5（25 ℃)
CH3COOH部分電離
酸的濃度與氫離子濃度不相等
CH3COOH 、 H+ + CH3COO-
2 mol/L
0.2 mol/L
稀釋前
稀釋后
【想一想】
高中化學

計算過程如下：
假設25 ℃ , 0.2 mol/L醋酸溶液中，c(H+)＝x mol/L
CH3COOH 、 H+ + CH3COO-
起始濃度/(mol ·L-1) 0.2 0 0
變化濃度/(mol · L-1) x x x
平衡濃度/(mol ·L-1) 0.2 - x x x
c(CH3COOH)＝ (0.2-x) mol ·L-1 ≈ 0.2 mol ·L-1
高中化學
Ka ＝ ＝ ≈ 1.75×10-5
c(H+)＝ x ＝ 0.001 87 mol/L
高中化學
起始濃度/(mol ·L-1)
變化濃度/(mol ·L-1) 平衡濃度/(mol ·L-1)
c(CH3COOH)＝ (0.2-x) mol ·L-1 ≈ 0.2 mol ·L-1
CH3COOH 、 H+ + CH3COO-
0.2
x
0.2 - x
0
x
x
0
x
x
進一步分析：
CH3COOH 、 H+ + CH3COO-
稀釋前 2 mol/L
稀釋后 0.2 mol/L
91 mol/L─
87 mol/L
類比上述計算方法
0.005
0.001
高中化學
進一步分析：
CH3COOH 、 H+ + CH3COO-
稀釋前 2 mol/L 0.005 91 mol/L── 類比上述計算方法
稀釋后 0.2 mol/L 0.001 87 mol/L
稀釋10倍后，c(CH3COOH)降為之前濃度的
稀釋10倍后，c(H+)降為之前濃度的
高中化學
進一步分析：
CH3COOH 、 H+ + CH3COO-
稀釋前 2 mol/L 0.00 591 mol/L── 類比上述計算方法
稀釋后 0.2 mol/L 0.001 87 mol/L
稀釋10倍后，c(CH3COOH)降為之前濃度的
稀釋10倍后，c(H+)降為之前濃度的
稀釋過程中，醋酸電離平衡正向移動
平衡移動只能削弱反應條件的影響
高中化學
表達式
影響因素
作用意義
（1）比較弱電解質的相對強弱
（2）借助 Q 與 K 的關系，判斷電離平衡移動方向
（3）計算相關粒子的濃度
【小結】 電離常數
電離常數
高中化學
小孩大哭過后，容易出現抽抽搭搭，停不下來、喘 不上氣，或者手腳僵硬的情況。
CO2 、H2CO3？
高中化學
1.多元弱酸或多元弱堿在水中的電離是分步的。
H2CO3是二元弱酸，H2CO3的電離方程式為：
多元弱酸、多元弱堿的電離
H+ + HCO
H+ + CO -
3
2
3
-
H2CO3
-
HCO 3
高中化學
2.多元弱酸或多元弱堿每一步都有電離常數， 通常用Ka1、Ka2 或Kb1、Kb2加以區分。
c(H+)·c(CO - )
Ka2 ＝ c(HCO )
3
-
3
2
c(H+)·c(HCO ) Ka1 ＝ c(H2CO3)
3
-
H+ + HCO
H+ + CO -
3
2
3
-
25 ℃時，H2CO3的兩步電離常數表達式為：
高中化學
-
HCO 3
H2CO3
比較多元弱酸的各步電離常數可以發現，Ka1 ＞Ka2 ＞Ka3 ……當 Ka 1＞＞Ka2 時，計算多元弱酸中的c(H+)，或比較多元弱酸酸性的相 對強弱時，通常只考慮第一步電離。
多元弱堿的情況與多元弱酸類似。
高中化學
Ka1 ＝ c(H ( O ) ＝4.4×10－7
3
-
)
C
H2CO3
·c(H
c
+)
c(H+)·c(CO - )
Ka2 ＝ c(HCO )
3
-
3
2
25 ℃時，H2CO3的兩步電離常數分別為：
=4.7×10－11
【想一想】
已知人體血液中存在如下平衡：
H2O + CO2 、 H2CO3 、 H+ + HCO
人體血液的pH需維持在7.35~7.45。當pH＜7.35會導 致酸中毒，pH大于7.45會導致堿中毒。
3
-
高中化學
H2O + CO2 、 H2CO3 、 H+ + HCO
人體血液的pH需維持在7.35~7.45。當pH＜7.35會導 致酸中毒，pH大于7.45會導致堿中毒。
3
-
【想一想】
已知人體血液中存在如下平衡：
小孩大哭后出現的生理癥狀，與上述平衡相關，是隨著 哭泣，呼出大量CO2 ，平衡狀態改變后，發生了輕微堿中毒。
高中化學
【想一想】
已知人體血液中存在如下平衡：
H2O + CO2 、 H2CO3 、 H+ + HCO
人體血液的pH需維持在7.35~7.45。當pH＜7.35會導 致酸中毒，pH大于7.45會導致堿中毒。
3
-
出現輕微堿中毒后，如何緩解中毒癥狀呢？
高中化學
H2O + CO2 、 H2CO3 、 H+ + HCO 需要控制條件，使上述平衡正向移動 直接吸入大量CO2合理嗎？
3
-
分析問題的化學本質
高中化學
H2O + CO2 、 H2CO3 、 H+ + HCO
需要控制條件，使上述平衡正向移動
可用紙袋，罩于鼻、口上再呼吸，增加動脈血CO2濃度。
及時就醫。
3
-
分析問題的化學本質
高中化學
【實驗】
向盛有2 mL 0.1 mol/L 醋酸的試管中加入等濃度 Na2CO3溶液，觀察現象。
高中化學
【想一想】
根據試管中產生大量氣泡的現象，能否推測出 CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1 的大小？
高中化學
【想一想】
根據試管中產生大量氣泡的現象，能否推測出 CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1 的大小？
反應本質： 2CH3COOH + Na2CO3 2CH3COONa + H2O + CO2 ↑
實驗結論： 酸性：CH3COOH ＞ H2CO3
Ka (CH3COOH) ＞ Ka1(H2CO3)
查閱教科書附錄II CH3COOH Ka ＝1.75×10-5（25 ℃)
H2CO3 Ka 4.5×10-7（25 ℃)
1
＝
高中化學
進一步分析： 為什么通常需要相對強酸提供H+？
CH3COOH + CO - 、 HCO + CH3COO-
3
-
3
2
高中化學
進一步分析： 為什么通常需要相對強酸提供H+？
CH3COOH + CO - 、 HCO + CH3COO-
c(HCO )·c(CH3COO-)
K=
c(CO - )·c(CH3COOH)
c(HCO )·c(CH3COO-)·c(H+) K(CH3COOH)
K= =
c(CO - )·c(CH3COOH)·c(H+) Ka2(H2CO3)
外加酸酸性越強，K越大，反應越有利
高中化學
3
2
3
-
3
2
3
-
3
-
3
2
粒子間的 相互作用
弱電解質的生成 可使體系中離子 濃度減小
【總結】 認識電離平衡的基本角度
粒子的種類 粒子的數量
粒子間存在 平衡及移動
反應
平衡
物質
定性
定量 K
微觀層面
宏觀層面
電離 平衡
高中化學

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