竞赛精品--高中化学竞赛笔记全集分解.doc

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高中化学笔记加竞赛全集(注:非理科化学1~4节略) 5.1 酸碱理论及其发展 5.1.1阿累尼乌斯(Arrhenius)电离理论 1887年Arrhenius提出,凡是在水溶液中能够电离产生H+ 的物质叫酸(acid),能电离产生OH-的物质叫碱(base),酸和碱的反应称为中和反应,酸碱反应的产物主要是作为溶剂的水和盐类。 如: 酸:? HAc H+ + Ac- 碱:NaOH Na+ + OH- 酸碱发生中和反应生成盐和水: NaOH + HAc NaAc + H2O 反应的实质是:?? H+ + OH- = H2O 根据电离学说,酸碱的强度用电离度α来表示。 对于弱电解质而言,在水溶液中仅仅是部分电离, 电离度:表示弱电解质达到电离平衡时的电离的百分数。 设HA为一元酸,它在水溶液中存在如下平衡HA H + + A- 电离度定义为???? 式中:cHA? 表示一元弱酸的分析浓度(或总浓度);[HA] 表示平衡浓度 在cHA一定的条件下,a 值愈大,表示弱酸电离得愈多,说明该酸愈强。 对于多元酸???????? HnA nH+ + An- 这一离解平衡包含若干分步离解反应: HnAHn-1A- + H+ ?? Hn-1A-Hn-2A2- + H+ … … … … 一般的对多元酸,若第一级电离比其他各级电离大很多,则可近似看作是第一级电离的结果,若各级电离都不太小且差别不是很大时,常采用酸、碱离解的平衡常数来表征酸碱的强度。 ?????? HA A- + H+???????? ??????????? ????? HnAHn-1A-+ H+?? ?????????? ?????? ????? Hn-1A-Hn-2A2- + H+????? … … … … ?????? HnA An- +n H+???? 对于弱碱而言,同样存在着电离平衡,Kb。 Ka,Kb的意义: ① Ka(或Kb)值可以衡量弱酸(碱)的相对强弱,K值≤10-4认为是弱的。 10-2~K~10-3 中强电解质(可以实验测得) ② 同一温度下,不论弱电解质浓度如何改变,电离常数基本保持不变。 ③ Ka,Kb随温度而改变,(影响较小,一般可忽略) Ka与α的关系: 以HA为例,初始浓度为C ?????? ???????? HA A- + H+ 初始??????? ?c????????? 0??? 0 平衡??? ???c(1-α)???? cα? ?cα ??? 若c/Ka≤500时,1-α≈1 cα2=Ka??? ?????????? 稀释定律 T 一定时,稀释弱电解质,c↘,α↗;反之c↗,α↘,Ka是常数。 人们把水溶液中氢离子的浓度定义为酸度,作为在酸碱反应中起作用大小的标志。 pH= -lg[H+] 电离理论的局限性:只适用于水溶液。 5.1.2酸碱质子理论 1923年由布朗斯台德(Brфnsted)提出。根据质子理论,凡是能给出质子(H+)的物质是酸;凡是能接受质子(H+)的物质是碱,它们之间的关系可用下式表示之: ??????????????????????????????????????? 酸? ??质子+碱 例如: ???????????????????????????????????????????????? HAH+ + A- 酸碱相互依存的关系叫作共轭关系。上式中的HA是A-的共轭酸;A-是HA的共轭碱。HA-A-称为共轭酸碱对。这种因质子得失而互相转变的每一对酸碱,称为共轭酸碱。 因此酸碱可以是中性分子、阳离子或阴离子,只是酸较其共轭碱多一个质子。 如:???? ?????????????????????酸????????? ?????碱 ??????????????????????????? HClO4?? ??H+ +ClO4– ??????????????????????????? H2CO3? ?H++HCO3- ??????????????????????????? HCO3- ?H++CO32-3 ???????????????? NH4+??? ??H+ + NH3 上面各个共轭酸碱对的质子得失反应,称为酸碱半反应。各种酸碱半反应在溶液中不能单独进行,而是当一种酸给出质子时,溶液中必定有一种碱来接受质子。 酸碱反应的实质——质子的转移。 例如HAc在水溶液中离解时,溶剂水就是接受质子的碱,它们的反应可以表示如下: 其结果是质子从HAc 转移到H2O,此处溶剂H2O起到了碱的作用,HAc离解得以实现。 为了书写方便,通常将H3O+写作H+,故上式简写为: HAcH++Ac- 水两性,水的质子自递作用: 平衡常数称为水的质子自递常数,即: Kw = [H3O+][OH-] 水合质子H3O

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