弱電解質(zhì)的電離平衡

第一單元弱電解質(zhì)的電離平衡一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解強(qiáng)、弱電解質(zhì)在水溶液中電離程度的差異及原因，了解強(qiáng)、弱電解質(zhì)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，在化學(xué)平衡概念的基礎(chǔ)上理解電離平衡概念。2．了解酸堿電離理論，能運(yùn)用電離平衡原理解釋弱電解質(zhì)在水溶液中的電離情況，會(huì)書寫電離方程式。3．知道水的離子積常數(shù)，知道電離平衡常數(shù)與弱酸、弱堿的酸堿性強(qiáng)弱之間的關(guān)系。4．通過(guò)活動(dòng)與探究，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的一般方法，培養(yǎng)提出問(wèn)題、探究問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。5．通過(guò)強(qiáng)、弱電解質(zhì)概念的學(xué)習(xí)，掌握學(xué)習(xí)概念性知識(shí)的常用方法：歸納法和演繹法。當(dāng)前第1頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)知識(shí)回顧：電解質(zhì)：非電解質(zhì)：在水溶液中或熔融狀態(tài)時(shí)能夠?qū)щ姷幕衔?。在水溶液中和熔融狀態(tài)時(shí)都不能導(dǎo)電的化合物。①NaCl溶液②NaOH③H2SO4、④Cu⑤CH3COOH⑥NH3·H2O、⑦CO2⑧乙醇⑨水②③⑤⑥⑨⑦⑧當(dāng)前第2頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)你能解釋下列事實(shí)嗎?1．潮濕的手觸摸正在工作的電器，可能會(huì)發(fā)生觸電事故。2．電解水制H2、02時(shí)，需要向水中加入少量的Na0H溶液或H2SO4溶液。當(dāng)前第3頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)1．醋酸和鹽酸是常見的兩種酸，根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)，你認(rèn)為它們的電離程度有無(wú)差異?請(qǐng)說(shuō)出你的理由。2．你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想嗎?請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)方案并與同學(xué)交流。3．若按如下方案(或按你自己設(shè)計(jì)的方案)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(1)測(cè)量物質(zhì)的量濃度均為1mol·L－1的鹽酸和醋酸的pH。(2)如圖3－1所示，在兩只錐形瓶中分別加入等體積、物質(zhì)的量濃度均為1mol·L－1的鹽酸和醋酸，在兩個(gè)氣球中分別加入經(jīng)砂紙打磨過(guò)的長(zhǎng)度相同的鎂條，然后將氣球套在錐形瓶口，同時(shí)將氣球中的鎂條送入錐形瓶中，觀察、比較氣球鼓起的快慢等現(xiàn)象，將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和你對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋填入表3－1。當(dāng)前第4頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)開始0.01mol/LHCl與鎂條反應(yīng)劇烈，說(shuō)明0.01mol/LHCl中氫離子濃度大，即氫離子濃度為0.01mol/L，說(shuō)明HCl完全電離；而開始0.01mol/LCH3COOH與鎂條反應(yīng)較慢，說(shuō)明其氫離子濃度較鹽酸小，即小于0.01mol/L，說(shuō)明醋酸在水中部分電離。HCl是強(qiáng)電解質(zhì)，CH3COOH是弱電解質(zhì)。探究結(jié)果：當(dāng)前第5頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)一、電解質(zhì)有強(qiáng)弱之分HCl＝Cl－＋H＋HCl＋H2O＝Cl－＋H3O＋CH3COOHCH3COO－＋H＋CH3COOH＋H2OCH3COO－＋H3O＋H＋＋H2OH3O＋當(dāng)前第6頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)，你認(rèn)為相同濃度的氫氧化鈉溶液與氨水的電離程度有無(wú)差異?請(qǐng)?zhí)岢瞿愕募僭O(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，完成表3－2。當(dāng)前第7頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)強(qiáng)、弱電解質(zhì)的判斷：化合物非電解質(zhì)電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)大部分的鹽類強(qiáng)堿強(qiáng)酸活潑金屬的氧化物弱酸弱堿水離子化合物共價(jià)化合物當(dāng)前第8頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)強(qiáng)堿：強(qiáng)酸：弱酸：弱堿：記住：HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HICH3COOH、H2CO3、H2SO3、H3PO4、HClO、HF、所有的有機(jī)羧酸NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2NH3·H2O當(dāng)前第9頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)

強(qiáng)弱電解質(zhì)的區(qū)分依據(jù)不是看該物質(zhì)溶解度的大小,也不是看其水溶液導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱,而是看溶于水的部分是否完全電離.

BaSO4、Fe(OH)3的溶解度都很小，BaSO4屬于強(qiáng)電解質(zhì)，而Fe(OH)3屬于弱電解質(zhì)；CH3COOH、HCl的溶解度都很大，HCl屬于強(qiáng)電解質(zhì)，而CH3COOH屬于弱電解質(zhì)。電解質(zhì)的強(qiáng)弱與其溶解性有何關(guān)系？怎樣區(qū)分強(qiáng)弱電解質(zhì)？當(dāng)前第10頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)4．用1mol1·L－1醋酸進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很低；用lmol1·L－1氨水進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度同樣很低；但若將兩種溶液等體積混合后進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，燈泡亮度卻顯著增加。請(qǐng)分析其中的原因。練習(xí)與實(shí)踐當(dāng)前第11頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)1．下列物質(zhì)中，屬于弱電解質(zhì)的是()A．氯化氫B．氫氧化鈉C．一水合氨D．酒精練習(xí)與實(shí)踐C當(dāng)前第12頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)

下列電解質(zhì)中，①

NaCl、②

NaOH，③NH3·H2O、④CH3COOH，⑤BaSO4

、⑥

AgCl、⑦

Na2O、

⑧

K2O，⑨H2O哪些是強(qiáng)電解質(zhì)，那些是弱電解質(zhì)?強(qiáng)電解質(zhì):

①

②

⑤⑥⑦

⑧弱電解質(zhì):③④⑨練習(xí)與實(shí)踐當(dāng)前第13頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)強(qiáng)、弱電解質(zhì)的比較：回顧：當(dāng)前第14頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)

思考與討論：

1)開始時(shí)，V電離和V分子化怎樣變化？

CH3COOH

CH3COO-+H+電離結(jié)合二、弱電解質(zhì)的電離平衡當(dāng)前第15頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)思考與討論：

2)當(dāng)V電離=V結(jié)合時(shí)，可逆過(guò)程達(dá)到一種什么樣的狀態(tài)？畫出V～t圖。

CH3COOH

CH3COO-+H+電離結(jié)合當(dāng)前第16頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)1.定義：2.特點(diǎn)：在一定條件（如溫度、濃度）下，當(dāng)電解質(zhì)分子電離成離子的速率和離子重新結(jié)合成分子的速率相等時(shí)，電離過(guò)程就達(dá)到了平衡狀態(tài)——電離平衡動(dòng)

電離平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡

定

條件不變，溶液中各分子、離子的濃度不變，溶液里既有離子又有分子

變

條件改變時(shí)，電離平衡發(fā)生移動(dòng)。

等V電離=V分子化≠0逆

弱電解質(zhì)的電離當(dāng)前第17頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)表3－3是實(shí)驗(yàn)測(cè)定的醋酸電離達(dá)到平衡時(shí)各種微粒的濃度，請(qǐng)?zhí)顚懕碇锌瞻祝瑢⒛愕慕Y(jié)論與同學(xué)交流討論。10.11.77×10－51.80×10－50.421%1.34%當(dāng)前第18頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)3.量度弱電解質(zhì)電離程度的化學(xué)量：（1）電離平衡常數(shù)：Ka=c(H+).c(A-)

c(HA)對(duì)于一元弱酸：HAH++A-，平衡時(shí)對(duì)于一元弱堿：MOHM＋+OH-，平衡時(shí)Kb=c(M+).c(OH-)

c(MOH)①意義：K值越大，電離程度越大，相應(yīng)酸(或堿)的酸(或堿)性越強(qiáng)。當(dāng)前第19頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)②影響電離平衡常數(shù)大小的因素：A.電離平衡常數(shù)大小是由物質(zhì)的本性決定的，在同一溫度下，不同弱電解質(zhì)的電離常數(shù)不同。B.弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)受溫度變化的影響，但室溫下一般變化不大。C.弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)大小不受其濃度變化的影響當(dāng)前第20頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)3.量度弱電解質(zhì)電離程度的化學(xué)量：（2）弱電解質(zhì)的電離度α

：α

=已電離的弱電解質(zhì)濃度弱電解質(zhì)的初始濃度已電離的分子數(shù)

弱電解質(zhì)分子總數(shù)=弱電解質(zhì)濃度越大，電離程度越小。當(dāng)前第21頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)弱電解質(zhì)加水稀釋時(shí)，電離程度_____,離子濃度________(填變大、變小、不變或不能確定）

變大不能確定

畫出用水稀釋冰醋酸時(shí)離子濃度隨加水量的變化曲線。當(dāng)前第22頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)練習(xí)：在0.1mol/L的CH3COOH溶液中CH3COOHCH3COO－+H+增大增大增大減小減小增大增大增大增大增大增大增大減小減小減小減小減小減小減小減小增大增大增大增大當(dāng)前第23頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)2．在CH3COOH溶液中存在如下平衡：CH3COOHH++CH3COO－。加入少量下列固體物質(zhì)，能使平衡逆向移動(dòng)的是()A．NaClB．CH3COONaC．Na2C03D．NaOH練習(xí)與實(shí)踐B當(dāng)前第24頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)B（2006·全國(guó)）0.1mol/L的CH3COOH溶液中

CH3COOHCH3COO－+H＋

對(duì)于該平衡，下列敘述正確的是（ ）

A．加水時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

B．加入少量NaOH固體，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

C．加入少量0.1mol/L鹽酸，溶液中c(H+)減小

D．加入少量CH3COONa固體，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)當(dāng)前第25頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)4.影響電離平衡的因素（1）溫度電離過(guò)程是吸熱過(guò)程，溫度升高，平衡向電離方向移動(dòng)。（2）濃度弱電解質(zhì)濃度越大，電離程度越小。（3）同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)(即在弱電解質(zhì)溶液中加入同弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使電離平衡向逆方向移動(dòng))（4）化學(xué)反應(yīng)在弱電解質(zhì)溶液中加入能與弱電解質(zhì)電離產(chǎn)生的某種離子反應(yīng)的物質(zhì)時(shí)，可以使電離平衡向電離方向移動(dòng)。當(dāng)前第26頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)6．NH3·H20的電離方程式為：若在氨水中加入下表中的物質(zhì)，氨的電離平衡及平衡時(shí)物質(zhì)的濃度有何變化?請(qǐng)?zhí)顚懴卤?。?dāng)前第27頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)7．氯氣溶于水的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。(1)請(qǐng)寫出氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式，并據(jù)此推斷氯水中含有哪些物質(zhì)(用化學(xué)式表示)。(2)氯水中哪些物質(zhì)能發(fā)生電離，請(qǐng)寫出電離方程式，并據(jù)此分析氯水中存在的微粒。(3)若將氯水置于光照條件下，氯水中的化學(xué)平衡如何移動(dòng)?各種微粒的濃度如何變化?(4)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，促使氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。練習(xí)與實(shí)踐當(dāng)前第28頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)三、電離方程式的書寫NaCl=Na＋+Cl－CH3COOH＋H2OH3O++CH3COO－

強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中完全電離，用“＝”弱電解質(zhì)在溶液中部分電離，用“”多元弱酸的電離應(yīng)分步完成電離方程式，多元弱堿則一步完成電離方程式。即CH3COOHH＋+CH3COO－

當(dāng)前第29頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)請(qǐng)寫出Na2SO4、HClO、NH3·H2O、H2CO3、Fe(OH)3在水溶液中的電離方程式。Na2SO4=2Na++SO42－HClOH++ClO－NH3·H2ONH4++OH－H2CO3H++HCO3－HCO3－

H++CO32－Fe(OH)3Fe3++3OH－【課堂練習(xí)】當(dāng)前第30頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)四、常見的弱電解質(zhì)1。水的電離

和水的離子積常數(shù)：H2OH＋＋OH－H2O＋H2OH3O＋＋OH－水的電離

常數(shù)可表示為：在一定溫度下，純水的水和稀溶液中c(H2O)可視為一定值，則有：當(dāng)前第31頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)Kw稱為水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積。（1）在25℃時(shí)，Kw為1.0×10－14。（2）Kw隨溫度的升高而升高。此時(shí)，c(H＋)＝c(OH)－＝1.0×10－7。100℃時(shí)，Kw為5.5×10－13，此時(shí)的水溶液中c(H＋)、c(OH－)濃度為多大？溶液的酸堿性如何？當(dāng)前第32頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)3．水的電離過(guò)程為H2OH＋+OH－，在25℃、35℃時(shí)其離子積分別為:K(25℃)=1.0×10－14，K(35℃)=2.1×10－14。則下列敘述中正確的是 ( )A．c(H＋)隨著溫度升高而降低B．在35℃時(shí)，純水中c(H+)>c(OH一)C．水的電離度α（25℃）>α（35℃）D．水的電離過(guò)程是吸熱過(guò)程練習(xí)與實(shí)踐D當(dāng)前第33頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)2?？梢杂秒婋x常數(shù)表示弱酸弱堿的相對(duì)強(qiáng)弱：酸性：HF>CH3COOH>HClO酸性：H3PO4>CH3COOH>H2CO3>HClOH2SO3>H2CO3>H2SiO3H2CO3>C6H5OH>HCO3－當(dāng)前第34頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)多元弱酸，分步電離，第一步電離大于第二步電離，第二步電離遠(yuǎn)大于第三步電離……，如何用平衡移動(dòng)原理來(lái)解釋？當(dāng)前第35頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)a、一級(jí)電離出H+后，剩下的酸根陰離子帶負(fù)電荷，增加了對(duì)H+的吸引力，使第二個(gè)H+離子電離困難的多；b、一級(jí)電離出的H+抑制了二級(jí)的電離。結(jié)論：多元弱酸的酸性由第一步電離決定。電離難的原因：H2CO3H++HCO3－HCO3－H++CO32－當(dāng)前第36頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)寫出H3PO4在水溶液中的電離方程式?！菊n堂練習(xí)】【思考】在磷酸溶液中存在哪些微粒？H3PO4H+

+H2PO4-H2PO4-H+

+HPO42-HPO42-H++PO43-

當(dāng)前第37頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)有機(jī)弱酸在生活中十分常見。許多水果之所以有酸味，主要是因?yàn)樗鼈兒袡幟仕?、抗壞血?維生素C)等有機(jī)弱酸；當(dāng)你被螞蟻等昆蟲叮咬之后，會(huì)產(chǎn)生紅疹，這主要是由于螞蟻等昆蟲的體液內(nèi)含有甲酸(HCOOH，也叫蟻酸)；當(dāng)人經(jīng)過(guò)劇烈運(yùn)動(dòng)后會(huì)感覺小腿發(fā)酸，這主要是由于人體在劇烈運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生了乳酸；制造肥皂用的硬脂酸(C17H35C00H)是一種脂肪酸，脂肪酸可以用通式R—COOH表示。胺類(R－NH2)是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊活愑袡C(jī)弱堿。許多相對(duì)分子質(zhì)量較小的胺具有讓人很不舒服的刺激性氣味。胺類的性質(zhì)和氨水相似，溶于水顯弱堿性：有機(jī)弱酸和有機(jī)弱堿當(dāng)前第38頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)5．被蜜蜂或黃蜂叮咬后，都會(huì)感到非常疼痛，但處理的方法卻不相同，這是因?yàn)槊鄯浞置谖镏泻械氖且环N酸性物質(zhì)，而黃蜂分泌物中含有的是一種堿性物質(zhì)。請(qǐng)思考當(dāng)被蜜蜂或黃蜂叮咬后應(yīng)如何用家庭常用的物質(zhì)加以處理。練習(xí)與實(shí)踐當(dāng)前第39頁(yè)\共有43頁(yè)\編于星期二\7點(diǎn)練3.把0.05molNaOH固體分別加入100mL下列液體中，溶液的導(dǎo)電性變化不大的是（）A.自來(lái)水4Cl溶液C.0.5mol/L醋酸D.0.5mol/L鹽酸