9电离平衡(冯)

内容提纲：水溶液中离子平衡离子浓度大小的比较知识补充：酸碱理论缓冲溶液多元弱酸的电离等真题及相关练习解题思路：溶质溶液溶剂相互作用电离水解电离粒子种类数量关系1、已知0.1mol·L-1CH3COONa溶液PH=8（1）按物质的量浓度由大到小顺序排列该溶液中各种微粒（水分子除外）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）精确表达下列算式的数学结果c(Na+)－c(CH3COO－)=。c(OH-)－c(CH3COOH)=＿＿＿＿＿＿。单一溶液中离子浓度比较c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)10－6－10－810－82、物质的量浓度相同的下列溶液：①Na2CO3②NaHCO3③H2CO3④(NH4)2CO3⑤NH4HCO3,按c(CO32-)由小到大的顺序是（）A⑤＜④＜③＜②＜①B③＜⑤＜②＜④＜①C③＜②＜⑤＜④＜①D①＜④＜②＜⑤＜③不同溶液中同一离子浓度的比较B混合溶液中离子浓度的比较3、室温下，在25mL0.1mol·L－1NaOH溶液中逐滴加入0.2mol·L－1CH3COOH溶液，pH与滴加CH3COOH溶液体积的关系曲线如图所示，若忽略两溶液混合时的体积变化，下列有关微粒浓度关系的说法错误的是()A．在D点：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝0.1mol·L－1B．在B点：a12.5，且有c(Na＋)＝c(CH3COO－)c(OH－)＝c(H＋)C．NaOH溶液和CH3COOH溶液任意比混合时c（Na+）+c（H+）=c（OH—）+c（CH3COO—）D．在A、B间任一点，溶液中一定都有：c（Na+）c（CH3COO—）c（OH—）c（H+）D已知某溶液中只存在OH—、H+、CH3COO—、Na+四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：①c(Na+)c(CH3COO—)c(OH—)c(H+)②c(Na+)=c(CH3COO—)c(H+)=c(OH—)③c(CH3COO—)c(Na+)c(H+)c(OH—)④c(Na+)c(OH—)c(CH3COO—)c(H+)（1）若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是_____________，上述四种离子浓度的大小顺序为________________（填编号）。CH3COONa①变式训练5．某二元弱酸(简写为H2A)溶液，按下式发生一级和二级电离：H2AH++HA－，HA－H++A2－，设有下列四种溶液：A.0.01mol·L－1的H2A溶液B.0.01mol·L－1的NaHA溶液C.0.02mol·L－1的HCl与0.04mol·L－1的NaHA溶液等体积混合液D.0.02mol·L－1的NaOH与0.02mol·L－1的NaHA溶液等体积混合液据此，填写下列空白(填代号)：(1)c(H+)最大的是,最小的是。(2)c(H2A)最大的是,最小的是。(3)c(A2－)最大的是,最小的是。ADCDDA酸碱平衡Acid–BaseEquilibria酸碱质子理论1、酸、碱的定义凡是能够提供质子(H+)的分子或离子称为酸凡是能够接受质子（即与质子结合）的分子或离子称为碱HAH++A-HA:酸（质子给予体protondonor)A-:碱（质子接受体protonacceptor)A-称为HA的共轭碱，HA称为A-的共轭酸HA、A-称为共轭酸碱对(Conjugatepairofacid-base)HClH++Cl-HAcH++Ac-NH4+H++NH3HCO3-H++CO32-Al(H2O)63+H++[Al(OH)(H2O)5]2+H2CO3HCO3-+H+HCO3-CO32-+H+在某一共轭酸碱对中是酸，而在另一共轭酸碱对中是碱的分子或离子称为两性物质(Amphotericcompound)2、质子论的酸碱反应Acid–basereactionsofprotontheory在大多数的溶剂中(特别是在水中)H+是不能以游离状态单独存在的（在水溶液中，H+的平均寿命是10-14s）在水溶液中的实际反应HAcH++Ac-H++H2OH3O+酸1碱1碱2酸2总反应HAc+H2OH3O++Ac-H+酸碱半反应(Half–reactionofAcid-base)任何酸碱反应都可以看作是质子在两个共轭酸碱对之间的传递，称为质子传递反应Protolysisreaction)NH4++H2ONH3+H3O+H2S+H2OH3O++HS-Ac-+H2OHAc+OH-H2O在酸碱反应中即可给出质子起酸的作用，又可接受质子起碱的作用，是两性物质。3、水的自耦电离平衡(水的质子自递反应）在酸碱质子理论中，溶剂分子之间的质子传递反应称为溶剂的质子自递反应，或溶剂的自耦电离平衡。H2OH++OH-H++H2OH3O+H2O+H2OH3O++OH-H+酸碱反应的实质酸碱质子论的反应实质是两个共轭酸碱对之间质子传递的反应水溶液中的电离作用，中和反应，水解反应均为酸碱反应酸1＋碱2酸2＋碱11.电离作用2.中和反应3.水解反应质子论的评价质子论扩大了酸碱反应范围，既适用于水溶液，也适用于非水溶液和无溶剂体系，是电离理论的发展。局限性是只限于质子酸。HAc+H2OH3O++Ac-H2O+H2OH3O++OH-HCl+H2OH3O++Cl-H3O++OH-H2O+H2OHAc+NH3NH4++Ac-H2O+Ac-HAc+OH-NH4++H2OH3O++NH3电离论质子论5、“酸碱质子理论”认为凡是能够给出质子(H+)的分子或离子都是酸，凡是能够接受质子的分子或离子都是碱，物质酸性(碱性)的强弱取决于分子或离子给出(接受)质子能力的大小。按照“酸碱质子理论”，下列说法正确的是（）。A.HCO3－既是酸又是碱，NH3既不是酸又不是碱B.ClO－+H2OHClO+OH－是酸碱反应C.2Na+2H2O→2NaOH+H2↑是酸碱反应D.碱性强弱顺序为：C2H5O－OH－C6H5O－拉平效应和区分效应1、拉平效应溶剂使物质的相对酸碱性区分不出来的作用，称为溶剂的拉平效应。该溶剂称为拉平溶剂。例如HCl、HI、H2SO4、HNO3和HClO4等在水中都是强酸，所以水是这些物质的拉平溶剂，水的这种作用称水的拉平效应。2、区分效应溶剂能使物质的相对酸碱性区分出来的作用，称为溶剂的区分效应。该溶剂称为区分溶剂。例如在非水溶剂如甲醇中，可以区分出氢卤酸的相对强弱为HIHBrHCl，甲醇是这些强酸的区分溶剂，甲醇的作用称为区分效应。高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大．以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：从以上表格判断以下说法中不正确的是()A．在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离B．在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸C．在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SOD．水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区分这四种酸的强弱酸HClO4H2SO4[HClHNO3Ka1.6×10－56.3×10－91.6×10－94.2×10－10HAc+H2OH3O++Ac-t=0c00t=∞c(1-α)cαcα)1(ccK225、弱酸弱碱的电离平衡(1)一元弱酸、弱碱的电离平衡298K时Kθ=1.76×10-5,Ifc=0.10mol.dm-3α=0.013c(H3O+)=cα=0.0013mol.dm-3多元弱酸的电离一、多元弱酸的电离是分步进行的溶液的酸度主要来自弱酸的第一步电离[H+]1=K1C饱和H2S的浓度约为0.1mol·L-1)=5.7×10-8×0.1=7.5×10-5(mol·L-1)第二步电离远比第一步小[H+]≈[HS-][H+]2＝[S2-]≈K2＝1.2×10-15(mol·L-1)K2=———=[S2-][H+][S2-][HS-]水电离的H+浓度是[H+]W=[OH-]=KW/[H+]=1.3×10-10(mol·L-1)1H2SH++HS-K1=5.7×10-81+2：H2S2H++S2-K=K1×K2=6.8×10-232HS-H++S2-K2=1.2×10-15H2S溶液中各离子的计算公式[H+]=K1C[S2-]≈K2纯弱酸溶液由酸度控制酸根离子：K1×K2=——————[H+]2[S2-][H2S]（[H2S]≈0.1mol·L-1）[S2-]=——————K1×K2×[H2S][H+]2[H+]=——————K1×K2×[H2S][S2-]饱和[H2S]溶液中[S2-]的浓度可以通过调节溶液的酸度来控制,这一原理分析上应用于进行硫化物分组分析。1H2SH++HS-K1=5.7×10-81+2：H2S2H++S2-K=K1×K2=6.8×10-232HS-H++S2-K2=1.2×10-15同离子效应缓冲溶液同离子效应在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的强电解质时，使弱电解质的电离度降低的现象称同离子效应。例5。在0.10mol·L-1HAc溶液中加入少量NaAc,使其浓度为0.10mol·L-1,求该溶液的H+浓度和解离度。解:平衡浓度0.10-[H+][H+]0.10+[H+]≈0.10≈0.10Ka=————[H+][Ac-][HAc][H+]＝————×Ka＝Ka=1.76×10-5mol·L-1[HAc][Ac-]电离度：α＝——×100%＝0.0176%[H+]CHAcHAcH++Ac-缓冲溶液能够抵抗外加少量酸、少量碱或稀释，而本身pH值不发生显著变化的作用称缓冲作用。具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。下面是一份实验报告：溶液溶液pH值滴一滴0.1MHCl后的pH值滴一滴0.1MNaOH后的pH值4mlH2O7.03114mlHAc+NaAc(均为0.1mol·L-1)4.74.74.7上述实验结果表明:水不具有缓冲作用,HAc+NaAc体系溶液具有缓冲作用,它是一种缓冲溶液。缓冲溶液的组成和作用原理组成抗碱组份————抗酸组分（弱质子酸）（弱质子碱）1．弱酸及其盐溶液HAc───NaAc2．酸式盐溶液NaHCO3───NaHCO33．酸式盐及其次级盐溶液NaH2PO4──Na2HPO44．弱碱及其盐溶液NH4Cl───NH3作用原理以HAc—NaAc体系为例说明加入少量OH-，它与H+结合生成水，平衡向右移动，HAc+H2OH3O++Ac-+OH-H2O加入少量H+，它与Ac-结合生成HAc，平衡向左移动，不论加酸还是加碱，溶液的酸度保持相对稳定路易斯（Lewis)酸碱理论（酸碱电子论）定义：在反应过程中，能接受电子对的任何分子、原子、原子团或离子称为酸（Lewis酸）；能给出电子对的任何分子、原子、原子团或离子称为碱（Lewis碱）；其生成物称为酸减加合物。A+:B=A:B酸碱酸碱加合物路易斯(Lewis)1923年提出酸碱电子论二、酸碱反应的实质酸碱反应的实质是酸碱物质通过配位键生成酸碱配合物。酸+碱酸碱配合物H++:OH-H:OHHCl+:NH3NH4+＋Cl-BF3+:F-BF4-Cu2++4[:NH3]Cu(NH3)42+这种酸碱论包括了除氧化还原反应以外的所有反应。沉淀溶解平衡溶度积常数难溶物在溶液中的溶解平衡常数称溶度积常数，简称溶度积。用Ksp表示，Ksp＝[Sr2+][CrO42-]Ksp＝[Pb2+][Cl]2溶度积越小，表示物质的溶解度越小，所以两者之间必然存在一定的关系。一、溶度积一定温度下饱和溶液的浓度，也就是该溶质在此温度下的溶解度。单位可以是mol·L-1或g·L-1溶解度SrCrO4(s)Sr2++CrO42-PbCl2(s)Pb2++2Cl-酸度对沉淀平衡的影响计算欲使0.01mol·L-1Fe3+开始沉淀和沉淀完全时(指离子浓度10-5mol-1·L-1)的pH值。解：(1)计算开始沉淀的pH值Ksp=[Fe3+][OH-]3=1.1×10-36开始沉淀时：[Fe3+]=0.01mol·L-1pOH＝12-lg4.79＝11.32pH＝14-1