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1、第一单元弱电解质的电离平衡 一 学习目标1 了解强 弱电解质在水溶液中电离程度的差异及原因 了解强 弱电解质与物质结构的关系 在化学平衡概念的基础上理解电离平衡概念 2 了解酸碱电离理论 能运用电离平衡原理解释弱电解质在水溶液中的电离情况 会书写电离方程式 3 知道水的离子积常数 知道电离平衡常数与弱酸 弱碱的酸碱性强弱之间的关系 4 通过活动与探究 学习科学探究的一般方法 培养提出问题 探究问题和解决问题的能力 5 通过强 弱电解质概念的学习 掌握学习概念性知识的常用方法 归纳法和演绎法 知识回顾 电解质 非电解质 在水溶液中或熔融状态时能够导电的化合物 在水溶液中和熔融状态时都不能导电的化
2、合物 NaCl溶液 NaOH H2SO4 Cu CH3COOH NH3 H2O CO2 乙醇 水 你能解释下列事实吗 1 潮湿的手触摸正在工作的电器 可能会发生触电事故 2 电解水制H2 02时 需要向水中加入少量的Na0H溶液或H2SO4溶液 1 醋酸和盐酸是常见的两种酸 根据你的经验 你认为它们的电离程度有无差异 请说出你的理由 2 你能设计实验验证你的猜想吗 请写出实验方案并与同学交流 3 若按如下方案 或按你自己设计的方案 进行实验 请记录实验现象 1 测量物质的量浓度均为1mol L 1的盐酸和醋酸的pH 2 如图3 1所示 在两只锥形瓶中分别加入等体积 物质的量浓度均为1mol L
3、 1的盐酸和醋酸 在两个气球中分别加入经砂纸打磨过的长度相同的镁条 然后将气球套在锥形瓶口 同时将气球中的镁条送入锥形瓶中 观察 比较气球鼓起的快慢等现象 将实验现象和你对实验现象的解释填入表3 1 开始0 01mol LHCl与镁条反应剧烈 说明0 01mol LHCl中氢离子浓度大 即氢离子浓度为0 01mol L 说明HCl完全电离 而开始0 01mol LCH3COOH与镁条反应较慢 说明其氢离子浓度较盐酸小 即小于0 01mol L 说明醋酸在水中部分电离 HCl是强电解质 CH3COOH是弱电解质 探究结果 一 电解质有强弱之分 HCl Cl H HCl H2O Cl H3O CH
4、3COOHCH3COO H CH3COOH H2OCH3COO H3O H H2OH3O 根据你的经验 你认为相同浓度的氢氧化钠溶液与氨水的电离程度有无差异 请提出你的假设并设计实验加以验证 完成表3 2 强 弱电解质的判断 化合物 非电解质 电解质 强电解质 弱电解质 大部分的盐类 强碱 强酸 活泼金属的氧化物 弱酸 弱碱 水 离子化合物 共价化合物 强碱 强酸 弱酸 弱碱 记住 HCl H2SO4 HNO3 HClO4 HBr HI CH3COOH H2CO3 H2SO3 H3PO4 HClO HF 所有的有机羧酸 NaOH KOH Ca OH 2 Ba OH 2 NH3 H2O 强弱电解
5、质的区分依据不是看该物质溶解度的大小 也不是看其水溶液导电能力的强弱 而是看溶于水的部分是否完全电离 BaSO4 Fe OH 3的溶解度都很小 BaSO4属于强电解质 而Fe OH 3属于弱电解质 CH3COOH HCl的溶解度都很大 HCl属于强电解质 而CH3COOH属于弱电解质 电解质的强弱与其溶解性有何关系 怎样区分强弱电解质 4 用1mol1 L 1醋酸进行导电性实验 发现灯泡亮度很低 用lmol1 L 1氨水进行导电性实验 发现灯泡亮度同样很低 但若将两种溶液等体积混合后进行导电性实验 灯泡亮度却显著增加 请分析其中的原因 练习与实践 1 下列物质中 属于弱电解质的是 A 氯化氢B
6、 氢氧化钠C 一水合氨D 酒精 练习与实践 C 下列电解质中 NaCl NaOH NH3 H2O CH3COOH BaSO4 AgCl Na2O K2O H2O哪些是强电解质 那些是弱电解质 强电解质 弱电解质 练习与实践 强 弱电解质的比较 回顾 思考与讨论 1 开始时 V电离和V分子化怎样变化 二 弱电解质的电离平衡 思考与讨论 2 当V电离 V结合时 可逆过程达到一种什么样的状态 画出V t图 1 定义 2 特点 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 电离过程就达到了平衡状态 电离平衡 动电离平衡是一种动态平衡 定条件不变 溶液中各分
7、子 离子的浓度不变 溶液里既有离子又有分子 变条件改变时 电离平衡发生移动 等V电离 V分子化 0 逆弱电解质的电离 表3 3是实验测定的醋酸电离达到平衡时各种微粒的浓度 请填写表中空白 将你的结论与同学交流讨论 1 0 1 1 77 10 5 1 80 10 5 0 421 1 34 3 量度弱电解质电离程度的化学量 1 电离平衡常数 对于一元弱酸 HAH A 平衡时 对于一元弱碱 MOHM 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 影响电离平衡常数大小的因素 A 电离平衡常数大小是由物质的本性决定的 在同一温度下 不同弱电解质的电离常数不同 B 弱电解质
8、的电离平衡常数受温度变化的影响 但室温下一般变化不大 C 弱电解质的电离平衡常数大小不受其浓度变化的影响 3 量度弱电解质电离程度的化学量 2 弱电解质的电离度 弱电解质浓度越大 电离程度越小 弱电解质加水稀释时 电离程度 离子浓度 填变大 变小 不变或不能确定 变大 不能确定 画出用水稀释冰醋酸时离子浓度随加水量的变化曲线 增大 增大 增大 减小 减小 增大 增大 增大 增大 增大 增大 增大 减小 减小 减小 减小 减小 减小 减小 减小 增大 增大 增大 增大 2 在CH3COOH溶液中存在如下平衡 CH3COOHH CH3COO 加入少量下列固体物质 能使平衡逆向移动的是 A NaCl
9、B CH3COONaC Na2C03D NaOH 练习与实践 B 2006 全国 0 1mol L的CH3COOH溶液中CH3COOHCH3COO 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 加入少量NaOH固体 平衡向正反应方向移动C 加入少量0 1mol L盐酸 溶液中c H 减小D 加入少量CH3COONa固体 平衡向正反应方向移动 4 影响电离平衡的因素 1 温度电离过程是吸热过程 温度升高 平衡向电离方向移动 2 浓度弱电解质浓度越大 电离程度越小 3 同离子效应同离子效应 即在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质 使电离平衡向逆方向移动 4
10、化学反应在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时 可以使电离平衡向电离方向移动 6 NH3 H20的电离方程式为 若在氨水中加入下表中的物质 氨的电离平衡及平衡时物质的浓度有何变化 请填写下表 7 氯气溶于水的反应是一个可逆反应 1 请写出氯气与水反应的化学方程式 并据此推断氯水中含有哪些物质 用化学式表示 2 氯水中哪些物质能发生电离 请写出电离方程式 并据此分析氯水中存在的微粒 3 若将氯水置于光照条件下 氯水中的化学平衡如何移动 各种微粒的浓度如何变化 4 请设计一个实验方案 促使氯气与水反应的化学平衡向正反应方向移动 练习与实践 三 电离方程式的书写 NaCl N
11、a Cl CH3COOH H2OH3O CH3COO 强电解质在溶液中完全电离 用 弱电解质在溶液中部分电离 用 多元弱酸的电离应分步完成电离方程式 多元弱碱则一步完成电离方程式 即CH3COOHH CH3COO 请写出Na2SO4 HClO NH3 H2O H2CO3 Fe OH 3在水溶液中的电离方程式 Na2SO4 2Na SO42 HClOH ClO NH3 H2ONH4 OH H2CO3H HCO3 HCO3 H CO32 Fe OH 3Fe3 3OH 课堂练习 四 常见的弱电解质 1 水的电离和水的离子积常数 H2OH OH H2O H2OH3O OH 水的电离常数可表示为 在一定
12、温度下 纯水的水和稀溶液中c H2O 可视为一定值 则有 Kw称为水的离子积常数 简称水的离子积 1 在25 时 Kw为1 0 10 14 2 Kw随温度的升高而升高 此时 c H c OH 1 0 10 7 100 时 Kw为5 5 10 13 此时的水溶液中c H c OH 浓度为多大 溶液的酸碱性如何 3 水的电离过程为H2OH OH 在25 35 时其离子积分别为 K 25 1 0 10 14 K 35 2 1 10 14 则下列叙述中正确的是 A c H 随着温度升高而降低B 在35 时 纯水中c H c OH一 C 水的电离度 25 35 D 水的电离过程是吸热过程 练习与实践 2
13、 可以用电离常数表示弱酸弱碱的相对强弱 酸性 HF CH3COOH HClO 酸性 H3PO4 CH3COOH H2CO3 HClO H2SO3 H2CO3 H2SiO3 H2CO3 C6H5OH HCO3 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 如何用平衡移动原理来解释 a 一级电离出H 后 剩下的酸根阴离子带负电荷 增加了对H 的吸引力 使第二个H 离子电离困难的多 b 一级电离出的H 抑制了二级的电离 结论 多元弱酸的酸性由第一步电离决定 电离难的原因 写出H3PO4在水溶液中的电离方程式 课堂练习 思考 在磷酸溶液中存在哪些微粒 有机弱酸在生活中十分常
14、见 许多水果之所以有酸味 主要是因为它们含有柠檬酸 抗坏血酸 维生素C 等有机弱酸 当你被蚂蚁等昆虫叮咬之后 会产生红疹 这主要是由于蚂蚁等昆虫的体液内含有甲酸 HCOOH 也叫蚁酸 当人经过剧烈运动后会感觉小腿发酸 这主要是由于人体在剧烈运动的过程中产生了乳酸 制造肥皂用的硬脂酸 C17H35C00H 是一种脂肪酸 脂肪酸可以用通式R COOH表示 胺类 R NH2 是我们日常生活中常见的一类有机弱碱 许多相对分子质量较小的胺具有让人很不舒服的刺激性气味 胺类的性质和氨水相似 溶于水显弱碱性 有机弱酸和有机弱碱 5 被蜜蜂或黄蜂叮咬后 都会感到非常疼痛 但处理的方法却不相同 这是因为蜜蜂分泌
15、物中含有的是一种酸性物质 而黄蜂分泌物中含有的是一种碱性物质 请思考当被蜜蜂或黄蜂叮咬后应如何用家庭常用的物质加以处理 练习与实践 练3 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 A 自来水B 0 5mol LNH4Cl溶液C 0 5mol L醋酸D 0 5mol L盐酸 BD 练习1 1mol L的盐酸 醋酸 硫酸各1L 分别加入足量的铁 开始反应时产生氢气的速率 最终收集到的氢气的物质的量 2 pH都为1的盐酸 醋酸 硫酸各1L 分别加入足量的铁 开始反应时产生氢气的速率 最终收集到的氢气的物质的量 硫酸 盐酸 醋酸 硫酸 盐酸 醋酸 三者相等 醋酸 硫酸 盐酸 练4 一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时 为减缓反应速率而不影响生成氢气的总量 可向盐酸中加入适量的 A NaOH 固 B H2OC NH4Cl 固 D CH3COONa 固 BD 3 体积和pH都相等的盐酸和醋酸溶液的导电能力 升高相同温度后导电能力 相同 醋酸大于盐酸 4 将0 1mol L的氨水稀释10倍 随着氨水浓度的降低 下列数据逐渐增大的是 A c H B c OH C c OH c NH3 H2O D c NH4 AC
