第3章 第1节 第1课时 强电解质和弱电解质 弱电解质的电离平衡（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019 单选版）

第一节　电离平衡 第1课时　强电解质和弱电解质　弱电解质的电离平衡 课程标准 核心素养目标 1.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡。 2．能通过实验证明水溶液中存在离子平衡。 1.证据推理与模型认知：从宏观层面和微观层面理解强、弱电解质的本质区别，基于事实证据判断强电解质和弱电解质。 2．变化观念与平衡思想：认识弱电解质的电离平衡，能运用电离平衡描述和解释化学现象，并预测可能的结果，树立对立统一、联系发展和动态平衡的观点。 [对应学生用书P55] 一、强电解质和弱电解质 1．实验探究HCl和CH3COOH的电离程度 取相同体积、0.1 mol/L的盐酸和醋酸，比较它们pH的大小，试验其导电能力，并分别与等量镁条反应。观察、比较并记录现象。 酸 0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸 pH 1 约为3 导电能力 较强 较弱 与镁条反应 迅速产生大量气泡 产生气泡相对缓慢 实验结论 ①相同物质的量浓度的盐酸和醋酸的pH、导电能力及与活泼金属反应的剧烈程度都有差别；②盐酸与镁条的反应快，说明盐酸中c(H＋)较大，说明盐酸的电离程度强于醋酸的电离程度 2.强电解质和弱电解质 类型 强电解质 弱电解质 概念 在水中能够全部电离的电解质称为强电解质 在水中只有部分电离的电解质称为弱电解质 电离过程 不可逆过程 可逆过程 水溶液中存在的粒子 只有电解质电离出的阴、阳离子，不存在强电解质分子 有电解质电离出的阴、阳离子和弱电解质分子 相同点 在水中均能发生电离，产生自由移动的阴、阳离子 3.强、弱电解质与物质的分类 二、弱电解质的电离平衡 1．电离平衡状态 (1)概念 在电离初始，弱电解质分子电离成离子的速率随着分子浓度的减小而逐渐减小；同时离子结合成分子的速率随着离子浓度的增大而逐渐增大。经过一段时间后，两者的速率相等，达到电离平衡状态。 (2)建立过程 (3)影响因素 与其他化学平衡一样，当浓度、温度等条件改变时，电离平衡会发生移动。 影响因素 影响结果 温度 一般弱电解质的电离是吸热过程，升高温度，电离平衡向电离的方向移动，弱电解质的电离程度增大 浓度 一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，离子相互碰撞结合为分子的概率越小，弱电解质的电离程度越大 2.电离方程式的书写 弱电解质的电离过程是可逆的，用符号“⥫⥬”表示。 (1)一元弱酸、弱碱一步电离，如CH3COOH：CH3COOH⥫⥬CH3COO－＋H＋，NH3·H2O：NH3·H2O⥫⥬NH＋OH－； (2)多元弱酸分步电离(其中以第一步电离为主)，必须分步写出，不可合并，如H2CO3：H2CO3⥫⥬H＋＋HCO(主)，HCO⥫⥬H＋＋CO(次)； (3)多元弱碱分步电离(较复杂)，在中学阶段要求一步写出，如Fe(OH)3：Fe(OH)3⥫⥬Fe3＋＋3OH－。 ◆要点图解 HCl和CH3COOH在水中的电离 (1)在稀溶液中，HCl全部电离生成H＋和Cl－，不存在HCl分子； (2)CH3COOH只有部分电离生成CH3COO－和H＋，存在CH3COOH分子。 ◆易错警示 (1)电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然的联系，强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强。 (2)电解质的强弱与其溶解度无关，某些难溶于水的盐(如BaSO4等)，其溶解度虽小，但溶于水的部分却能全部电离，属于强电解质，而某些易溶于水的电解质(如醋酸等)，只有部分电离，属于弱电解质。 (3)电解质的强弱与化学键的种类没有必然的联系，一般强电解质含有离子键或强极性键，但含有强极性键的化合物不一定是强电解质，如HF是弱电解质。 ◆类比归纳 电离平衡的特征 ◆名师点拨 (1)增大弱电解质的浓度，电离平衡正向移动，电离产生离子的浓度增大，溶液的导电能力增强。 (2)加水稀释，电离平衡正向移动，但电离产生离子的浓度减小，溶液的导电能力减弱。 ◆拓展延伸 (1)弱酸的酸式盐溶于水，弱酸的酸式酸根离子存在可逆过程，如：NaHCO3===Na＋＋HCO、HCO⥫⥬CO＋H＋。 (2)两性氢氧化物存在“双向”电离过程，如：Al(OH)3＋H2O⥫⥬H＋＋[Al(OH)4]－(酸式电离)；Al(OH)3⥫⥬Al3＋＋3OH－(碱式电离)。 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [对应学生用书P57] 探究一 强电解质和弱电解质及其电离 氮和磷都是第ⅤA族元素，二者可形成多种重要的含氧酸，如硝酸(HNO3)、亚硝酸(HNO2)、磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)等，其中硝酸是强酸，其余含氧酸都是弱酸。 [问题设计] (1)上述五种含氧酸中，属于强电解质的是 (填化学式，下同)，属于弱电解质的是 。 提示：HNO3　HNO2、H3PO4、H3PO3、H3PO2 (2)H3PO3是二元弱酸，分别写出H3PO3和HNO2的电离方程式： 、 。 提示：H3PO3⥫⥬H2PO＋H＋、H2PO⥫⥬HPO＋H＋ HNO2⥫⥬NO＋H＋ 判断强电解质和弱电解质的常用方法 (1)根据电离程度：在水溶液中全部电离的电解质为强电解质，只有部分电离的电解质为弱电解质。 (2)根据物质类别：强酸、强碱、大多数盐都是强电解质；弱酸、弱碱、少数盐和水都是弱电解质。 (3)根据导电能力：同温、同浓度时，与强电解质(如HCl等)做导电性对比实验，导电能力弱的电解质(如CH3COOH等)是弱电解质。 (4)根据反应速率：同温、同浓度时，比较同种金属与不同酸反应速率的快慢。例如，室温下，将相同的两块镁条分别投入同浓度的盐酸和醋酸中，反应速率慢的是醋酸，是弱电解质。 【例1】 次氯酸(HClO)是一元弱酸，下列性质不能证明它是弱电解质的是(　　) A．常温下，1.0 mol/L HClO溶液中的c(H＋)约为1×10－4 mol/L B．向NaClO溶液中通入足量CO2气体生成HClO C.5 mL 1 mol/L HClO溶液恰好与5 mL 1 mol/L NaOH溶液完全反应 D．常温下，1.0 mol/L HClO溶液与锌反应比1.0 mol/L盐酸缓慢 C　解析：若HClO完全电离，1.0 mol/L HClO溶液中c(H＋)＝1.0 mol/L，而实际上c(H＋)约为1×10－4 mol/L，说明HClO部分电离，则HClO是弱电解质，A不符合题意；向NaClO溶液中通入足量CO2气体生成HClO，说明HClO的酸性比H2CO3的弱，由于H2CO3是弱酸，推知HClO是弱电解质，B不符合题意；等体积、等物质的量浓度的HClO和NaOH溶液恰好完全反应，只能证明HClO是一元酸，不能判断其酸性的强弱，C符合题意；常温下，1.0 mol/L HClO溶液与锌反应比1.0 mol/L盐酸缓慢，说明HClO溶液中c(H＋)小于盐酸，故HClO是弱电解质，D不符合题意。 1．(2024·温州环大罗山联盟高二期中)下列各项中电解质的电离方程式正确的是(　　) A．熔融态的AgCl：AgCl===Ag＋＋Cl－ B．H2S的水溶液：H2S⥫⥬2H＋＋S2－ C．HF的水溶液：HF===H＋＋F－ D．熔融态的NaHSO4：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO A　解析：氯化银是离子化合物，熔融状态下能电离出银离子和氯离子，电离方程式为AgCl===Ag＋＋Cl－，A正确；H2S是二元弱酸，在溶液中分步电离，以第一步电离为主，则H2S在溶液中的电离方程式为H2S⥫⥬H＋＋HS－，B错误；HF是一元弱酸，在溶液中部分电离出氢离子和氟离子，电离方程式为HF⥫⥬H＋＋F－，C错误；硫酸氢钠是强酸的酸式盐，熔融状态下电离出钠离子和硫酸氢根离子，电离方程式为NaHSO4===Na＋＋HSO，D错误。探究二 弱电解质的电离平衡及影响因素 甲酸(HCOOH)俗称蚁酸，是无色有刺激性气味的液体，通常存在于某些蚁类和毛虫的分泌物中。甲酸的水溶液具有弱酸性，但酸性强于碳酸，具有强腐蚀性，能刺激皮肤起泡。 [问题设计] (1)人体血液中存在平衡：CO2＋H2O⥫⥬H2CO3⥫⥬H＋＋HCO。试从平衡移动角度分析，皮肤被蚂蚁叮咬后出现红肿的原因。 提示：皮肤被蚂蚁叮咬后，释放的甲酸进入血液，甲酸的酸性强于碳酸，c(H＋)增大，上述平衡逆向移动，产生少量CO2，血液中气体压强增大，使皮肤出现红肿。 (2)皮肤被蚂蚁叮咬后，涂抹肥皂水(呈碱性)可消肿止痛，试分析其原理。 提示：肥皂水呈碱性，涂抹后可中和H＋，c(H＋)减小，平衡：CO2＋H2O⥫⥬H2CO3⥫⥬H＋＋HCO正向移动，消耗CO2，皮肤会消肿。 电离平衡的影响因素及结果 影响因素 对电离平衡的影响及结果 内因 弱电解质的结构及性质(主要因素) 外因 温度 电离是吸热过程，升高温度，电离平衡正向移动，电离程度增大 浓度 增大弱电解质的浓度，电离平衡正向移动，但电离程度减小 加水稀释，电离平衡正向移动，电离程度增大 同离子效应 在弱电解质溶液中，加入与弱电解质电离产生离子相同的电解质，电离平衡逆向移动，电离程度减小 化学反应 加入某物质，与弱电解质电离产生的离子发生反应，电离平衡正向移动，电离程度增大 【例2】 (2024·河北邢台五校质检联盟期中)常温下，下列操作(忽略过程中温度变化)可以使亚硫酸稀溶液中的增大的是(　　) A．通入HCl B．通入SO2 C．加入NaOH固体 D．加入NaHSO4固体 C　解析：＝，Ka2(H2SO3)只与温度有关，通入HCl，c(H＋)增大，＝减小，A错误；Ka2(H2SO3)只与温度有关，通入SO2，生成H2SO3，c(H＋)增大，＝减小，B错误；加入NaOH固体，c(H＋)减小，＝增大，C正确；加入NaHSO4固体，c(H＋)增大，＝减小，D错误。 2．常温下，在0.1 mol/L稀醋酸中，存在电离平衡：CH3COOH⥫⥬CH3COO－＋H＋。下列关于该电离平衡的叙述不正确的是(　　) A．适当升高温度，平衡正向移动 B．加入少量CaCO3粉末，平衡正向移动 C．加入少量CH3COONa固体，平衡逆向移动 D．滴加少量0.1 mol/L盐酸，溶液中增大 D　解析：CH3COOH的电离是吸热过程，升高温度，平衡正向移动，电离程度增大，A正确；加入CaCO3粉末，与H＋反应放出CO2，溶液中c(H＋)减小，平衡正向移动，B正确；加入少量CH3COONa固体，溶液中c(CH3COO－)增大，平衡逆向移动，C正确；滴加少量0.1 mol/L盐酸，c(H＋)增大，平衡逆向移动，c(CH3COO－)减小，c(CH3COOH)增大，故减小，D错误。 [对应学生用书P58] 1．下列物质的水溶液能导电，且属于弱电解质的是(　　) A．CH3COOH B．Cl2 C．NH4HCO3 D．SO3 A　解析：CH3COOH是弱电解质；NH4HCO3是强电解质；SO3是非电解质；Cl2既不是电解质也不是非电解质。 2．下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是(　　) A．CuSO4⥫⥬Cu2＋＋SO B．NH3·H2O⥫⥬NH＋OH－ C．H2S⥫⥬2H＋＋S2－ D．NaHSO4===Na＋＋HSO B　解析：CuSO4是强电解质，在水溶液中完全电离产生Cu2＋和SO，A错误；H2S是二元弱酸，分两步电离，电离方程式为H2S⥫⥬HS－＋H＋、HS－⥫⥬S2－＋H＋，C错误；NaHSO4是强酸的酸式盐，在水溶液中完全电离生成Na＋、H＋和SO，D错误。 3．在含有酚酞的0.5 mol/L氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液颜色(　　) A．变蓝色 B．变浅 C．变深 D．不变 B　解析：氨水中存在电离平衡：NH3·H2O⥫⥬NH＋OH－，加入NH4Cl晶体，导致溶液中c(NH)增大，平衡逆向移动，溶液中c(OH－)减小，溶液的颜色变浅。 4．下列事实能说明HX是弱电解质的是(　　) ①HX能与水以任意比互溶；②HX溶液的导电能力比盐酸弱；③HX溶液中存在HX和X－；④常温下，0.1 mol/L HX溶液中c(H＋)＜0.1 mol/L；⑤HX溶液能与CaCO3反应生成CO2气体；⑥相同条件下，HX溶液与锌粉反应比盐酸与锌粉反应缓慢 A．①②③④ B．②④⑤⑥ C．③④⑥ D．②③④⑥ C　解析：水溶性是物理性质，与HX是否为弱电解质无关，①错误；未指明温度，且HX溶液和盐酸的浓度是否相同，不能根据导电能力判断HX是否为弱电解质，②错误；HX溶液中存在HX分子，说明HX未完全电离，则HX是弱电解质，③正确；常温下，0.1 mol/L HX溶液中c(H＋)＜0.1 mol/L，则HX未完全电离，是弱电解质，④正确；HX溶液能与CaCO3反应生成CO2气体，说明HX的酸性强于H2CO3，不能判断HX是否为弱电解质，⑤错误；相同条件下，HX溶液与锌粉反应比盐酸与锌粉反应缓慢，说明HX溶液中c(H＋)小，HX未完全电离，则HX为弱电解质，⑥正确。 5．(2024·温州环大罗山联盟高二期中)氨水中存在如下电离平衡：NH3·H2O⥫⥬NH＋OH－，下列叙述正确的是(　　) A．加入少量水，电离平衡正向移动，溶液中n(OH－)增大 B．加入少量浓盐酸，电离平衡正向移动，溶液中c(OH－)增大 C．加入少量浓NaOH溶液，电离平衡正向移动，溶液中n(NH3·H2O)增大 D．加入少量NH4Cl固体，电离平衡逆向移动，溶液中c(NH)减小 A　解析：向氨水中加入少量水，促进一水合氨电离，所以溶液中n(OH－)增大，A正确；向氨水中加入少量浓盐酸，氢离子和氢氧根离子反应，导致溶液中c(OH－)减小，B错误；向氨水中加入少量浓NaOH溶液，氢氧根离子浓度增大，则一水合氨的电离平衡逆向移动，C错误；向氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液中c(NH)增大，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$