离子反应电离平衡.ppt

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1、离子反应 电离平衡,(复习)1、离子反应的本质:,离子反应的本质是使溶液中的某些离子浓度减小。,(复习)2、离子反应发生的条件,研究在什么条件下可以使反应物的某些离子浓度减小。,（1）生成难溶的物质:,一.离子反应,（2）生成难电离物质(即弱电解质)：,（3）生成易挥发的物质,（4）发生氧化还原反应,（5）发生络合反应,练习1 SO2、FeSO4溶液等都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,若已知高锰酸钾的还原产物是可溶于水的MnSO4。试写出上述反应的离子方程式,5SO2+2MnO4-+2H2O 5SO42-+2Mn2+4H,5Fe2+MnO4-+8H 5Fe3+Mn2+4H2O,3、关于离子的大量共存

2、(即离子反应发生的条件),如果两种或多种离子间能在水溶液里发生离子反应则其不能大量共存。,看能否发生氧化还原反应,S2-、I-、Fe2+、SO32-与MnO4-、NO3-、H+；,S2-、SO32-、H+；,ClO-（在酸性、中性和碱性溶液中）与S2-、I-、Fe2+、SO32-；,Fe3+与S2-；,S2O32-、H+。,(2)看能否发生复分解反应,离子之间生成难溶物时不能大量共存;,离子之间生成易挥发性物质时不能大量共存;,Mg(OH)2、Al(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)3、Fe(OH)2、AgCl、AgBr、AgI、CaCO3、BaCO3、BaSO3、FeS、PbS等。,如：

3、H+与S2-、HCO3-、SO32-、HSO3-和OH-与NH4+等，,由于逸出H2S、C02、S02、NH3等气体或S2-变成HS-，CO32-变成HCO3-而不能大量共存。,离子之间生成难电离物质时不能大量共存。,注意以下字眼：,难电离物质有H2O、HF、CH3COOH、H2CO3、H2SO3、H2S、H3PO4和NH3H2O及C6H5OH。故：H+与CH3COO-、OH-、PO43-等离子，由于生成 CH3COOH、H2O、HPO42-、H2PO4-、H3PO4而不能大量共存。NH4+与OH-生成NH3H2O,如(强)酸性(pH7、甲基橙呈红色)、,无色透明、,(强)碱性(pH7、甲基橙

4、呈黄色)、,发生氧化还原反应(或复分解反应)等；,水电离出的c(H+)或c(OH-)为1.010-13mol/L(或1.010-4mol/L)的溶液,离子在酸性或碱性溶液中存在情况的归纳：,在水溶液中发生水解，有OH-则促进水解生成弱碱或难溶的氢氧化物。故上述离子可和H+(在酸性溶液中)大量共存，不能与OH-(在碱性溶液中)共存。,某些弱碱金属阳离子,如：Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、NH4+、Pb2+、Ag+,但有NO3-存在时的酸性溶液，Fe2+等还原性离子不与之共存。,某些弱酸的酸式酸根离子,如HCO3-、HS-、HSO3-、HPO42-等,可和酸发生反应;由于本身是

5、酸式酸根，故又可与碱反应.故此类离子与H+和OH-都不能共存。,某些弱酸的正酸根离子,如：CH3COO-、S2-、CO32-、PO43-、AlO2-、SO32-、ClO-、SiO32-等离子,在水溶液中发生水解，有H+则促进其水解，生成难电离的弱酸或弱酸的酸式酸根离子。所以这些离子可和OH-(在碱性溶液中)大量共存，不能与H+(在酸性溶液中)大量共存。,强酸的酸根离子和强碱的金属阳离子,如：Cl-、Br-、I-、SO42-、NO3-、K+、Na+等离子,因为在水溶液中不发生水解，所以不论在酸性或碱性溶液中都可以大量共存。,但SO42-与Ba2+不共存。,(3)看能否发生双水解,(4)看能否发生

6、络合反应,Al3+与HCO3-、CO32-、S2-、AlO2-；,Fe3+与HCO3-、CO32-、AlO2-；,NH4+与SiO32-、AlO2-、HCO3-、CO32-、S2-,Fe3+SCN-=Fe(SCN)2+、,Ag+、NH4+、OH-生成Ag(NH3)2+，,Fe3+与C6H5OH也能络合,练习,2.在酸性溶液中能大量共存而且为无色透明的溶液（）ANH4+、Al3+、SO42、NO3 BK+、Na+、NO3、SO32CK+、MnO4、NH4+、NO3 DNa+、K+、HCO3、NO3,3.在无色透明且为碱性溶液中能大量共存溶液的（）AK+、Cl、MnO4、SO42 BNa+、SiO

7、32、NO3、CO32 CNa+、NO3、SO42、HCO3 DNa+、SO42、S2、Cl,A,BD,4.在强酸性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的是（）ANH4、Al3、SO42-、NO3-B.K、Na、AlO2-、NO3-C.K、NH4、MnO4-、SO42-D.Na、K、NO3-、HSO3-,5.下列各组离子在水溶液能大量共存的是（）ANa、Pb2、NO3-、SO42-B.K、NO3-、HCO3-、AlO2-C.NH4、Na、H2PO4-、PO43-D.Na、SO42-、S2-、Cl-,A,D,6.下列各组溶液中的离子,因氧化还原反应而不能大量共存的是（）Na、H、SO32-、S2-F

8、e2、H、NO3-、SO42-K、Na、ClO-、S2-K、H、S2O32-、SO42-K、Na、SO32-、MnO4-Na、H、Fe3、S2-A仅 B.仅 C.仅 D.全部,D,7.在强碱性溶液中,能大量共存的一组离子是（）ABa2、SiO32-、Cl-、HCO3-B.Na、PO43-、NO3-、S2-C.AlO2-、ClO3-、Mg2、K D.NH4、CO32-、Na、NO3-,8.下列各组离子的溶液中，加入FeBr2晶体时，有两种离子的浓度能明显减小的是（）A K、OH-、CO32-B.Na、Ag+、NO3-C.K、SO42-、S2-D.H、Cu2+、NO3-,B,AD,复习：下列叙述正

9、确的是（）,氯化钠溶液能导电，所以氯化钠溶液是电解质固体氯化钠不导电，但氯化钠是电解质氯化氢水溶液能导电，所以氯化氢是电解质三氧化硫溶于水能导电，所以三氧化硫是电解质铜能导电，所以是电解质BaSO4的水溶液不能导电，所以BaSO4是非电解质,BC,二.电离平衡,电解质与非电解质,非电解质：无论是在水溶液和熔融状态下都不导电的化合物叫非电解质。,电解质：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫电解质。,例如：NaCl、HNO3、NaOH等。,例如：蔗糖、酒精等。,注意！,1.电解质、非电解质是化合物；,2.电解质导电须有外界条件：水溶液或熔融状态；,3.电解质是在一定条件下本身电离而导电的化合物

10、；,4.酸、碱、盐、水是电解质；蔗糖、酒精等是非电解质。,5.铜等金属既不是电解质也不是非电解质,(一)、强电解质与弱电解质,1.强电解质：在水溶液里全部电离成离子的电解质。如强酸：强碱：大多数盐类：,HCl、H2SO4、HNO3,NaOH、KOH、Ba(OH)2,NaCl、BaSO4,弱酸：H2CO3、H2SO3、H3PO4、H2S、醋酸CH3COOH弱碱：NH3.H2O水,2.弱电解质：在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。如：,3.强、弱电解质的对比,全部,部分,水合离子,分子、水合离子,强,弱,强碱、强酸、大多数盐,弱酸、弱碱、水,练习:下列叙述错误的是（）,A、强酸、强碱一定是

11、强电解质B、离子化合物一般是强电解质C、强电解质水溶液的导电性一定比弱电解质强D、纯净的强电解质在液态时，有时导电，有时不导电,C,练习9：,下列物质中CH3COOH HCl NaOH HNO3 Cu(OH)2 AgCl Na2CO3 C2H5OH H2O Fe SO2 石墨A 属于强电解质的是：B 属于弱电解质的是：C 属于非电解质的是：D 在溶液中主要以离子形式存在的是：,10.下列叙述能说明某物质是弱电解质的是（）,A、难溶于水B、不是离子化合物是共价化合物C、熔化时不导电D、溶液中溶质分子和电离产生的离子共存,D,(二).电离方程式的书写：,(复习)1.强电解质一步完全电离，方程式中间

12、用等号；,强酸一步电离出所有氢离子和酸根离子；,强碱一步电离出所有金属阳离子和氢氧根离子；,盐电离出所有金属阳离子（包括NH4+）和酸根离子。,注意：电离方程式左右两边正负电荷之和相等。,2.弱电解质不完全电离，生成符号用 可逆符号,多元弱酸分步电离出氢离子和酸根离子；,多元弱碱要求写一步电离出金属阳离子（包 括NH4+）和氢氧根离子；,水电离出氢离子和氢氧根离子。,注意：电离方程式左右两边正负电荷之和相等。,1.H2SO4,练习11.请书写下列物质的电离方程式：,2.Ba(OH)2,3.CuSO4,6.Al(OH)3,=2H+SO42-,=Ba2+2OH-,=Cu2+SO42-,Al 3+3

13、OH-,4.H2O,H+OH-,5.H2S,H+HS-,HS-H+S2-,(碱式),2H2O H3O+OH-,H2S+H2O H3O+HS-,HS-+H2O H3O+S2-,H+AlO2-+H2O,(酸式),练习：请书写下列物质的电离方程式1.NH3H2O2.CH3COOH3.HF4.H2SO3,NH4+OH-,CH3COO-+H+,F-+H+,HSO3-+H+,SO3-,HSO3-,(三).电离平衡,v,1.电离平衡的定义：在一定条件(如温度、浓度)下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时，各粒子的浓度保持不变的状态，就叫电离平衡状态，简称电离平衡。,3.影响电离平衡

14、的因素：(1)内因(电解质本身的强弱)(2)外因(c、T):影响规律同化学平衡。电离过程是吸热的。,2.电离平衡的特征:动、等、定、变,影响电离平衡的外界因素（1）温度 电离过程是吸热过程，升高温度电离平衡向右移动。（2）浓度 浓度越大，电离平衡右移，电离程度越小；加水稀释，电离平衡右移，电离程度越大.（3）其他因素:溶液的酸碱性及相关离子等,电离平衡和化学平衡一样，当外界条件改变时符合勒沙特列原理。,讨论:对于一定条件下的氨水溶液,填写下表,NH3H2O NH4+OH-,右,左,左,右,右,不移,增,减,增,减,减,不变,减,减,减,减,增,不变,练习12.H2S溶液中存在着以下平衡 H2S

15、 H+HS-HS-H+S2-当向H2S溶液中加入CuSO4固体时,电离平衡 移 动,c(H2S),c(HS-)，c(S2-)，c(H+)；当向H2S溶液中加入NaOH溶液时,电离平衡 移动,c(H2S),c(HS-),c（S2-），c(H+)；当向其中加入NaHS溶液时,c(H2S),c(HS-),c(S2-)。,向电离方向,向电离方向,减小,减小,减小,减小,减小,减小,增大,增大,增大,增大,增大,问题：怎样定量的比较弱电解质的相对强弱？电离程度相对大小怎么比较？,1.电离平衡常数（K）,(1).定义:对于一元弱酸或一元弱碱来说，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积，跟溶液中未电离的分子浓

16、度的比是一个常数。这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K来表示。,(三)、表示弱电解质电离程度的物理量,说明:由上述表达式可以看出,离子浓度越大,即表示该电解质较易电离。,(2).意义:弱电解质电离程度相对大小的参数一 电离平衡常数（K）,对于一元弱酸 HA H+A-，平衡时,对于一元弱碱 MOH M+OH-，平衡时,意义：K值越大，电离程度越大，相应酸(或碱)的酸(或碱)性越强。K值只随温度变化。,例1 已知25时,醋酸的电离平衡常数为Ka,求c mol/L的醋酸溶液的c(H+).,CH3COOH CH3COO-+H+,起始 c mol/L,变化 x mol/L,平衡(c-x)mol/

17、L x mol/L x mol/L,0 0,x mol/L x mol/L,由于醋酸的电离程度很小(数量级为10-5),故可以作一近似计算:c-xc.则有 x2=c Ka，x=,若带入c、k值即可以求得c(H+).若需求pH,则对x取负对数即可.,由以上计算可得：对于一元弱酸、弱碱，溶液中c(H+)、c(H)的计算式为 c(H+)c(H),c(H+)、c(H)与溶液的浓度及电离平衡常数有关：溶液的浓度越大，c(H+)、c(H)越大；电离平衡常数Ka、Kb越大，c(H+)、c(H)越大，溶液的酸、碱性越强,练习:13.已知常温时，HCOOH的Ka=1.7710-5.计算常温时0.1mol/L及

18、0.01mol/L的HCOOH溶液的pH.14.已知常温时，NH3H2O的Kb=1.810-5.计算常温时0.1mol/L及 0.01mol/L的NH3H2O溶液的pH.,已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步的。例：H2CO3 H+HCO3-一(1)HCO3-H+CO32-一(2)每一步的电离程度是不一样的。,写出H3PO4在水溶液中的电离方程式。,H3PO4,H+H2PO4-一(1),H2PO4-,H+HPO42-一(2),HPO42-,H+PO43-一(3),就电离本身而言，你推测每一步的电离程度如何变化，为什么？,对于多元酸：多元弱酸是分步电离的，K1K2（一般要相差105）。多元弱酸的酸

19、性由第一步电离决定。常见的一些弱酸和弱碱的电离平衡常数可以通过相关工具书籍查得.,2.电离度（）,(1).定义:已电离弱电解质分子数占总分子数的百分数.常用符号表示.电离度越大,弱电解质的电离程度越高.影响因素:温度越高,越大;浓度越小,越大.,(2).意义:弱电解质电离程度相对大小的另一种参数-,电离度,讨论：根据 以上定义式，你还能得出哪些计算的关系式？,分子数可以换作物质的量n,物质的量浓度c等量,多用物质的量浓度c表示.,例.25时，在0.1mol/L醋酸溶液里，每10000个醋酸分子里有132个分子电离成离子。它的电离度是多少？,解:,=0.0132,=1.32%,练:.在氟化氢溶液

20、中，已电离的氟化氢为0.2mol，未电离的氟化氢为1.8mol。求该溶液中氟化氢的电离度。.已知0.1mol/L的某弱酸HA溶液的pH=4,求该酸的电离常数及电离度。,讨论:下列条件下,NH3.H2O电离度的变化情况,右移,右移,左移,左移,右移,右移,右移,增大,增大,减小,减小,增大,增大,减小,例.下列关于电离度的叙述正确的是（）与浓度无关；值随温度升高而增大；在相同条件下，值的大小可以表示弱 电解质的相对强弱；值增大，相应离子浓度一定增大；值增大相应离子物质的量增大。A.B.C.D.,D,3.电离度和电离平衡常数的关系,从化学平衡角度来看，电离平衡常数相当于化学平衡常数，只随温度的变化

21、而变化；而电离度相当于化学平衡转化率，既随温度的变化而变化，又随浓度的变化而变化。,电离度（）的大小与电离平衡常数（K）及浓度（c）有关:K越小，c越大，就越小；K越大，c越小，就越大。,以醋酸的电离平衡为例，设浓度为c，电离度为 电离平衡常数为Ka,以醋酸的电离平衡为例，设浓度为c，电离度为 电离平衡常数为Ka,该公式的意义是：同一弱电解质的电离度与其浓度的平方根成反比，溶液浓度越稀，电离度越大；相同浓度的不同弱电解质的电离度与电离平衡常数的平方根成正比，电离平衡常数越大，电离度越大。这一规律被称为稀释定律。,将 代入上式，即可得到计算一元弱酸溶液中c(H+)的简化公式：c(H+)=,同样可

22、以得到计算一元弱碱溶液中c(OH)的简化公式：c(OH-)=,电离度小到什么程度时，才可以用简化公式计算c(H+)或c(OH)呢？,=,C(H+),C始(CH3COOH),通常：K/c越小，则越小，至于小到什么程度才可以忽略已电离的酸的浓度，这要看人们对于计算结果的精确程度的要求而决定。一般情况下，当c/K500，则弱酸的电离度5%，此时近似计算结果的相对误差约为2.2%，就可以忽略电离的影响而采用近似公式计算。因此，我们一般就以K/c500作为近似计算的条件。,例 计算0.10mol/LHAc溶液的pH,并求电离度.,解 先判断能否近似计算:c/k=0.10/1.76X10-5500,可以进行近似计算:,C=0.10mol/L,Ka=1.76X10-5,c(H+)=,=1.33X10-3,pH=-lgc(H+)=2.88,=c(H+)/cX100%=1.33X10-3/0.10X100%=1.33%,练习 15.已知HF的ka=3.53X10-4,计算0.010mol/L溶液的c(H+)和电离度.,16.某弱酸HA,0.015mol/L时电离度为0.80%,计算0.10mol/L时的电离度.,