3.1水溶液中的弱電解質(zhì)的電離平衡（導(dǎo)學(xué)案）高二化學(xué)（人教版2019選擇性必修1）

第三章《水溶液中的離子反應(yīng)與平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)第一節(jié)電離平衡第一課時(shí)電離平衡【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解弱電解質(zhì)在水溶液中電離過程的特點(diǎn)和復(fù)雜性。2.掌握電離平衡的概念，知道弱電解質(zhì)在溶液中會(huì)逐漸離解為自由移動(dòng)的離子。3.理解影響弱電解質(zhì)電離平衡的因素，包括溫度、濃度、酸堿性等，能夠根據(jù)這些因素進(jìn)行簡單的計(jì)算。4.能夠利用電離平衡解釋一些化學(xué)現(xiàn)象和進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。5.知道電離平衡常數(shù)的概念和用途，能夠利用電離平衡常數(shù)進(jìn)行相對比較和簡單的計(jì)算。6.培養(yǎng)學(xué)生對弱電解質(zhì)電離平衡的興趣和探究精神，鼓勵(lì)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和觀察來加深對電離平衡的理解。【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：難點(diǎn)：【課前預(yù)習(xí)】舊知回顧：一、電解質(zhì)、非電解質(zhì)：電解質(zhì)：在水溶液或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。非電解質(zhì)：在水溶液和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。電解質(zhì)非電解質(zhì)定義在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物在水溶液里和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電的化合物本質(zhì)區(qū)別溶于水或熔融時(shí)，自身能電離溶于水和熔融時(shí)，自身不能電離實(shí)例酸、堿、鹽、活潑金屬氧化物等非金屬氧化物、大多數(shù)有機(jī)物、NH3等【預(yù)習(xí)題1】下列物質(zhì)的水溶液能導(dǎo)電，但屬于非電解質(zhì)的是A．KOH B．CH3COOH C．蔗糖 D．SO2【答案】D【詳解】A．氫氧化鉀在溶液中能電離出自由移動(dòng)的離子，屬于電解質(zhì)，氫氧化鉀溶液能導(dǎo)電，故A不符合題意；B．醋酸在溶液中能部分電離出自由移動(dòng)的離子，屬于弱電解質(zhì)，醋酸溶液能導(dǎo)電，故B不符合題意；C．蔗糖在溶液中不能電離出自由移動(dòng)的離子，屬于非電解質(zhì)，蔗糖溶液不能導(dǎo)電，故C不符合題意；D．二氧化硫不能電離出自由移動(dòng)的離子，屬于非電解質(zhì)，但二氧化硫與水反應(yīng)生成的亞硫酸能電離出自由移動(dòng)的離子，二氧化硫的水溶液能導(dǎo)電，故D符合題意；【預(yù)習(xí)題2】人的手上常會(huì)沾有NaCl(汗液的成分之一)，給電器設(shè)備通電時(shí)，濕手操作容易發(fā)生觸電事故。這一生活常識說明A．NaCl溶液能導(dǎo)電，因此NaCl溶液是電解質(zhì)B．NaCl固體不導(dǎo)電，因此NaCl固體不是電解質(zhì)C．易溶電解質(zhì)形成的水溶液可以導(dǎo)電D．電解質(zhì)只有在水溶液中才可能導(dǎo)電【答案】C【詳解】A．NaCl溶液能導(dǎo)電，但NaCl溶液是混合物，不是化合物，因此NaCl溶液不屬于電解質(zhì)，A錯(cuò)誤；B．NaCl固體不導(dǎo)電，但NaCl溶于水或受熱熔化時(shí)會(huì)電離產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子而能夠?qū)щ?，因此NaCl固體是電解質(zhì)，B錯(cuò)誤；C．人的手上常會(huì)沾有NaCl(汗液的成分之一)，給電器設(shè)備通電時(shí)，濕手操作容易發(fā)生觸電事故，是由于NaCl溶于水形成NaCl溶液時(shí)產(chǎn)生了自由移動(dòng)的離子而能夠?qū)щ?，C正確；D．電解質(zhì)在水溶液中會(huì)發(fā)生電離而導(dǎo)電，有些電解質(zhì)在熔融狀態(tài)下也能夠發(fā)生電離而導(dǎo)電，因此不是電解質(zhì)只有在水中才可能導(dǎo)電，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是C?！菊n中探究】<情景導(dǎo)入>除燒水壺的水垢可以用食醋，而用于除廁所水垢的潔廁靈中卻含有腐蝕性較強(qiáng)的鹽酸。用同濃度的醋酸代替鹽酸，效果一樣嗎？【設(shè)問】鹽酸是強(qiáng)酸、醋酸是弱酸，那這個(gè)強(qiáng)弱體現(xiàn)在哪呢？強(qiáng)弱電解質(zhì)的電離活動(dòng)一、弱電解質(zhì)的電離任務(wù)1：電解質(zhì)與非電解質(zhì)的判斷【教師提問】NaCl溶液，CO2，金屬單質(zhì)是不是電解質(zhì)？【答題要點(diǎn)】1.金屬單質(zhì)既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)；電解質(zhì)和非電解質(zhì)是針對化合物來分類的。2.NaCl溶液是混合物。電解質(zhì)和非電解質(zhì)是針對化合物來分類的。3.電解質(zhì)必須是自身能電離出離子。CO2自身不能電離出離子。任務(wù)2.強(qiáng)弱電解質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究【活動(dòng)】組織學(xué)生根據(jù)已有知識儲(chǔ)備預(yù)測實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，巡邏、指導(dǎo)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)?？刂普麄€(gè)實(shí)驗(yàn)過程時(shí)間為5分鐘內(nèi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束請學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)記錄?！窘處煛繉?shí)驗(yàn)—同濃度的HCl和CH3COOH，分別加入鎂條，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：【答題要點(diǎn)】1.觀察到鹽酸中鎂條產(chǎn)生的氣泡速度快；2.向兩張精密pH試紙上分別滴加濃度均為0.1mol/L的鹽酸和醋酸，并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比。觀察到鹽酸pH為1，醋酸pH約為3。說明鹽酸完全電離而醋酸不完全電離；3.分別用0.1mol/L的鹽酸和醋酸進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，觀察燈泡亮度。看到接入鹽酸的燈泡比接入醋酸的亮?！窘處熆偨Y(jié)】取相同體積、0.1mol/L的鹽酸和醋酸，比較它們pH的大小，試驗(yàn)其導(dǎo)電能力，并分別與等量鎂條反應(yīng)，觀察、比較并記錄?！緦?shí)驗(yàn)記錄表單】酸0.1mol/L鹽酸0.1mol/L醋酸pH13導(dǎo)電能力燈泡明亮燈泡按與鎂條反應(yīng)反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氣泡反應(yīng)緩慢，產(chǎn)生少量氣泡【教師提問】以上3個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都說明了氯化氫在水中的電離程度要大于醋酸，那差距到底有多大？相同濃度的鹽酸、醋酸溶液導(dǎo)電能力誰強(qiáng)？【答題要點(diǎn)】導(dǎo)電能力與什么有關(guān)：離子濃度和離子所帶電荷。活動(dòng)二、講解電解質(zhì)的電離方程式的書寫方法任務(wù)1.電離方程式的書寫注意事項(xiàng)【答題技巧】①強(qiáng)電解質(zhì)：“”、弱電解質(zhì)：“”②多元弱酸分步電離，分步書寫③多元弱堿分步電離，一步書寫④強(qiáng)酸酸式鹽的電離，熔融狀態(tài)分步電離、水溶液一步電離⑤弱酸酸式鹽的電離，分步電離任務(wù)2：書寫不同類型的電解質(zhì)的電離方程式1.強(qiáng)電解質(zhì)用等號，弱電解質(zhì)用可逆號H2SO4=2H++SO42CH3COOHCH3COO+H+2.二元及多元弱酸的電離分步完成,并以第一步電離為主。H2CO3H++HCO3HCO3H++CO323.多元弱堿的電離認(rèn)為一步完成。Cu(OH)2Cu2++2OH4.酸式鹽的電離強(qiáng)酸酸式鹽：NaHSO4＝Na＋＋H＋＋SO42－弱酸酸式鹽：NaHCO3＝Na＋＋HCO3－HCO3－H＋＋CO32－活動(dòng)3：技巧總結(jié)教師對電解質(zhì)電離方程式寫的規(guī)律口訣總結(jié)【答題要點(diǎn)】強(qiáng)等號、弱可逆；多元弱酸分步寫；多元弱堿一步完；酸式鹽看強(qiáng)弱、看條件【練習(xí)1】下列事實(shí)中一定能證明CH3COOH是弱電解質(zhì)的是①用CH3COOH溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)，燈泡很暗②0.1CH3COOH溶液中③往NaHCO3溶液中滴加CH3COOH溶液，產(chǎn)生大量氣泡④20mL0.2CH3COOH溶液恰好與20mL0.2NaOH溶液完全反應(yīng)⑤1mL的CH3COOH溶液稀釋至1L，A．①② B．②③ C．②⑤ D．③④【解析】①中未指明濃度，也沒有參照物，不能說明CH3COOH是弱電解質(zhì)；②0.1CH3COOH溶液中，說明CH3COOH未完全電離，說明CH3COOH是弱電解質(zhì)；③往NaHCO3溶液中滴加CH3COOH溶液，產(chǎn)生大量氣泡，生成了CO2，說明酸性：CH3COOH>H2CO3，H2CO3是弱酸，不能說明CH3COOH是弱電解質(zhì)；④20mL0.2CH3COOH溶液恰好與20mL0.2NaOH溶液完全反應(yīng)，不能說明CH3COOH是弱電解質(zhì)；⑤1mL的CH3COOH溶液稀釋至1L，，說明CH3COOH未完全電離，加水稀釋促進(jìn)了電離，能夠說明CH3COOH是弱電解質(zhì)；故選C。【練習(xí)2】下列電離方程式中，錯(cuò)誤的是A． B．C． D．【答案】C【詳解】A．Fe2(SO4)3是強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離出Fe3+和，且符合質(zhì)量守恒、電荷守恒，A正確；B．H2SO4是強(qiáng)酸，完全電離出H+和，符合質(zhì)量守恒、電荷守恒，B正確；C．為弱酸根離子，不能完全電離，不能寫成H+和，正確的應(yīng)為，C錯(cuò)誤；D．Ba(OH)2為強(qiáng)堿，完全電離出Ba2+和OH，且符合質(zhì)量守恒、電荷守恒，D正確；正確答案為C。二、弱電解質(zhì)的電離活動(dòng)一、分析弱電解質(zhì)電離平衡圖像任務(wù)1：弱電解質(zhì)電離平衡的特點(diǎn)【實(shí)驗(yàn)探究】CH3COOH在水溶液中的電離可逆【圖像分析】分析弱電解質(zhì)電離平衡圖像任務(wù)1：總結(jié)弱電解質(zhì)的電離平衡特點(diǎn)，思考可能影響的因素。【答題要點(diǎn)】1.電離平衡特點(diǎn)：逆、等、定、動(dòng)、變2.通過分析特征，我們可以感覺到電離平衡和我們前面學(xué)的化學(xué)平衡非常類似，溫度，壓強(qiáng)（氣體）、濃度（溶液、氣體）、催化劑任務(wù)2：討論在水溶液中影響電離平衡的因素，示例：CH3COOHCH3COO+H+填寫下列表格【答題要點(diǎn)】任務(wù)3：總結(jié)弱電解質(zhì)電離平衡影響因素【答題要點(diǎn)】（1）溶液加水稀釋：弱電解質(zhì)溶液的濃度越小，電離程度越大；但在弱酸溶液中c(H＋)減小，弱堿溶液中c(OH－)減小。（2）改變溫度：電離是吸熱的，升高溫度使電離平衡向右移動(dòng)，溶液中弱電解質(zhì)分子數(shù)減小，溶液中離子濃度增大。（3）同離子效應(yīng)：當(dāng)向弱電解質(zhì)溶液中加入的物質(zhì)含有與弱電解質(zhì)相同的離子時(shí)，由于同種離子的相互影響，使電離平衡向左移動(dòng)，弱電解質(zhì)的電離程度減小。（4）加入能反應(yīng)的物質(zhì)：當(dāng)向弱電解質(zhì)溶液中加入的物質(zhì)能和弱電解質(zhì)電離出的離子反應(yīng)時(shí)，電離平衡向右移動(dòng)，參加反應(yīng)的離子濃度減小，其他的離子濃度增大?！揪毩?xí)3】蟻酸(HCOOH)是一種一元弱酸，下列說法可以證明它是弱電解質(zhì)的是A．蟻酸溶液的pH值=2 B．常溫下HCOONa溶液的pH＞7C．蟻酸能與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳 D．蟻酸溶液與鋅反應(yīng)比強(qiáng)酸溶液緩【答案】B【詳解】A．蟻酸溶液的濃度未知，蟻酸溶液的pH值=2，不能確定其是否完全電離，所以不能證明它是弱電解質(zhì)，故A錯(cuò)誤；B．常溫下HCOONa溶液的pH＞7，說明HCOONa為強(qiáng)堿弱酸鹽，水解顯堿性，即HCOOH為弱酸，故B正確；C．根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理可知，蟻酸能與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，說明蟻酸的酸性強(qiáng)于碳酸，并不能證明蟻酸是弱電解質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D．蟻酸溶液或強(qiáng)酸溶液與鋅反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鋅與氫離子反應(yīng)，因兩者溶液濃度未知，因此無法根據(jù)反應(yīng)速率判定蟻酸是否為弱電解質(zhì)，故D錯(cuò)誤；【練習(xí)4】現(xiàn)有①、②HCl、③三種溶液，下列說法不正確是A．pH相同時(shí)，其物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是①>②>③B．物質(zhì)的量濃度相同時(shí)，其pH由大到小的順序是①>②>③C．中和等量的燒堿溶液，需等物質(zhì)的量濃度的①②③三種酸溶液的體積比為2：2：1D．用相同大小的鐵片與少量pH相同的三種溶液制取氫氣，收集相同體積的氣體所需時(shí)間①>②=③【答案】D【詳解】A．當(dāng)它們pH相同時(shí)，溶液中氫離子濃度相同，假設(shè)提供1mol/L的氫離子，需要醋酸濃度應(yīng)大于1mol/L；需要②溶液濃度為1mol/L；、需要③H2SO4溶液濃度為0.5mol/L；其物質(zhì)的量濃度由大到小排列的是①＞②＞③，A正確；B．當(dāng)它們的物質(zhì)的量濃度相同時(shí)，假設(shè)濃度都是1mol/L；①CH3COOH溶液電離出氫離子濃度小于1mol/L、②HCl電離出氫離子濃度為1mol/L、③H2SO4，電離出的氫離子濃度為2mol/L；pH由大到小排列的是①＞②＞③，B正確；C．中和等量的燒堿溶液，假設(shè)氫氧化鈉物質(zhì)的量為1mol，需要①醋酸1mol，需要②HCl1mol；需要③H2SO40.5mol；需同濃度的三種酸溶液的體積比為2∶2∶1，C正確；D．pH相同的①、②、③三溶液，開始的H+濃度相同，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，醋酸繼續(xù)電離出H+，反應(yīng)速率快，而鹽酸和硫酸不再電離，H+濃度不變，反應(yīng)速率不變，故收集相同體積的氣體所需時(shí)間①<②=③，D錯(cuò)誤。三、純?nèi)蹼娊赓|(zhì)中的稀釋過程任務(wù)1：弱電解質(zhì)稀釋過程的導(dǎo)電情況的探究—以冰醋酸為例【答題要點(diǎn)】圖示：2.在一定溫度下，冰醋酸加水稀釋過程中，溶液的導(dǎo)電能力如圖所示，請回答：(1)“O”點(diǎn)導(dǎo)電能力為0的理由是冰醋酸中沒有自由移動(dòng)的離子。(2)a、b、c三點(diǎn)溶液中醋酸的電離程度由小到大的順序?yàn)閍<b<c。(3)a、b、c三點(diǎn)溶液中CH3COO－物質(zhì)的量最大的是c?！舅伎肌咳羰筨點(diǎn)對應(yīng)的溶液中c(CH3COO)增大，c(H+)減小，可采用的方法是②④（填序號）加入H2O②加入NaOH固體③加入濃硫酸④加入Na2CO3固體【練習(xí)5】將一定質(zhì)量的冰醋酸加水稀釋過程中，在相同溫度下測得溶液的導(dǎo)電能力變化如圖所示，下列說法不正確的是A．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的電離程度：B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)溶液的pH：C．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)溶液中水的電離程度：D．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)溶液中比值：【詳解】A．弱酸越稀釋，電離程度越大，則a、b、c三點(diǎn)CH3COOH的電離程度：a<b<c，A正確；B．溶液中存在電離平衡CH3COOH?H++CH3COO，溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，H+濃度越大，pH越小，導(dǎo)電能力：c<a<b，則溶液的pH：c>a>b，B正確；C．溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，CH3COOH電離生成的H+濃度越大，對水的電離抑制作用越大，水的電離程度越小，由選項(xiàng)B分析知，H+濃度：c<a<b，則水的電離程度：c>a>b，C錯(cuò)誤；D．，溫度不變不變，由CH3COOH?H++CH3COO可知，溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，c(CH3COO)越大，導(dǎo)電能力：c<a<b，則比值：c<a<b，D正確；故選C。課后作業(yè)1．古代染坊常用某種“堿劑”來精煉絲綢，該“堿劑”的主要成分是一種鹽，能促進(jìn)蠶絲表層的絲膠蛋白雜質(zhì)水解而除去。這種“堿劑”可能是A．食鹽 B．燒堿 C．膽礬 D．草木灰【答案】D【解析】該“堿劑”的主要成分是一種鹽，根據(jù)鹽的水解原理可知該鹽應(yīng)該為強(qiáng)堿弱酸鹽，草木灰主要成分是K2CO3，選項(xiàng)中只有草木灰符合題意，故選D。2．下列說法正確的是A．反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的B．常溫下，向稀醋酸溶液中緩慢通入少量NH3，溶液中的值增大C．合成氨反應(yīng)放熱，采用低溫可以提高氨的生成速率D．常溫下，pH均為9的NaOH溶液與CH3COONa溶液中，水的電離程度相同【答案】B【解析】A．反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)是氣體體積減小的反應(yīng)，ΔS<0，要使反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則根據(jù)復(fù)合判據(jù)ΔG=ΔHTΔS<0知，該反應(yīng)的ΔH<0，A錯(cuò)誤；B．稀醋酸溶液中存在電離平衡CH3COOHCH3COO+H+，常溫下向稀醋酸溶液中緩慢通入少量NH3，消耗醋酸電離產(chǎn)生的氫離子，促進(jìn)醋酸電離平衡正向移動(dòng)，使得c(CH3COO?)增大，c(CH3COOH)減小，溶液中的值增大，B正確；C．溫度降低，正逆反應(yīng)速率均減慢，氨的生成速率減慢，C錯(cuò)誤；D．常溫下，pH為9的NaOH溶液，水的電離受到抑制，由水電離產(chǎn)生的c(H+)=109mol/L，pH為9的CH3COONa溶液，水的電離受到促進(jìn)，由水電離產(chǎn)生的c(H+)=105mol/L，因而二者水的電離程度不相同，D錯(cuò)誤；3．設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是A．溶液中的數(shù)目為B．固體中含有的陽離子數(shù)為C．晶體中含有D．常溫、常壓下，乙醛中含有的鍵數(shù)目為【答案】D【解析】A．可以水解，會(huì)有部分損失，所以數(shù)目小于，故A錯(cuò)誤；B．是由和構(gòu)成的離子化合物，即固體中陽離子數(shù)目為，故B錯(cuò)誤；C．晶體中含有，故C錯(cuò)誤；D．1個(gè)乙醛中有3根鍵(甲基中的C與H之間是鍵)，乙醛(即乙醛)中含有的鍵數(shù)目為，故D正確；4．常溫下，為證明NH3?H2O是弱電解質(zhì)。下列方法不正確的是A．測定0.01mol?L1氨水的pHB．測定0.01mol?L1NH4Cl溶液的酸堿性C．測定pH為10的氨水稀釋十倍后的pHD．比較0.01mol?L1的氨水和1mol?L1NaOH溶液的導(dǎo)電能力【答案】D【解析】A．通過測定氨水的，可證明是弱電解質(zhì)，A正確；B．若溶液呈酸性，則說明是強(qiáng)酸弱堿鹽，從而說明是弱電解質(zhì)，B正確；C．的氨水稀釋10倍后，可以證明氨水稀釋過程中有電離出來，從而說明是弱電解質(zhì)，C正確；D．氨水濃度小于溶液的濃度，無法用導(dǎo)電能力證明是弱電解質(zhì)，D錯(cuò)誤；故選D。5．常溫時(shí)，下列敘述正確的是A．醋酸溶液的，將此溶液稀釋10倍后，溶液的，則B．若1mLpH=1的鹽酸與100mLNa