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(共32張PPT)
電離平衡 水解平衡
[例1] 常溫下，關(guān)于濃度相同的鹽酸和醋酸溶液，下列說法正確的是
A. pH(HCl)< pH(CH3COOH)
B. c(Clˉ) > c(CH3COOˉ)
C. 等體積的鹽酸和醋酸溶液分別與足量的Zn完全反應(yīng)，鹽酸產(chǎn)生的H2多
D. 用相同濃度的NaOH溶液分別與等體積的鹽酸和醋酸溶液恰好反應(yīng)完全，鹽酸消耗的NaOH溶液體積多
E. 等體積的鹽酸和醋酸溶液中滴加同濃度的NaOH溶解至中性，鹽酸消耗的NaOH體積更大
F. 醋酸溶液中水的電離程度更大
G. 等體積的兩溶液，向兩溶液中加水稀釋至pH=4后，溶液的體積
V(鹽酸) > V(醋酸)
ABEFG
[例2] 常溫下，關(guān)于pH=3的鹽酸和醋酸溶液(兩溶液的OHˉ濃度也相等)，下列說法正確的是
A. c(HCl)＞c(CH3COOH)
B. c(Clˉ)＝c(CH3COOˉ)
C. 等體積的鹽酸和醋酸溶液分別與足量的Zn完全反應(yīng)，鹽酸產(chǎn)生的H2多
D. 用相同濃度的NaOH溶液分別與等體積的鹽酸和醋酸溶液恰好反應(yīng)完全，鹽酸消耗的NaOH溶液體積多
E. 將兩溶液升溫至80℃后溶液的pH仍然相同
F. 稀釋相同倍數(shù)后，醋酸溶液的pH值大
G. 分別加入pH = 3的鹽酸后，兩種溶液的pH均不改變
試題的表述方式很多，但是處理起來歸結(jié)于兩點(diǎn)：
① 明確基本概念 ② 掌握工具與方法
BG
[討論1] 電離平衡基本概念
下面例子中，“c”表示的是什么？
① 同pH的鹽酸和醋酸溶液，c(HCl) < c(CH3COOH)
② CH3COONa中c(CH3COOH) + c(CH3COO-) = c(Na+)
③ pH = 8的醋酸鈉溶液中，水電離出的c(H+) = 10-6 mol/L
①中，c(CH3COOH)指醋酸溶質(zhì)的總濃度(CH3COOH + CH3COO-)
②中，c(CH3COOH)指醋酸分子這一微粒的濃度
③中，c(H+)包含了留在溶液中和被CH3COO-結(jié)合的H+
b. 若溶液中c(OH-)改變，pH是否改變？
pH只取決于H+濃度，pH = -lgc(H+)
[討論1]電離平衡基本概念
c. 閱讀下面的例子，理解“完全反應(yīng)”，“滴定終點(diǎn)”，“溶液為中性”的區(qū)別。
① 1 mol H3PO4與3 mol NaOH可以完全反應(yīng)
② 1 mol CH3COOH用NaOH滴定至終點(diǎn)，消耗1 mol NaOH
③ 以酚酞為指示劑，滴定含1 mol水楊酸的溶液，滴定終點(diǎn)時(shí)消耗1 mol NaOH
④ 在含1 mol醋酸的溶液中加入NaOH，至溶液為中性時(shí)，消耗的NaOH的物質(zhì)的量小于1 mol
完全反應(yīng)：過量也不再反應(yīng)
滴定終點(diǎn)：大多情況等同“完全反應(yīng)”
中性：任何溫度下c(H+) = c(OH-)即為中性
也取決于指示劑
[討論2] 重要工具
a. 簡單的守恒關(guān)系
如何從邏輯上證明相同溫度下pH均為3的鹽酸和醋酸溶液中
c(Clˉ)＝c(CH3COOˉ)
證：
∵ pH相同 ∴ 兩溶液c1(H+) = c2(H+)
∵ Kw = c(H+)c(OH-)，溫度相同，則Kw相同，c1(H+) = c2(H+)
∴ 兩溶液c1(OH-) = c2(OH-)
∵ 電荷守恒c1(H+) = c(Cl-) + c1(OH-)，
c2(H+) = c(CH3COO-) + c2(OH-)
∴ c(Cl-) = c1(H+) - c1(OH-) ， c(CH3COO-) = c2(H+) - c2(OH-)
∴ c(Cl-) = c(CH3COO-) ，證明結(jié)束
[討論2] 重要工具
b. 水的離子積常數(shù)
H2O H+ + OH- Kw = c(H+)·c(OH-)
水的“離子積常數(shù)”≠ 水的“電離平衡常數(shù)”
① 什么情況下，可以使用Kw = c(H+)·c(OH-) = 10-14
常溫(25°C)，稀溶液中
② 結(jié)合Kw，在鹽酸中滴加同濃度的氨水后水電離出的c(H+)如何變化，
請畫圖表示。
[討論2] 重要工具
b. 水的離子積常數(shù)
③ 下面說法不正確的是
pH<7的溶液不一定是酸性溶液
將pH=3 的醋酸溶液稀釋后，溶液中所有離子的濃度均降低
NaOH溶液中，升高溫度以后，溶液的pH降低
NaOH溶液稀釋后，水的電離平衡正向移動(dòng)，所以pH降低
常溫下，某溶液中由水電離產(chǎn)生的H+濃度為10-11 mol/L，則溶液的pH為3或11
B
[討論2] 重要工具
c. 電離平衡常數(shù)
① 寫出Mg(OH)2，草酸的電離平衡常數(shù)表達(dá)式
要求：可溶性多元弱酸多元弱堿分步寫
難溶性堿一步寫完(簡化，實(shí)際可能不是一步電離)
② 一般Ka1與Ka2會(huì)有4~5個(gè)數(shù)量級(jí)的差距，為何有這么大的差距？
一級(jí)電離出H+后，剩下的酸根陰離子帶負(fù)電荷，增加了對H+的吸引力，使第二個(gè)H+離子電離困難的多
或理解為A2-，HA-中，前者帶電荷多，對H+吸引力更強(qiáng)
多元弱酸的酸性由第一步電離決定
[討論2] 重要工具
c. 電離平衡常數(shù)
③ 常見的Ka
[討論2] 重要工具
c. 電離平衡常數(shù)
④ 平衡常數(shù)應(yīng)用于電離平衡問題的解決
pH = 3的醋酸中加入等pH的鹽酸，溶液酸性是否變化？
變式：Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+，加入等pH硝酸，酸性是否變？
(2) 在醋酸中加入NaOH固體，溶液中的c(H+)/c(CH3COOH)如何變化？
將醋酸鈉溶液從20°C升溫至30°C，溶液中
如何變化？
[討論3] 方法與思路
問題整理
① 等濃度等體積的鹽酸和醋酸，與Zn反應(yīng)，產(chǎn)生的H2誰多？
[思考] Zn與CH3COOH能否完全反應(yīng)？
“完全反應(yīng)”與物質(zhì)的總濃度有關(guān)
② 等pH等體積的鹽酸和醋酸溶液，加入少量Zn，至反應(yīng)完全，誰的反應(yīng)時(shí)間更短？
[思考] 反應(yīng)速率與什么有關(guān)？
反應(yīng)過程中，誰的氫離子濃度更大？
初始c(H+)一致，但是反應(yīng)掉相同的H+后，醋酸中的c(H+)更大
醋酸中反應(yīng)時(shí)間更短
[討論3] 方法與思路
問題整理
③ 等體積的等濃度的醋酸和鹽酸溶液，向兩溶液中加水稀釋至pH=4后，溶液的體積V(鹽酸) > V(醋酸) ？
[思考] 等pH的兩溶液，濃度誰大？
醋酸更大，由等濃度稀釋時(shí)，醋酸中要少加水
④ 等體積等濃度的醋酸和鹽酸溶液，均稀釋10倍，pH誰大？
[思考] 稀釋后，兩溶液的濃度如何？
等濃度，稀釋相同倍數(shù)，仍舊是等濃度，還是醋酸的pH更大
(1)相同濃度、相同體積的鹽酸和醋酸
加水稀釋相同的倍數(shù)，醋酸的pH大
加水稀釋至相同的pH，鹽酸加入的水多
*稀釋圖像問題
(2)相同pH、相同體積的鹽酸和醋酸
加水稀釋相同的倍數(shù)，鹽酸的pH大
加水稀釋至相同的pH，醋酸加入的水多
[辨析]室溫下，
1. 2.0×10-7 mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-) = 2.0×10-7 mol·L-1
2. pH=3的醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度大于pH=4的醋酸溶液的10倍
3. 等pH的氨水和NaOH溶液，分別與等體積、等濃度的鹽酸恰好完全反應(yīng)，氨水消耗體積多
4. 等pH、等體積的氨水和NaOH溶液，分別與等濃度的鹽酸恰好完全反應(yīng)，氨水所消耗的鹽酸體積更多
5. 相同濃度的鹽酸和醋酸溶液，與同濃度NaOH完全中和，所需NaOH的量相同
6. 等體積、等濃度的鹽酸和醋酸溶液，與同濃度NaOH反應(yīng)至溶液呈中性，鹽酸所消耗的NaOH體積更多
×
√
×
√
×
√
[練習(xí)]保持在室溫下，將pH和體積相同的兩種酸(HNO2和CH3COOH)分別加水稀釋，其pH隨加水體積的變化如圖所示。已知：在室溫下，HNO2和CH3COOH的電離常數(shù)分別為5.0×10-4和1.7×10-5，下列說法正確的是( )
A. 曲線Ⅱ代表的是CH3COOH溶液
B. 溶液中水的電離程度：b點(diǎn) > c點(diǎn) > d點(diǎn)
C. 體積相同的a點(diǎn)兩溶液分別與NaOH溶液恰好中和時(shí)，兩份溶液中：n(NO2-)=n(Na+)=n(CH3COO-)
D. 從c點(diǎn)到d點(diǎn)，溶液中 保持不變(其中HA、A-分別代表相應(yīng)的酸和酸根離子)
D
[例]c0 mol·L-1 一元弱酸(HA) ，電離平衡常數(shù)為Ka， c0 >400Ka，請用c0 與Ka計(jì)算電離度。
*電離平衡常數(shù)相關(guān)計(jì)算
[練習(xí)]已知CH3COOH的Ka = 1.8×10-5，計(jì)算0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液的c(H+)和電離度α。
[練習(xí)]如果在0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入固體CH3COONa，使CH3COONa的濃度達(dá)0.20 mol·L-1，求該溶液的c(H+)和電離度α。
在弱電解質(zhì)的溶液中，加入與其具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)的電離平衡逆向移動(dòng)，從而降低弱電解質(zhì)的電離度。
同離子效應(yīng)
[練習(xí)]下列曲線中，可以描述乙酸(甲)和一氯乙酸(乙)在水中的電離度與濃度關(guān)系的是( )
B
[練習(xí)]25℃時(shí)，K(H3PO2)=1×10-2，則0.02 mol·L-1的H3PO2(一元弱酸)溶液的pH= 。
2
[反思]為何不能直接套用 ？
[練習(xí)]亞磷酸(H3PO3)是二元中強(qiáng)酸，某溫度下，0.11 mol·L-1的H3PO3溶液的pH為2，該溫度下H3PO3的電離平衡常數(shù)Ka1約為
(Ka2=2×10-7，H3PO3的二級(jí)電離和水的電離忽略不計(jì))。
1×10-3
[2021年河北]16(2) 雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：
①
②
25℃時(shí)，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，比例系數(shù)為y mol·L-1·kPa-1，當(dāng)大氣壓強(qiáng)為p kPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中H+濃度為 mol·L-1(寫出表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCO3-的電離)
[練習(xí)]25 ℃時(shí)，將a mol·L-1的氨水與0.01 mol·L-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)平衡時(shí)溶液中c(NH4 +)=c(Cl-)。則溶液顯 性(填“酸”“堿”或“中”)；用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù)Kb= 。
[練習(xí)]25 ℃時(shí)，將a mol·L-1的醋酸與b mol·L-1氫氧化鈉等體積混合，反應(yīng)后溶液恰好顯中性，用a、b表示醋酸的電離常數(shù)為
。
中
[辨析]HClO與HF的混合溶液中，
√
[練習(xí)]部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表：
HCOOH HClO H2CO3 H2SO3
Ka=1.77×10-4 Ka=4.0×10-8 Ka1=4.3×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
下列選項(xiàng)正確的是( )
A. 2ClO- + H2O + CO2 == 2HClO + CO32-
B. 2HCOOH + CO32- == 2HCOO- + H2O + CO2↑
C. H2SO3 + 2ClO- == 2HClO + S
D. SO2(少量) + C == CO2 + S
B
*電離平衡常數(shù)應(yīng)用于方程式書寫及判斷
[練習(xí)]已知，25℃時(shí)有關(guān)弱酸的電離平衡常數(shù)如下表：
下列有關(guān)說法正確的是( )
A. CH3COOH溶液與Na2CO3溶液反應(yīng)生成CO2可以證明乙酸是弱酸
B. H2C2O4溶液的電離方程式為
C. 加水稀釋HCN溶液，促進(jìn)HCN的電離且 增大
D. 在Na2C2O4 溶液中加入足量的CH3COOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
CH3COOH HCN H2C2O4
1.8×10-5 4.9×10-10 K1 = 5.9×10-2
K2 = 6.4×10-6
D
[討論4] 鹽的水解平衡問題
a. 關(guān)于水解的定義與本質(zhì)，下面的說法正確的是
A. 鹽的水解是一種化學(xué)反應(yīng)，弱電解質(zhì)的電離是一種物理過程
B. NH4Cl溶液呈酸性，原因是NH4+發(fā)生水解：NH4+ NH3 + H+
C. 磷酸鈉的水解方程式為PO43- + H2O = HPO42- + OH-
D. 強(qiáng)堿弱酸鹽的水溶液一定呈堿性
E. 強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽的水溶液一定呈中性
F. 醋酸銨溶液為中性，其中水的電離程度與純水中一致
G.在醋酸溶液中滴加NaOH溶液，當(dāng)完全反應(yīng)時(shí)水的電離程度最大
H. NaHSO3溶液呈酸性，該溶液中水的電離平衡被促進(jìn)
ABG
[討論4] 鹽的水解平衡問題
b. 解決水解平衡的問題
① 25℃時(shí)，相同體積和pH的NaX、NaY、NaZ 三種鹽溶液，分別加水稀釋，溶液pH的變化與所加水的體積關(guān)系如圖所示。
極端想象：水解非常完全的物質(zhì)，加水稀釋后，pH變化更快
水解程度大，鹽的性質(zhì)就接近于較強(qiáng)的酸堿(Na2CO3)
等濃度的三種溶液，誰的水解程度最大？
NaX
等pH的三種溶液，誰的濃度最大
NaZ
等pH的三種溶液，水的電離程度誰大？
三者相等
[遷移]已知HCN酸性弱于CH3COOH。25℃時(shí)，將相同濃度或相同pH、相同體積的NaOH溶液、CH3COONa溶液和NaCN溶液分別加水稀釋，請畫出曲線。
[討論4] 鹽的水解平衡問題
b. 解決水解平衡的問題
② 下列說法不正確的是
等濃度的(NH4)2Fe(SO4)2和FeSO4溶液，F(xiàn)eSO4中Fe2+濃度更大
NH4HSO4溶液因?yàn)镹H4+的水解而顯酸性
等pH的NH4Cl和(NH4)2SO4溶液中，NH4+濃度相等(H2SO4二元強(qiáng)酸)
加水稀釋FeCl3溶液，水的電離程度減小
越熱越水解、越稀越水解
AB
[練習(xí)3] 常溫下，關(guān)于pH相同的NH4Cl和鹽酸溶液，下面說法正確的是
兩溶液中，水的電離程度相同
稀釋相同倍數(shù)，鹽酸的pH更小
兩溶液的導(dǎo)電性基本相同
加熱后水的電離程度都增大
[練習(xí)4] 常溫下，關(guān)于醋酸鈉和NaClO溶液，下面說法不正確的是
等pH的兩溶液，稀釋相同倍數(shù)，NaClO的pH更大
等pH的兩溶液中，離子總濃度醋酸鈉中更大
等濃度的兩溶液，離子總濃度醋酸鈉中更大
等體積等濃度的兩溶液，滴加稀硫酸至中性，NaClO消耗的硫酸更多
D
A
[2021年1月]17. 25℃時(shí)，下列說法正確的是( )
A. NaHA溶液呈酸性，可以推測H2A為強(qiáng)酸
B. 可溶性正鹽BA溶液呈中性，可以推測BA為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽
C. 0.010 mol·L-1、0.10 mol·L-1的醋酸溶液的電離度分別為a1、a2，則a1 < a2
D. 100 mL pH=10.00的Na2CO3溶液中水電離出H+的物質(zhì)的量為1.0×10-5 mol
D
[討論3] 方法與思路
b. 解決水解平衡的問題
③ 在pH = 7的醋酸與醋酸鈉混合溶液中，c(CH3COO-)和c(CH3COOH)誰大？(醋酸Ka = 10-4.76)
[思考] 該混合溶液中c(CH3COO-)/c(CH3COOH)大于還是小于1
Ka = c(CH3COO-)c(H+)/c(CH3COOH)
pH = 7時(shí)，c(H+) = 10-7，
則c(CH3COO-)/c(CH3COOH) = Ka/c(H+) > 1
④ 常溫下，pH=4的CH3COOH溶液與pH=10的NaOH溶液等體積混合后溶液呈酸性還是堿性？
[思考] 混合后溶質(zhì)的組成是什么？
該pH的醋酸的電離度不到50%，混合后，醋酸的濃度大于醋酸鈉

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