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化学:第三章第一节《弱电解质的电离》原创课件(人教版选修4)



人教版选修4 ·化学反应原理

第三章 水溶液中的离子平衡
第一节 弱电解质的电离

第一课时

强弱电解质

知识回顾:电解质与非电解质 一、电解质与非电解质

一、电解质与非电解质
电解质 在水溶液中或熔融状态下能

导电的化合物 (

如:酸、碱、盐、水、大多数金属氧化物、 活泼金属过氧化物) 非电解质 在水溶液中和熔融状态下都 不导电的化合物 (如:多数有机物、某些非金属氧化物、 某些非金属氢化物如 CH4、NH3 等 )

混合物
物质

既不是电解质也 不是非电解质
单 质

纯净物

非电解质 化合物 电解质 强电解质
弱电解质

讨论以下几种说法是否正确,并说明原因 1.石墨能导电,所以是电解质。 2.由于BaSO4不溶于水,所以不是电解质。 3.盐酸能导电,所以盐酸是电解质。 4.SO2、NH3、Na2O溶于水可导电,均为电解质 5. 氯化钠固体不能导电,所以氯化钠不是电解质

①单质 既不是电解质也不是非电解质 混合物 ②难溶的盐(BaSO4等)虽然水溶液不能导电 但是在融化时能导电,也是电解质。 ③CO2、NH3等溶于水得到的水溶液能导电, 但不是“自身”电离,均不是电解质

练习1:下列物质的水溶液能导电,但属于 非电解质的是( D ) A.CH3CH2COOH C.NH4HCO3 B.Cl2 D.SO2

实验3-1:体积相同,浓度相同的盐酸和醋 酸与等量镁条反应,并测量溶液的pH值
1mol/L HCl
溶液pH 与镁反应 现象 1 mol/L CH3COOH

小 (0) 剧烈

大 (2.4)
缓慢

备注: Mg条使用前应用砂纸打磨,除去表面的氧化膜

根据实验现象,讨论下列问题 (1)镁条和酸的反应的实质是什么?影响反 应速率的因素是什么? Mg+2H+ Mg2++H2 (2)当酸溶液的物质的量浓度相等时,溶 液中的H+浓度是否相等?怎么判断? (3)为什么相同体积、相同浓度的盐酸和 醋酸中,H+浓度却不同?

反应速率不同,pH不同,说明盐酸和 醋酸中的H+浓度是不同的。

说明HCl和CH3COOH的电离程度不同。

实验3-1现象分析: ? 镁无论是与盐酸还是与醋酸反应,其实质 H+ 都是与溶液中的____反应
?

镁与盐酸反应比镁与醋酸反应剧烈,说明 C( H+盐酸)> C( H+醋酸) ________________ 反应剧烈程度的不同,是由于溶液中的_ H+浓度 ____不同而引起的 pH (盐酸)< pH( 醋酸),证明___ C( H+盐酸)> C( H+醋酸) __________________

?

?

实验结果:
? 相同浓度的盐酸与醋酸,其溶液中

C( H+盐酸)> C( H+醋酸) 。

? 说明:HCl和CH3COOH的电离程度不同。

盐酸与醋酸在水中的电离示意图
观察两种溶液中溶质微粒有多少种?

盐酸在水中的电离示意图

醋酸在水中的电离示意图

说明

HCl分子在水中完全电离 醋酸分子在水中部分电离

二、强电解质和弱电解质
1、定义 ?强电解质:在水溶液中能全部电离成

离子的电解质。 ++ ClHCl = H
?弱电解质:在水溶液中只部分电离成 离子的电解质。

CH3COOH

++CH COOH 3

2、常见强、弱电解质 ?常见的强电解质: 强酸、强碱、大部分盐、 大部分金属氧化物、活泼金属过氧化物 ?常见的弱电解质:

弱酸、弱碱、水、极少数的盐(HgCl2)

小结:强弱电解质与结构的关系
大部分的盐类 离子化合物 离子型氧化物 强 碱 强 酸

强 电 解 质

弱 酸 弱 碱 共价化合物 水

弱 电 解 质

电 解 质

多数有机物

某些非金属氧化物
强弱电解质判断练习:

非 电 解 质

化 合 物

三、电解质的电离
1、电离 电解质溶于水或者受热熔化时,离解成 自由移动的离子的过程叫做电离。 2、电离方程式 用来表示电离过程的式子叫做电离方程式。 3、电离方程式的书写: (1)式子左边用电离物质的化学式表示,右 边用离子符号表示。

(2)强电解质用“=”表示电离过程,弱电 解质用“ ” 表示电离过程。

电离方程式书写:
(3)多元弱酸的电离要分步。

写出H3PO4在水溶液中的电离方程式
H3PO4
H2PO4 HPO 24

H+ + H2PO4- (1) + + HPO 2- (2) H 4 H+ + PO43(3)

(4)多元弱碱则一步书写. 如: Cu(OH)2

Cu2+ + 2OH-

问题探讨
试写出NaHSO4、NaHCO3的在水溶液中及熔融 状态下的电离方程式? 在水溶液中:NaHSO4=Na+ + H+ + SO42NaHCO3=Na+ + HCO3HCO3H+ + CO32熔融状态:NaHSO4=Na+ + + HSO4Al3++3OH-

另外,氢氧化铝双向电离: H++AlO2-+H2O Al(OH)3

强电解质与弱电解质的比较
强电解质 弱电解质 部分电离 可逆过程

相同点 电离程度
电离过程 表示方法 电解质在溶液 中微粒形式

都是电解质,在水溶液中都能电离。
完全电离 不可逆过程

电离方程式用等号 电离方程式用可逆符号 水合离子 分子、水合离子 分子式
弱酸、弱碱、水

离子方程式中 离子符号或化学式 表示形式 物质种类 强酸、强碱、多数盐、
部分碱性氧化物

问题探究
1.强电解质溶液离子浓度大,而弱电解质溶液离 子浓度小,是否正确?为什么? 2.强电解质溶液导电能力大,而弱电解质溶液导 电能力小,是否正确?为什么?

问题结论
溶液的导电能力取决于溶液中总离子 浓度的大小。因此强电解质的导电能力不 一定比弱电解质强。在同一浓度时,强电 解质一定比弱电解质的导电能力强。

你能解释下列事实吗?
1.潮湿的手触摸正在工作的电器,可 2.电解水制H2、02时,需要向水中加 能会发生触电事故。 入少量的Na0H溶液或H2SO4溶液。 纯水的导电能力太弱,加入NaOH或H2SO4可使 手上的汗水中含有电解质,使水溶液具 部分电器外壳上有禁止触摸标记 溶液中离子浓度增大,导电能力增强。 有较强的导电能力

练习1. 写出下列物质的电离方程式 (1) HClO H++ClO(2) KHSO3 =K++HSO3(3) CaCO3 =Ca2++CO32(4) Cu(OH)2 Cu2++2OH?

练习2:1mol/L的盐酸、醋酸、硫酸 各1L,分别加入足量的铁。 ①开始反应时产生氢气的速率 硫酸>盐酸>醋酸 ②最终收集到的氢气的物质的量 硫酸>盐酸=醋酸

练习3:下列物质 能导电的是achd属于电解质的是 bdijklmn , ,

Bdil n 属于强电解质的是
j km 属于弱电解质的是 属于非电解质的是 fg a.铜丝 d.熔融的氯化钠 g.二氧化碳 j. 冰醋酸 m.氢氧化铝 b.硫酸钡 e.氯气 h. 硫酸溶液 k. 碳酸 n Na2O

,
, 。 c.石墨 f.蔗糖 i.硫酸钾 l.碳酸氢铵

练习4:在KHSO4的稀溶液和熔融状态下 都存在的离子是 D A、H+ B、HSO4C、SO42D、K+

第二课时 思考

弱电解质的电离

冰醋酸加水稀释,醋酸在稀释的 过程中微粒的变化包含哪些过程?
CH3COOH
电离 结合

CH3COO

-+

H+

1、弱电解质的电离
CH3COOH
离子化 分子化

CH3COO - + H+

醋酸在电离过程中各微粒浓度的变化
C(H+)
HAc初溶于水 紧接着 最后
0

C(Ac-) C(HAc)
0 最大

不变

不变

不变

开始时V离子化 和 V分子化怎样变化? 当V离子化 = V分子化时,可逆过程达 到一种什么样的状态? 你能画出这个过程的V~t图吗?

2、电离平衡状态建立
反 应 速 率

电离平衡是一种 化学平衡
V(电离) V(结合)
时间 弱电解质电离平衡状态建立示意图

V(电离)

=

V(结合) 电离平衡状态

3.定义:

电离平衡状态是指 在一定条件下(如温度、浓度等) 的弱电解质的溶液中, 前提
弱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, 实质

溶液中各分子、离子的浓度保 持不变的状态。 标志

4、特点: ①逆: 弱电解质的电离

②等: V =V ≠0 电离 结合 ③动: 电离平衡是一种动态平衡
④定:条件不变,溶液中各分子、离子的浓 度不变,溶液里既有离子又有分子 ⑤变: 条件改变时,电离平衡发生移动。

思考与交流(教材p41)
根据化学平衡理论,分析一元弱酸(设 为HA)、一元弱碱(设为BOH)的电 离平衡过程,并完成下列问题: 1)、写出弱酸、弱碱的电离方程式: HA BOH H+ + A B+ + OH-

2)、结合图3-3填写下表
0 不变 最大 不变

0 不变

最大

最大

0

达到电离平衡时

5、影响电离平衡的因素

①温度
电离过程是吸热过程,升高温度, 平衡向电离方向移动

②浓度

当电离达到平衡时,加水稀释向电离 的方向移动,电离程度增大,增加弱 电解质浓度,向电离的方向移动,但 电离程度减小,

③同离子效应 加入同弱电解质电离所产生的离子相同 离子,电离平衡向逆方向移动

④化学反应 加入能与弱电解质电离产生的离子反应的 物质时,使电离平衡向电离方向移动

小结:影响电离平衡的因素
内因:电解质本身的性质。

通常电解质越弱电离程度越小。
①温度 外 ②浓度 ③同离子效应 因 ④化学反应

当外界条件改变时符合 “勒夏特列原理”

思考与讨论:
NH3+H2O NH3· 2O H NH4+ + OH -

例:在氨水中存在怎样的电离平衡?若向 其中分别加入: ①升高温度 ③水 ②加氨气 ④ NH4Cl溶液

⑤NaOH溶液 ⑥适量的盐酸

对上述电离平衡有什么影响?

练习1完成表格: 3COOH CH

改变条件C

CH3COO-- + H+ 平衡移 C(H+) C(Ac---) C(HAc) 电离 动方向 程度



热 正向

增大 增大 减小

增大 减小 增大 增大 增大 减小

减小 增大 减小 增大 增大 减小

增大 减小 增大 减小 减小 增大

加 盐 酸

逆向

加 正向 NaOH(s) 加NaAc(s) 逆向 加 正向 CH3COOH 加 水 正向

减小
增大 减小

练习2

0.1mol/L的CH3COOH溶液中 CH3COOH CH3COO- + H+对于该平衡, 下列叙述正确的是( ) A.加水时,平衡向逆反应方向移动 B.加少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动 C.加少量0.1mol/L盐酸,溶液中c(H+)减小 D.加少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向 移动

B

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?

第三课时三、电离平衡常数(K)
看课本自学相关内容并思考: (1)什么叫电离平衡常数? (2)电离平衡常数的化学含义是什么? (3)怎样用电离平衡常数比较弱电解质的相 对强弱? (4)影响电离平衡常数的因素是什么?

弱电解质电离程度相对大小的参数一 1、电离平衡常数(K) 对于一元弱酸 HA H++A-,平衡时
Ka=
c ( H+) .c( A-) c(HA)

对于一元弱碱 MOH
Kb=

M++OH-,平衡时

c ( M+).c( OH- )
c(MOH)

2、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。

探究活动

酸性:醋酸>碳酸>硼酸
电离常数:醋酸>碳酸>硼酸

3、对于多元酸:
例:H2CO3 HCO3- H++HCO3-
(第一步电离

K1 ) K2)

H++CO32(第二步电离

每一步的电离程度是不一样
多元弱酸是分步电离的,K1》K2》K3….. (一般要相差105)。多元弱酸的酸性由 第一步电离决定

多元弱酸,分步电离,第一步电离大于第二步电离, 第二步电离远大于第三步电离……,为什么?

对于多元酸:
多元弱酸是分步电离的,K1》K2(一般要相 差105)。 多元弱酸的酸性由第一步电离决定。第二步 和第三步的电离分别受到第一步和第二步、第 三步的抑制。

4、电离常数的应用

比较它们的相对强弱

草酸>磷酸>柠檬酸>碳酸

问题探讨
?

变大 1.弱电解质加水稀释时,电离程度_____, 不能确定 离子浓度______? (填变大、变小、不变或 不能确定)画出用水稀释冰醋酸时离子浓 度、导电能力随加水量的变化曲线。

?
导 电 能 力

例:冰醋酸加水溶解并不断稀释过程中,溶 液导电能力与加入水的体积有如下变化关系: 试回答: ⑴“0”点导电能力为0的理由是: 冰醋酸中只 存在醋酸分子,无离子。 ⑵a、b、c三点对应溶液的[H+]值由大到小的 顺序是 a﹥c﹥ b ⑶a、b、c三点中电离程度最大的是 C 。电 离平衡常数的关系 相等 . ⑷若使c点溶液中[Ac-]、PH 值均增大,可采取的措施有: ①加碱②加碳酸钠③加镁或锌

问题探讨
?

2.金属导电与电解质溶液导电有何 不同?升温对二者的导电性有何影 响? *自由电子的定向移动; 自由移动的离子定向 移动
*升温,金属导电性减弱;

电解质溶液导电性增强

【知识拓展】
弱电解质电离程度相对大小的另一种 参数-------

1、电离度α
α=
已电离的分子数 弱电解质分子总数

【知识拓展】
2、强酸与弱酸的比较

1)、等体积,等浓度的盐酸和醋酸 1mol/L HCl A 1mol/L CH3COOH B

C(H+)
与Zn反应快 慢 与足量Zn反 应产生H2量

A>B A>B

A=B

2)、体积、PH相同的盐酸(A)与醋酸(B) 分别与锌反应

溶液的浓度
开始时反应速率 反应过程中平均反应速率 生成等量氢气所需的时间

A<B A=B A<B A>B A>B A=B

反应过程中速率下降快慢 生成等量的氢气消耗Zn 与足量的Zn反应产生H2量

A<B

练习
1、在0.1mol/L盐酸和0.1mol/L醋酸 各50mL的溶液中分别投入0.1g锌粒,

反应开始时产生H2的速率 不相等



在相同条件下,产生H2的体积 相等 。 (相等、不相等)

2、取pH均等于2的盐酸和醋酸各100 mL, 分别稀释2倍后,再分别加入0.03 g锌粉, 在相同条件下充分反应,下列有关叙述正 确的是

A.醋酸与锌反应放出的H2多 B.盐酸与锌反应放出的H2多 C.醋酸与锌反应速率大 D.盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大

3、有H+浓度相同、体积相等的三种酸:a、 盐酸 b、硫酸 c、醋酸, 同时加入足量的锌, 速率由C(H+)决定 则开始反应时速率 a=b=c ,

反应过程中的平均速率 a=b<c
反应完全后生成H2的质量 a=b<c (用<、=、> 表示) 由n(H+)决定




4、将10ml 0.1mol/L的HAc加水稀释,有关 稀释后的醋酸溶液的说法,错误的是: D C

A、电离程度增大
B、溶液中离子总数增多 C、溶液导电性增加 D、溶液中醋酸分子增多

5:体积和pH都相等的盐酸和醋酸
相同 溶液的导电能力___________,升高相

同温度后导电能力 醋酸大于盐酸 ______________________。

?

6.把0.05molNaOH固体分别加入100mL 下列液体中,溶液的导电性变化不大 的是( BD) A.自来水 B. 0.5mol/LNH4Cl溶液 C. 0.5mol/L 醋酸 D. 0.5mol/L盐酸



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