内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
课时1 电离平衡
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课堂导入
我们曾学习过电解质的概念,其指的是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,它们的导电能力相同吗,应该从哪些角度分析呢?
盐酸和醋酸同属于酸,为什么盐酸被用于卫生洁具的清洁,而不使用醋酸呢?
电解质
酸
HCl
碱
NaOH
盐
NaCl
水
H2O
活泼金属氧化物
CaO
活泼金属氢化物
NaH
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根据实验现象,补充完成下列表格,并写出相关的离子方程式。
强电解质和弱电解质
酸 0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸
pH 1.0 3.0
导电能力 导电能力强 导电能力弱
实验现象 镁条表面产生气泡较快 镁条表面产生气泡较慢
酸 0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸
pH
导电能力
实验现象
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原因分析:同浓度的盐酸溶液和醋酸溶液中H+的浓度不同,即HCl和CH3COOH的电离程度不同。
强电解质和弱电解质
HCl = H+ + Cl- CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO-
微观实质:
HCl溶液中不存在溶质分子,完全电离;
CH3COOH溶液中存在溶质分子,不完全电离。
强电解质:能够全部电离的电解质。
弱电解质:不能够全部电离的电解质。
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强电解质和弱电解质
常见物质类别:
注意事项:
电解质强弱与物质溶解度无关,如AgCl虽难溶于水,但属于强电解质;
强电解质导电性不一定比弱电解质强,导电性强弱与离子浓度和离子所带电荷数有关。
强电解质
强酸
HCl HBr HI
强碱
KOH Ba(OH)2
大多数盐
NaCl Na2CO3
金属氧化物
Na2O CaO
弱电解质
弱酸
CH3COOH
HF
弱碱
NH3·H2O Mg(OH)2
极少数盐
(CH3COO)2Pb HgCl
水
H2O
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强电解质和弱电解质
如何利用相关化学符号表示强弱电解质的电离?
强电解质用等号,弱电解质用可逆符号。
多元弱酸的电离分步完成,并以第一步电离为主。
多元弱碱的电离分布完成,但一步书写。
强酸: H2SO4 = 2H+ + SO42-
一元弱酸: CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+
多元弱酸: H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-
HCO3- ⇌ H+ + CO32-
多元弱碱: Cu(OH)2 ⇌ Cu2+ + 2OH-
酸式盐的电离则需要根据酸的强弱与电离条件判断
强酸酸式盐水溶液中电离:
NaHSO4 = Na+ + H+ + SO42-
强酸酸式盐熔融状态电离:
NaHSO4(熔融) = Na+ + HSO4-
弱酸酸式盐水溶液中电离:
NaHCO3 = Na+ + HCO3-
HCO3- ⇌ H+ + CO3-
弱酸酸式盐熔融状态电离:
NaHCO3(熔融) = Na+ + HCO3-
课堂学习
强电解质和弱电解质
强电解质 弱电解质
相同点 都是电解质,在水溶液中都能电离,与溶解度无关
不同点 化合物类型 离子化合物,共价化合物 共价化合物
物质类别 强酸、强碱、大多数盐 弱酸、弱碱、水
溶质微粒 离子 分子(多)、离子
电离程度 完全电离(不可逆) 部分电离(可逆)
表示方法 电离方程式用“ = ” 电离方程式用“⇌”
实例 强酸、强碱、盐 弱酸、弱碱、水
电离方程式 NaCl = Na+ + Cl- HF ⇌ H+ + F-
强电解质 弱电解质
相同点
不同点 化合物类型
物质类别
溶质微粒
电离程度
表示方法
实例
电离方程式
课堂学习
弱电解质的电离属于可逆反应,是否存在平衡状态呢?
弱电解质的电离平衡
在一定条件下,当弱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,电离过程就达到了电离平衡状态。
电离平衡存在着哪些特点?
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弱——研究对象为弱电解质;
等——弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等;
动——电离平衡与化学平衡一样,属于动态平衡;
定——达到平衡时,溶液中离子浓度和分子浓变浓度度都保持不变;
变——条件改变改变,电离平衡发生发生移动,各粒子的浓度都要发生改变。
弱电解质的电离平衡
电离度:表示了弱电解质的电离程度的相对强弱,弱电解质本身的性质是决定性因素。
n(电离的弱电解质分子)
电离度(α) = ———————— 100%
n(弱电解质分子总量)
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弱电解质的电离平衡
当温度变化时候,电离平衡会如何移动?
用pH计测定不同温度下 0.05 mol/L 醋酸的pH,实验结果如下表所示:
温度 20 ℃ 24 ℃
pH 3.05 3.03
请你判断醋酸的电离过程是吸热过程还是放热过程?
CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+
醋酸的电离为吸热反应,ΔH > 0。
因此讨论弱电解质的电离程度时候,应当指出该弱电解质溶质的浓度和温度,如不注明温度,通常指25 ℃。
温度升高,溶液pH下降,c(H+)增大。
温度升高,电离平衡正向移动。
课堂学习
弱电解质的电离平衡
当浓度变化时候,电离平衡会如何移动?
醋酸的浓度越高,pH越小,能否说明增大醋酸浓度,平衡右移,电离程度增大?
根据勒夏特列原理判断,当醋酸浓度升高时,电离度如何变化?
CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+
醋酸的浓度升高,平衡正向移动,c(H+)增大,但是平衡移动只能减缓改变无法抵消改变,因此醋酸的电离度下降。
因此,弱电解质浓度越大,电离程度越小,浓度越小,电离程度越大。
可简记为“越稀越电离”。
还有什么途径会改变粒子浓度,通入HCl气体或加入NaOH固体是否会改变粒子浓度?
课堂学习
弱电解质的电离平衡
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(Ac-) c(HAc) 电离程度 导电能力
升高温度 正向 增大 增大 减小 增大 增强
通入HCl(g) 逆向 增大 减小 增大 减小 增强
加NaOH(s) 正向 减小 增大 减小 增大 增强
加NaAc(s) 逆向 减小 增大 增大 减小 增强
加水 正向 减小 减小 减小 增大 减弱
加冰醋酸 正向 增大 增大 增大 减小 增强
加Mg(s) 正向 减小 增大 减小 增大 增强
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(Ac-) c(HAc) 电离程度 导电能力
升高温度
通入HCl(g)
加NaOH(s)
加NaAc(s)
加水
加冰醋酸
加Mg(s)
课堂学习
弱电解质的电离平衡
相同体积,相同浓度的强酸HA与弱酸HB 相同体积,相同c(H+)的强酸HA与弱酸HB
c(H+)或物质的量浓度 cHA(H+) > cHB(H+) c(HA) < c(HB)
与金属反应的起始速率 HA > HB HA = HB
与过量的碱反应时消耗碱的量 HA = HB HA < HB
与过量活泼金属反应产生H2的量 HA = HB HA < HB
c(A-)与c(B-)大小 c(A-) > c(B-) c(A-) = c(B-)
加水稀释相同倍数后酸性 HA > HB HA < HB
溶液的导电性 HA > HB HA = HB
相同体积,相同浓度的强酸HA与弱酸HB 相同体积,相同c(H+)的强酸HA与弱酸HB
c(H+)或物质的量浓度
与金属反应的起始速率
与过量的碱反应时消耗碱的量
与过量活泼金属反应产生H2的量
c(A-)与c(B-)大小
加水稀释相同倍数后酸性
溶液的导电性
课堂学习
弱电解质的电离平衡
向纯弱电解质(如醋酸)中加水稀释过程中,溶液的导电能力随加水量的变化如何?
弱电解质开始电离,离子数目增多,离子浓度增大,导电能力增强。
离子浓度增大到最大后,再加水稀释,电离平衡向右移动,离子数目增多,电离程度增大,但离子浓度减小,导电能力减弱。
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正误判断
1. 盐酸能导电,属于强电解质。
4. 电离属于吸热过程,升高温度,平衡一定右移。
2. 电离平衡右移,电离程度一定增大。
3. 电离平衡右移,溶液的导电能力一定增强。
×
×
×
√
下列有关叙述中正确的是 ( )
A.强电解质在水溶液中的电离过程是不可逆的
B.CO2的水溶液能导电,所以CO2是电解质
C.碳酸钙在水里的溶解度很小,所以碳酸钙是弱电解质
D.强电解质的水溶液导电能力一定比弱电解质的水溶液导电能力强
课堂巩固
A
如图纵轴表示导电能力,横轴表示所加物质的用量,下列说法正确的是 ( )
A.曲线A可以表示NaCl固体中滴加蒸馏水
B.曲线B可以表示CH3COOH溶液中滴加等
浓度的NaOH溶液
C.曲线C可以表示Ba(OH)2溶液中通入过量CO2
D.曲线D可以表示稀氨水中滴加等浓度的稀醋酸
课堂巩固
C
课堂小结
谢谢观看
THANKS
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20
Traveling Light
Joel Hanson
Traveling Light, track 1
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