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(共22張PPT)
第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第一節 電離平衡
第2課時 電離平衡常數
學習目標
1、了解電離平衡常數的概念，會電離平衡常數的表達，理解其影響因素。
2、建構電離平衡常數模型，并能應用模型解釋電解質在水溶液中發生的變化。
知識回顧
強電解質
弱電解質
能夠全部電離的電解質
只能部分電離的電解質
強酸、強堿、大部分鹽
弱酸、弱堿、水
強電解質和弱電解質
知識回顧
弱電解質電離平衡
特征
逆
等
動
定
變
一定條件下，當弱電解質的分子電離成離子的速率與離子結合成分子的速率相等時，所達到的狀態
概念
內因
自身的性質
外因
溫度、濃度、酸堿、同離子鹽
影響因素
定義
電離平衡常數定義
對一元弱酸或一元弱堿來說，在一定條件下，弱電解質的電離達到平衡時，溶液中弱電解質電離所生成的各種離子濃度的乘積，與溶液中未電離分子的濃度之比是個常數，這個常數稱為電離平衡常數，簡稱電離常數。
表達式
電離平衡常數表達式
Ka＝
c (H＋)·c( A－)
c(HA)
Kb＝
c (B＋)·c(OH－)
c(BOH)
對于一元弱酸 HA H＋＋A－
對于一元弱堿 BOH B＋＋OH－
從表達式可以看出，Ka（或Kb）大，離子濃度必然大，即標明該電解質較易電離。
觀察下表，思考K值相對大小與弱酸的相對強弱有何關系？
弱電解質 電離常數
H2CO3 Ka1＝4.5×10－7 Ka2＝4.7×10－11
H2C2O4 Ka1＝5.6×10－2 Ka2＝1.5×10－4
HCN 6.2×10－10
HClO 4.0×10－8
HF 6.3×10－4
HNO2 5.6×10－4
CH3COOH 1.75×10－5
某些弱電解質的電離常數（25℃）
電離平衡常數意義
思考
意義
K值大，表明該電解質較易電離，
從K值大小可以看出弱電解質的相對強弱。例如，在25℃時，
Ka(醋酸)＝1.75×10－5，Ka(HCN)＝6.2×10－10，
由此可知，HCN是比醋酸更弱的酸。
電離平衡常數意義
電離平衡常數計算
【例】在某溫度時，溶質的物質的量濃度為0.2mol·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）。
電離平衡常數計算
【解】NH3·H2O的電離方程式及有關粒子的濃度如下：
NH3·H2O NH4＋ ＋ OH－
起始濃度/（mol·L－1 ）
變化濃度/（mol·L－1 ）
平衡濃度/（mol·L－1 ）
0.2
0
0
1.7×10－3
1.7×10－3
1.7×10－3
1.7×10－3
1.7×10－3
0.2－1.7×10－3
c(NH3·H2O)＝(0.2－1.7×10－3)mol·L－1≈0.2mol·L－1
Kb＝
c(NH4＋)·c(OH－)
c(NH3·H2O)
＝
(1.7×10－3) ×(1.7×10－3)
0.2
≈1.4×10－5
【答】該溫度下NH3·H2O的電離常數約為1.4×10－5。
如：H2CO3是二元弱酸，其電離方程式和電離常數分別為：
＝4.5×10－7
c(H＋)·c(HCO3－)
c(H2CO3)
Ka1＝
H2CO3 H＋＋HCO3－
＝4.7×10－11
c(H＋)·c(CO32－)
c(HCO3－)
Ka2＝
HCO3－ H＋＋CO32－
多元弱電解質的電離平衡常數特點
多元弱酸或多元弱堿的電離是分步進行的，所以酸的元數是多少，就有幾個電離常數。多元弱酸電離常數依次稱為Ka1、Ka2……
多元弱堿電離常數依次稱為Kb1、Kb2……
以H2CO3為例，為什么多元弱酸Ka1 Ka2呢？
H2CO3的一級電離，是從中性的H2CO3分子中電離出一個帶正電的氫離子；H2CO3的二級電離，是從帶負電的HCO3－中電離出一個帶正電的氫離子，所以Ka1 Ka2。
Ka1 Ka2，因此計算多元弱酸溶液的c(H＋)或多元弱堿溶液的c(OH－)
及比較多元弱酸（或弱堿）酸性（或堿性）相對強弱時，通常只考慮第一步電離。
多元弱電解質的電離平衡常數特點
思考
你能否通過實驗驗證CH3COOH、H2CO3兩種弱酸的相對強弱，并由此推斷電離常數Ka(CH3COOH)與Ka1(H2CO3) 大小關系？
由實驗推測電離平衡常數相對大小
思考
實驗
1mol/L 碳酸鈉
2mL1mol/L 碳酸鈉
酸性： CH3COOH＞H2CO3
由實驗推測電離平衡常數相對大小
有大量氣泡產生
電離常數：Ka(CH3COOH) ＞ Ka1(H2CO3)
25℃時電離平衡常數
Ka(醋酸)＝1.75×10－5
Ka1(碳酸)＝4.5×10－7
資料在線
實驗現象
實驗結論
類比化學平衡常數，
思考影響電離平衡常數K值大小的因素有哪些？
影響電離平衡常數的因素
思考
影響因素
1.內因：在同一溫度下，不同弱電解質的電離常數不同，說明電離常數首先由物質的本性所決定。
2.外因：對于同一弱電解質的稀溶液來說，K值只與溫度有關。
例如： 25℃時Ka(醋酸)＝1.75×10－5，
0 ℃時Ka(醋酸)＝1.65×10－5
影響電離平衡常數的因素
拓展：電離度
概念
弱電解質在水中的電離達到平衡狀態時，已電離的溶質的分子數占原有溶質分子總數的百分率，稱為電離度，用α表示。
影響因素
弱電解質的電離度與溶液的濃度有關。
一般而言，濃度越大，電離度越小；濃度越小，電離度越大。
表達式
α=
已電離的
溶質的濃度
原有溶質總濃度
×100%
一元強酸與一元弱酸的比較
向兩個錐形瓶中各加0.05g鎂條，蓋緊橡膠塞，然后用注射器分別注入2mL2mol/L鹽酸、 2mL2mol/L醋酸，測得錐形瓶內氣體的壓強隨時間的變化如圖所示。請回答下列問題：
（1）兩個反應的反應速率及其變化有什么特點？
（2）反應結束時，兩個錐形瓶內氣體的壓強基本相等，由此你能得出什么結論？
反應速率都是先快后慢，鎂條與鹽酸的反應速率比鎂條與醋酸的反應速率要快
鎂條和鹽酸與鎂條和醋酸最終反應結束時，產生氫氣的體積是相同的
時間/s
0
100
200
300
壓強/KPa
100
120
140
160
2mol/L鹽酸
2mol/L醋酸
鎂與鹽酸、醋酸反應時氣體壓強隨時間的變化示意圖
一元強酸與一元弱酸的比較
（1）相同物質的量濃度、相同體積時
比較
項目
c(H+）
pH
中和堿
的能力
與活潑金屬
反應產生
H2的量
與金屬反
應的開始
速率
稀釋相同
倍數后pH
一元強酸






一元弱酸






大
小
相同
小
大
相同
相同
相同
大
小
小
大
一元強酸與一元弱酸的比較
比較
項目
c(H+）
中和堿的能力
與活潑金屬反應產生H2的量
與金屬反應的開始速率
稀釋相同倍數后pH
一元強酸






一元弱酸






大
小
相同
小
大
相同
相同
相同
大
小
小
大
物質的量濃度
（2）相同pH、相同體積時
課堂小結
K越大，越易電離，酸（堿）性越強
電離平衡常數
只與溫度有關，升高溫度，K值增大
逐級電離平衡常數：
K1 K2 …
電離平衡
溫度、濃度、同離子效應等
υ（電離）= υ （結合）
逆、等、動、定、變
特征
影響
因素
建立
意義
影響
因素
特點
謝 謝

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