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1、1第三章 水溶液中的离子平衡第一节 弱电解质的电离教学目标：1.能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，了解酸碱电离理论。2.使学生了解电离平衡常数及其意义。3.通过实验，培养学生观察、分析能力，掌握推理、归纳、演绎和类比等科学方法。教学重点：电离平衡的建立与电离平衡的移动，从化学平衡的建立和化学平衡的移动理论认识电离平衡的建立与电离平衡的移动。教学难点：外界条件对电离平衡的影响。教学过程：一、强弱电解质(1)根据课本内容，什么是电解质？什么是非电解质？非 金 属 氧 化 物 、 气非 金 属 氧 化 物 、 气态 氢 化 物 、 大 多 数态 氢 化 物 、 大 多 数有 机 物 、有 机 物
2、、酸 、 碱 、 盐 、 金 属 氧 化酸 、 碱 、 盐 、 金 属 氧 化物 和 水物 和 水实实 例例 极 性 键 结 合 共 价 化极 性 键 结 合 共 价 化合 物合 物离 子 化 合 物 、 少 量 共 价离 子 化 合 物 、 少 量 共 价化 合 物化 合 物结 构 特 点结 构 特 点 溶 质 分 子溶 质 分 子离 子 或 分 子 与 离 子 共 存离 子 或 分 子 与 离 子 共 存溶 液 中 存溶 液 中 存在 的 微 粒在 的 微 粒 化 合 物 不 直 接 电 离化 合 物 不 直 接 电 离全 部 或 部 分 电 离全 部 或 部 分 电 离电 离 特 点电
3、离 特 点在在 水 溶 液 中 或 熔 化水 溶 液 中 或 熔 化状 态 下 不 能 够 导 电状 态 下 不 能 够 导 电的 化 合 物的 化 合 物在在 水 溶 液 中 或 熔 化 状 态水 溶 液 中 或 熔 化 状 态下 能 够 导 电 的 化 合 物下 能 够 导 电 的 化 合 物概概 念念 非非 电 解 质电 解 质电 解 质电 解 质例：请大家根据电解质的概念，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、NH 3、Na 2O 溶于水可导电，所以均为电解质。讲电
4、解质、非电解质都是化合物，单质既不 是电解质也不是非电解质。故 1 错。在水溶液里或熔融状态下能导电两个条件具备其一即可，不须两个条件同时具备。故 2 错。化合物本身电离出自由移动的离子而导电时，才是电解质。故 3 对。但 NH3、SO 2、CO 2和 P2O5却是非电解质。故 4 错。因此，我们要格外注意的是，电解质不一定导电，导电物质不一定是电解质；非电解质不导电，但不导电的物质不一定是非电解质。思考盐酸与醋酸是生活中常用的酸，盐酸常用于卫生洁具的清洁和去除水垢，为什么不用盐酸代替醋酸呢？醋酸腐蚀性比盐酸小，酸性弱。2醋酸的去水垢能力不如盐酸强，除浓度之外是否还有其它因素？实验3-1：体积
5、相同，氢离子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/LHCl 1mol/LCH3COOH与镁条反应现象溶液的 pH 值实验结果 开始 1mol/LHCl 与镁条反应剧烈，pH 值盐酸为 1，醋酸小于 1探讨反应现象及 pH 值不同的原因？探讨结果：在实验中我们要注意的是：(1) HCl 和 CH3COOH 都是电解质，在水溶液中都能发生电离。(2) 镁无论是与盐酸还是醋酸反应，其实质都是与溶液中的 H 反应。(3) 由于酸液浓度、温度、 体积均相同，且镁条的量也相同，因此，实验中影响反应速率的因素只能是溶液中 H 的浓度的大小。开始 1mol/LHCl 与镁条反应剧
6、烈，说明 1mol/LHCl 中氢离子浓度大，即氢离子浓度为 1mol/L，说明 HCl 完全电离；而开始 1mol/LCH3COOH 与镁条反应较慢，说明其氢离子浓度较盐酸小，即小于 1mol/L，说明醋酸在水中部分电离。HCl 是强电 f解质，CH 3COOH 是弱电解质。(2)什么叫强电解质？什么叫弱电解质？NH3H2O、CH3COH、 HF、 H2S等等H2SO4、 NaOH、 Na2SO4等等实实 例例 有有 离 子 、 也 有 分 子离 子 、 也 有 分 子只 有 离 子只 有 离 子溶 液 中 存溶 液 中 存在 的 微 粒在 的 微 粒 可 逆 、 部 分 电 离可 逆 、
7、部 分 电 离不 可 逆 、 完 全 电 离不 可 逆 、 完 全 电 离电 离 过 程电 离 过 程弱 酸 、 弱 碱 、 水弱 酸 、 弱 碱 、 水强 碱 、 强 酸 、 大 部 分 盐强 碱 、 强 酸 、 大 部 分 盐物 质 类 别物 质 类 别 在在 水 溶 液 中 部 分 电水 溶 液 中 部 分 电离 的 电 解 质离 的 电 解 质在在 水 溶 液 中 全 部 电 离 的 电水 溶 液 中 全 部 电 离 的 电解 质解 质概概 念念 弱 电 解 质弱 电 解 质强 电 解 质强 电 解 质强弱电解质与物质类型的关系3离 子 化 合 物离 子 化 合 物 大 部 分 的 盐
8、 类大 部 分 的 盐 类强强 碱碱共 价 化 合 物共 价 化 合 物 强强 酸酸弱弱 酸酸弱弱 碱碱水水 弱弱 电 解 质电 解 质强强 电电解 质解 质活 泼 金 属 的 氧 化 物活 泼 金 属 的 氧 化 物 强强 碱 ：碱 ：强强 酸 ：酸 ：弱弱 酸 ：酸 ：弱弱 碱 ：碱 ：记 住 ： HCl、 H2SO4、 HNO3、 HClO4、HBr、 HICH3COH、 H2CO3、 H2SO3、 H3PO4、HClO、 HF、 所 有 的 有 机 羧 酸、 所 有 的 有 机 羧 酸NaOH、 KOH、 Ca(OH)2 、 Ba(OH)2NH3H2O和 所 有 难 溶 性 的 碱和
9、所 有 难 溶 性 的 碱科学探究实验：用两支试管分别取 0.1 mol/L 的盐酸溶液和 0.1mol/L 的醋酸溶液各 5 mL，测其溶液的 pH 另取两支小烧杯，分别盛 50 mL 蒸馏水。向其中一个烧杯内滴入 1 滴(约 0.05 mL)0.1mol/L 盐酸，向另一烧杯中滴入 1 滴 mol/L 的醋酸，搅拌后，分别测其 pH 。现象：盐酸被稀释 1000 倍后，溶液的 pH 增大 3 个单位值，表明盐酸中的氢离子浓度减小到了原来的 1/1000；而醋酸被稀释 1000 倍后，溶液的 pH 增大不足 2 个单位值，表明醋酸中 H 的浓度降低要小得多，甚至未低于原溶液的 1/100。结
10、论：证明了强电解质HCl 在水中是完全电离的，弱电解质醋酸在水中只有部分部分分子发生电离；但随着溶液的稀释，发生电离的醋酸分子数目增多。即醋酸在水中的电离过程是动态的，其电离程度并非固定不变，而是随着溶液的稀释而增大。实验结论：醋酸的电离程度可以随着外界条件的改变而改变。思考既然 CH3COOH 的电离过程是动态的，那么，已经电离产生的 CH3COO 和 H 是否能重新结合成 CH3COOH 分子呢？有没有什么办法可以证明这一点？实验：取上述盛有剩余溶液的两支试管，在盛有盐酸的试管内加入 0.5 克 NaCl 晶体，在盛有醋酸的试管内加入 0.5 克 CH3COONH4 晶体，充分振荡后，测其
11、溶液的 pH 4现象：在盛盐酸的试管中加 入 NaCl 晶体，溶液的 pH 没有明显变化；在盛醋酸溶液的试管中加入 CH3COONH4晶体，溶液的 pH 明显变大 结论：由于 c(CH3COO )增大，导致 pH 明显变大，即 c(H )明显减小， 所以醋酸分子电离为离子的过程是可逆的。综合上述两个科学探究的实验可得出结论：弱电解质的电离是可逆的，其电离程度可以随着外界条件的改变而改变。因此，弱电解质的电离也与可逆的化学反应一样，它的两种相反的变化趋势最终会达到平衡。即在一定条件下，弱电解质分子电离成离子的速率与其离子重新结合成分子的速率相等，溶液中弱电解质的分子和离子的浓度保持不变，这就是电
12、离平衡。二、弱电解质的电离因为 HCl 不存在电离平衡，CH 3COOH 存在电离平衡，随着 H 的消耗，CH 3COOH 的电离平衡发生移动，使 H 得到补充，所以 CH3COOH 溶液中 H+浓度降低得比 HCl 中慢，所以 CH3COOH在反应过程中速率较快。在醋酸电离成离子的同时，离子又在重新结合成分子。当分子电离成离子的速率等于离子结合成分子的速率时，就达到了电离平衡状态。这一平衡的建立过程，同样可以用速率时间 图来描述。CH3COOH CH3COO +H在醋酸电离成离子的同时，离子又在重新结合成分子。当分子电离成离子的速率等于离子结合成分子的速率时，就达到了电离平衡状态。这一平衡的
13、建立过程，同样可以用速率时间图来描述。请同学们根据上图的特点，结合化学平衡的概念，说一下什么叫电离平衡。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生成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，这叫电离平衡.电离平衡概念理解：弱电解质的电离；达电离平衡时，分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等；动态平衡，即达电离平衡时分子电离成离子和离子结合成分子的反应并没有停止；达电离平衡时，离子和分子共存，其浓度不再发生变化；指电离平衡也是一定条件下的平衡，外界条件改变，电离平衡会发生移动。1、电离平衡的特征：(1) 逆-弱电解质的电离是可逆的(2) 等-V 电离
14、=V 结合 0(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(5) 变-条件改变时，电离平衡发生移动。 问哪些条件改变可引起化学平衡移动？例：在氨水中存在电离平衡：NH 3H2O NH4 +OH 下列几种情况能否引起电离平衡移动？向哪个方向移动？加 NH4Cl 固体 加 NaOH 溶液 加 HCl 加 CH3COOH 溶液 加热 加水 加压加水时，会使单位体积内 NH3H2O 分子、NH 4 、OH 粒子数均减少，根据勒沙特列原理，平衡会向粒子数增多的方向，即正向移动。但此时溶液中的 NH4 及 OH 浓度与原平衡相比却减小
15、了，这是为什么呢？请根据勒夏特列原理说明。2、影响因素：(1)内因：电解质本身的性质。通常电解质越弱，电离程度越小。由于弱电解的电离是吸热的，因此升高温度，电离平衡将向电离方向移动，弱电 解质的电离程度将增大。(2) 外因： 浓度：温度升高，平衡向电离方向移动。同一弱电解质，增大溶液的物质的量浓度，电离平衡将向电离方向移动，但电解质的电离程度减小；稀释溶液时，电离平衡将向电离方向移动，且电解质的电离程度增大。但是虽然电离程度变大，但溶液中离子浓度不一定变大。 浓度：溶液稀释有利于电离 增大弱电解 质电离出的某离子的浓度，电离平衡向将向离子结合成弱电解质分子的方向移动，弱电解质的电离程度将减小；
16、减小弱电解质电离出的离子的浓度，电离平衡将向电离方向移动，弱电解质的电离程度将增大。同离子效应：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 3向逆方向移动除此之外，我们还可以通过化学反应影响平衡移动，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。思考分析一元弱酸或弱减的电离平衡，完成下列问题：1、写出弱酸和弱减的电离方程式。2、填写下表中的空白。HA 电离过程中体系各离子浓度变化C（H +） C（A ） C（HA）HA 初溶于水时 小 小 大达到电离平衡前 变大 变大 变小达到电离平衡时 不再变化 不再变化 不再变化BOH 电离过程中体系各离子浓度变化C（OH ）C（B ） C（HA）等体积等浓度的 B 、OH 混和时小 小 大达到电离平衡前 变大 变大 变小不再变
