【教學(xué)課件】第一單元 電離平衡 第2課時(shí)

電離平衡（第2課時(shí)）高中化學(xué)選擇性必修1第三章第一單元學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)電離常數(shù)表達(dá)式，了解影響電離常數(shù)的因素。2.了解電離常數(shù)的主要應(yīng)用，并能利用電離常數(shù)分析解決具體化學(xué)問(wèn)題。3.掌握多元弱酸、弱堿電離方程式的書寫，了解多級(jí)電離常數(shù)間的大小關(guān)系。情境導(dǎo)入在實(shí)驗(yàn)室中，經(jīng)常將酸進(jìn)行稀釋，需要知道稀釋后酸的濃度和氫離子濃度。分別取1mL2mol/L鹽酸和1mL2mol/L醋酸，均加水稀釋到10mL，請(qǐng)問(wèn)稀釋后的溶液，酸的濃度和氫離子濃度分別為多少？情境導(dǎo)入

稀釋前

2mol/LCH3COOHH++CH3COO?

稀釋后

0.2mol/L0.2mol/L

問(wèn)題分析：

稀釋前

2mol/L

稀釋后

0.2mol/LHCl完全電離酸的濃度與氫離子濃度相等CH3COOH部分電離酸的濃度與氫離子濃度不相等？HClH++Cl?學(xué)習(xí)任務(wù)課時(shí)任務(wù)活動(dòng)第2課時(shí)【任務(wù)一】研究如何定量表示弱電解質(zhì)電離程度的大小1.電離平衡常數(shù)【任務(wù)二】研究影響電離常數(shù)大小的因素1.電離常數(shù)的影響因素【任務(wù)三】討論電離常數(shù)有哪些具體應(yīng)用1.比較弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱2.判斷平衡移動(dòng)的方向3.計(jì)算相關(guān)粒子的濃度【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離1.多元弱酸、多元弱堿的電離2.人體血液中的平衡分析3.醋酸與碳酸鈉的反應(yīng)學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)一】研究如何定量表示弱電解質(zhì)電離程度的大小K＝c(CH3COO?)·c(H+)c(CH3COOH)CH3COOHH++CH3COO?【寫一寫】寫出醋酸的電離方程式，并寫出該電離方程式的平衡常數(shù)表達(dá)式。1.電離平衡常數(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)通常用Ka、Kb分別表示弱酸、弱堿的電離常數(shù)。醋酸的電離常數(shù)表達(dá)式一水合氨的電離常數(shù)表達(dá)式Ka＝c(CH3COO?)·c(H+)c(CH3COOH)Kb＝c(NH)·c(OH?)c(NH3·H2O)+4CH3COOHH++CH3COO?+4NH3·H2ONH+OH?【任務(wù)一】研究如何定量表示弱電解質(zhì)電離程度的大小1.電離平衡常數(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)在某溫度時(shí)，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.2mol·L?1的氨水中，達(dá)到電離平衡時(shí)，已電離的NH3·H2O為1.7×10?3mol·L?1，試計(jì)算該溫度下NH3·H2O的電離常數(shù)（Kb）?！揪氁痪殹俊救蝿?wù)一】研究如何定量表示弱電解質(zhì)電離程度的大小1.電離平衡常數(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)NH3·H2O的電離方程式及有關(guān)粒子的濃度如下：起始濃度/(mol·L?1)變化濃度/(mol·L?1)平衡濃度/(mol·L?1)0.2001.7×10?30.2?1.7×10?3c(NH3·H2O)＝(0.2?1.7×10?3)mol·L?1

≈0.2mol·L?11.7×10?31.7×10?31.7×10?31.7×10?3＝(1.7×10?3)·(1.7×10?3)0.2≈1.4×10?5該溫度下電離程度小NH3·H2ONH+OH?+4c(NH3·H2O)Kb＝c(NH

)·c(OH?)+4【任務(wù)一】研究如何定量表示弱電解質(zhì)電離程度的大小1.電離平衡常數(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)1.電離平衡常數(shù)進(jìn)一步計(jì)算該溫度下，有多少比例的NH3·H2O發(fā)生了電離：已電離弱電解質(zhì)分子數(shù)原弱電解質(zhì)分子數(shù)×100%＝1.7×10?3×V(溶液)0.2×V(溶液)×100%＝0.85%該溫度下電離程度小【任務(wù)一】研究如何定量表示弱電解質(zhì)電離程度的大小學(xué)習(xí)活動(dòng)1.電離常數(shù)的影響因素【任務(wù)二】研究影響電離常數(shù)大小的因素類比化學(xué)平衡常數(shù)，對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)大小通常與溫度相關(guān)。電離常數(shù)大小受溫度影響推測(cè)學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】研究影響電離常數(shù)大小的因素溫度20℃24℃pH3.053.03

pH計(jì)測(cè)定不同溫度下0.05mol/L醋酸的pH，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：Ka＝c(CH3COO?)·c(H+)c(CH3COOH)分子變大分母變小1.電離常數(shù)的影響因素學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】研究影響電離常數(shù)大小的因素電離常數(shù)大小受溫度影響溫度20℃24℃pH3.053.03證實(shí)

pH計(jì)測(cè)定不同溫度下0.05mol/L醋酸的pH，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：Ka＝c(CH3COO?)·c(H+)c(CH3COOH)分子變大分母變小升高溫度電離平衡正向移動(dòng)1.電離常數(shù)的影響因素學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】研究影響電離常數(shù)大小的因素【想一想】已知25℃時(shí)，相同濃度的CH3COOH溶液與HCN溶液相比較，CH3COOH溶液酸性相對(duì)更強(qiáng)。你能比較該溫度下CH3COOH、HCN電離常數(shù)的大小嗎？1.電離常數(shù)的影響因素學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】研究影響電離常數(shù)大小的因素CH3COOH＞HCN酸性：電離常數(shù)由物質(zhì)本性決定Ka＝c(CH3COO?)·c(H+)c(CH3COOH)Ka＝c(CN?)·c(H+)c(HCN)Ka(CH3COOH)＞Ka(HCN)CH3COOHH++CH3COO?HCNH++CN?1.電離常數(shù)的影響因素學(xué)習(xí)活動(dòng)【小結(jié)】電離常數(shù)【任務(wù)二】研究影響電離常數(shù)大小的因素影響因素（2）外因：同一弱電解質(zhì)的稀溶液，只受溫度影響（1）內(nèi)因：由物質(zhì)本性決定表達(dá)式電離常數(shù)如CH3COOH在25℃時(shí)Ka為1.75×10-5，0℃時(shí)Ka為1.65×10-5

室溫時(shí)可以不考慮溫度對(duì)電離常數(shù)的影響。學(xué)習(xí)活動(dòng)1.比較弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱【任務(wù)三】討論電離常數(shù)有哪些具體應(yīng)用CH3COOH的電離常數(shù)（25℃）＝1.75×10?5＝6.2×10?10CH3COOH＞HCN酸性：Ka＝c(CH3COO?)·c(H+)c(CH3COOH)Ka＝c(CN?)·c(H+)c(HCN)HCN的電離常數(shù)（25℃）學(xué)習(xí)活動(dòng)1.比較弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱【任務(wù)三】討論電離常數(shù)有哪些具體應(yīng)用教科書附錄II酸性：HF＞HNO2＞HClO【查一查】某些弱電解質(zhì)的電離常數(shù)（25℃）HClOHFHNO24.0×10?86.3×10?45.6×10?4學(xué)習(xí)活動(dòng)2.判斷平衡移動(dòng)的方向【任務(wù)三】討論電離常數(shù)有哪些具體應(yīng)用【想一想】若將0.1mol/L醋酸加水稀釋，使其溶質(zhì)的濃度變?yōu)樵瓉?lái)的1/2，你能判斷醋酸電離平衡移動(dòng)的方向嗎？稀釋后，醋酸電離程度變大，平衡正向移動(dòng)。對(duì)于同一弱電解質(zhì)，通常溶液中弱電解質(zhì)的濃度越小，離子間結(jié)合成分子的機(jī)會(huì)越少，電離程度越大。判斷依據(jù)1學(xué)習(xí)活動(dòng)2.判斷平衡移動(dòng)的方向【任務(wù)三】討論電離常數(shù)有哪些具體應(yīng)用判斷依據(jù)2借助電離常數(shù)進(jìn)行判斷CH3COOHCH3COO?

+H+Q＝c(H+)2·c(CH3COO?)2c(CH3COOH)2＝Ka2

＜Ka

Ka＝c(CH3COO?)·c(H+)c(CH3COOH)學(xué)習(xí)活動(dòng)3.計(jì)算相關(guān)粒子的濃度【任務(wù)三】討論電離常數(shù)有哪些具體應(yīng)用【想一想】Ka＝1.75×10?5（25℃）查閱教科書附錄IICH3COOH電離常數(shù)CH3COOHH++CH3COO?

稀釋前

2mol/L

稀釋后

0.2mol/LCH3COOH部分電離酸的濃度與氫離子濃度不相等？學(xué)習(xí)活動(dòng)3.計(jì)算相關(guān)粒子的濃度【任務(wù)三】討論電離常數(shù)有哪些具體應(yīng)用計(jì)算過(guò)程如下：起始濃度/(mol·L?1)變化濃度/(mol·L?1)平衡濃度/(mol·L?1)假設(shè)25℃，0.2mol/L醋酸溶液中，c(H+)＝xmol/LCH3COOHH++CH3COO?0.200xxxx0.2?xxc(CH3COOH)＝(0.2?x)mol·L?1

≈0.2mol·L?1學(xué)習(xí)活動(dòng)3.計(jì)算相關(guān)粒子的濃度【任務(wù)三】討論電離常數(shù)有哪些具體應(yīng)用Ka＝c(CH3COO?)·c(H+)c(CH3COOH)＝x·x0.2≈1.75×10?5起始濃度/(mol·L?1)變化濃度/(mol·L?1)平衡濃度/(mol·L?1)CH3COOHH++CH3COO?0.200xxxx0.2?xxc(CH3COOH)＝(0.2?x)mol·L?1

≈0.2mol·L?1c(H+)＝x

＝0.00187mol·L?1學(xué)習(xí)活動(dòng)3.計(jì)算相關(guān)粒子的濃度【任務(wù)三】討論電離常數(shù)有哪些具體應(yīng)用進(jìn)一步分析：CH3COOHH++CH3COO?

稀釋前

2mol/L

稀釋后

0.2mol/L類比上述計(jì)算方法0.00187

mol/L0.00591

mol/L稀釋10倍后，c(CH3COOH)降為之前濃度的稀釋10倍后，c(H+)降為之前濃度的1103.210稀釋過(guò)程中，醋酸電離平衡正向移動(dòng)平衡移動(dòng)只能削弱反應(yīng)條件的影響學(xué)習(xí)活動(dòng)【小結(jié)】電離常數(shù)【任務(wù)三】討論電離常數(shù)有哪些具體應(yīng)用（1）比較弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱（2）借助Q與K的關(guān)系，判斷電離平衡移動(dòng)方向（3）計(jì)算相關(guān)粒子的濃度影響因素表達(dá)式電離常數(shù)作用意義2?3學(xué)習(xí)活動(dòng)1.多元弱酸、多元弱堿的電離【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離(1)多元弱酸或多元弱堿在水中的電離是分步的。H2CO3是二元弱酸，H2CO3的電離方程式為：H2CO3H++HCOHCOH++CO?3?3學(xué)習(xí)活動(dòng)1.多元弱酸、多元弱堿的電離【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離25℃時(shí)，H2CO3的兩步電離常數(shù)表達(dá)式為：c(H+)·c(HCO

)c(H2CO3)Ka＝?3c(H+)·c(CO

)c(HCO

)Ka

＝2?3?3H2CO3H++HCOHCOH++CO2?3?3?312(2)多元弱酸或多元弱堿每一步都有電離常數(shù)，通常用Ka、Ka或Kb、Kb加以區(qū)分。1122學(xué)習(xí)活動(dòng)1.多元弱酸、多元弱堿的電離【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離

比較多元弱酸的各步電離常數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，Ka1

＞Ka2

＞Ka3……當(dāng)Ka1

＞＞Ka2時(shí)，計(jì)算多元弱酸中的c(H+)，或比較多元弱酸酸性的相對(duì)強(qiáng)弱時(shí)，通常只考慮第一步電離。25℃時(shí)，H2CO3的兩步電離常數(shù)分別為：＝4.4×10－7c(H+)·c(HCO

)c(H2CO3)Ka＝?3＝4.7×10－11c(H+)·c(CO

)c(HCO

)Ka

＝2?3?312多元弱堿的情況與多元弱酸類似。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.人體血液中的平衡分析【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離CO2、H2CO3？小孩大哭過(guò)后，容易出現(xiàn)抽抽搭搭，停不下來(lái)、喘不上氣，或者手腳僵硬的情況。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.人體血液中的平衡分析【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離人體血液的pH需維持在7.35~7.45。當(dāng)pH＜7.35會(huì)導(dǎo)致酸中毒，pH大于7.45會(huì)導(dǎo)致堿中毒。已知人體血液中存在如下平衡：H2O+CO2H2CO3H++HCO?3【想一想】小孩大哭后出現(xiàn)的生理癥狀，與上述平衡相關(guān)，是隨著哭泣，呼出大量CO2，平衡狀態(tài)改變后，發(fā)生了輕微堿中毒。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.人體血液中的平衡分析【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離人體血液的pH需維持在7.35~7.45。當(dāng)pH＜7.35會(huì)導(dǎo)致酸中毒，pH大于7.45會(huì)導(dǎo)致堿中毒。已知人體血液中存在如下平衡：H2O+CO2H2CO3H++HCO?3【想一想】出現(xiàn)輕微堿中毒后，如何緩解中毒癥狀呢？學(xué)習(xí)活動(dòng)2.人體血液中的平衡分析【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離分析問(wèn)題的化學(xué)本質(zhì)直接吸入大量CO2合理嗎？H2O+CO2H2CO3H++HCO?3需要控制條件，使上述平衡正向移動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)2.人體血液中的平衡分析【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離分析問(wèn)題的化學(xué)本質(zhì)需要控制條件，使上述平衡正向移動(dòng)可用紙袋，罩于鼻、口上再呼吸，增加動(dòng)脈血CO2濃度。及時(shí)就醫(yī)。H2O+CO2H2CO3H++HCO?3學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離【實(shí)驗(yàn)】向盛有2mL0.1mol/L醋酸的試管中加入等濃度Na2CO3溶液，觀察現(xiàn)象。3.醋酸與碳酸鈉的反應(yīng)學(xué)習(xí)活動(dòng)3.醋酸與碳酸鈉的反應(yīng)【任務(wù)四】研究多元弱酸、弱堿的電離【想一想】根據(jù)試管中產(chǎn)生大量氣泡的現(xiàn)象，能否推測(cè)出CH3COOH

的Ka和H2CO3的Ka1的大??？反應(yīng)本質(zhì)：2CH3COOH+Na2CO3