3.1.2 弱电解质的电离平衡 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第一节 电离平衡 第1课时 弱电解质的电离平衡 电解质与非电解质 注意： （1）电解质和非电解质都是化合物，单质和混合物既不是电解质，也不是非电解质； （2）电解质在“水溶液”里或“熔融状态”下能导电，二者具备其一即可； （3）非电解质在“水溶液”里和“熔融状态”下不能导电，二者需同时满足。 1．电解质：在 或 下能够导电的化合物； 2．非电解质：在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物。 水溶液 熔融状态 若给出一个物质（我们不知道它溶于水或熔融状态下能否导电），怎么判断其是否为电解质？ 电解质和非电解质的物质类别 电解质：_______________________________________________________。 非电解质：_______________________________________________________________。 酸、碱、盐、金属氧化物、水 大部分有机化合物（酒精、蔗糖）、NH3、非金属氧化物等 2 生活小经验 盐酸和醋酸是生活中经常用到的酸。盐酸常用于卫生洁具的清洁，比如某些洁厕灵有效成分是盐酸。我们知道，醋酸的腐蚀性比盐酸的小，比较安全，为什么不用醋酸代替盐酸呢？ 酸、碱、盐都是电解质，在水中都能电离出离子。在相同条件下，不同电解质的电离程度是否有区别？ 3 盐酸和醋酸的区别 酸 0.1 mol·L－1盐酸 0.1 mol·L－1醋酸 pH ________ ________ 导电能力 ________ ________ 与镁 反应 现象 反应_______，产生气体 反应_______，产生气体 结论 盐酸反应快，表明盐酸中c(H＋)较____，说明盐酸的电离程度______醋酸的电离程度 小（pH=1） 大（pH≈3） 强 弱 剧烈 缓慢 大 大于 0.1 mol/L 盐酸 pH＝1 0.1 mol/L 醋酸 pH＝3 4 微观辨析——图示模拟电离 Cl－ H3O+ 强电解质 弱电解质 HCl在水中电离示意图 CH3COOH在水中电离示意图 H3O+ CH3COO－ CH3COOH HCl CH3COOH 不彻底、可逆过程 完全电离 部分电离 5 强、弱电解质的定义、物质类别与比较   强电解质 弱电解质 定义 在水溶液中能_______电离 在水溶液中只能_______电离 电离过程 在溶液中的 存在形式 物质类别 及示例 完全 部分 不可逆，无电离平衡 可逆，存在电离平衡 只有离子 既有离子，又有电解质分子 ①强酸，如HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO4等； ②强碱，如KOH、Ba(OH)2、NaOH、Ca(OH)2等； ③大部分盐，如NaCl、BaSO4、CaCO3等。 ①弱酸，如CH3COOH、H2CO3、HF、HClO、H2S、H2SO3、H3PO4、HNO2、HCN、H2C2O4等； ②弱碱，如NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2等； ③水 6 电离方程式 强 电 解 质 “=” 强酸 强碱 盐 正盐 强酸的酸式盐 弱酸的酸式盐 完全电离，如HCl = H+ + Cl- 完全电离，如Ba(OH)2 =Ba2+ + 2OH- 完全电离，如Na2CO3 = 2Na+ +CO32- 完全电离，如溶液中NaHSO4 = Na+ + H+ + SO42- 请写出NaHSO4在熔融状态下的电离方程式 第一步完全电离，第二步弱酸酸根部分电离，如 NaHCO3 = Na+ + HCO3-，HCO3- H+ + CO32- 7 弱 电 解 质“” 一元弱酸 一元弱碱 H2O 多元弱酸 多元弱碱 部分电离，如CH3COOH CH3COO- + H+ 部分电离，如 NH3·H2O NH4++ OH- 部分电离， H2O H+ + OH- 分步电离，必须分步写出，不可合并（以第一步电离为主） 如H2CO3 H+ +HCO3-，HCO3- H+ + CO32- 分步电离，中学阶段一步写出。如Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- 电离方程式 强等号、弱可逆、多元弱酸分步写，多元弱碱写一步 8 随堂小练 1．下列电离方程式书写正确的是（ ） A. BaSO4 Ba2+ + SO42- B. H3PO4 3H+ + PO43- C. Al(OH)3 H+ + AlO2- + H2O D. NaHS = Na+ + H+ + S2- C 2．写出下列物质的电离方程式 （1） HClO （2） KHSO3 （3） CaCO3 （4） Cu(OH)2 H++ClO- = K++HSO3- HSO3- H+ + SO32- = Ca2++CO32- Cu2++2OH- 9 思考：在一定的条件下，往一杯水中加进一定量的冰醋酸会发生如何的变化？ CH3COOH CH3COO - + H+ 电离 结合   c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) v(电离) v(结合) 醋酸初溶于水时           接着           最后           0(最小) 0(最小) 最大 增大 最大 0(最小) 增大 减小 减小 增大 不变 不变 不变 不变 不变 速率 时间/t 时间/t 浓度/C t1 t1 o o υ电离 υ结合 υ电离 =υ结合 电离平衡状态 C(CH3COOH) C(CH3COO-)、C(H+) 10 电离平衡 2．特征 1．定义：在一定条件(如温度、浓度)下，当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时, 电离过程就达到了平衡状态 ——电离平衡 动：电离平衡是一种动态平衡 定：条件不变，溶液中各分子、离子的浓度不变 变：条件改变时，电离平衡发生移动 等：V电离 = V结合≠0 逆：弱电解质的电离是可逆过程 11 电离平衡的影响因素（以CH3COOH例） 1．弱电解质电离过程的特点： （1）电离过程是吸热的。 （2）弱电解质的电离属于可逆过程，分子、离子共存，这完全不同于强电解质。 （3）弱电解质在溶液中的电离都是微弱的。一般来说，电离的分子极少，绝大多数以分子形式存在，离子和分子之间存在电离平衡。如0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中，c(H＋)在1×10－3 mol·L－1左右。电离方向是微粒数增多的过程。 12 2．影响电离平衡的因素： 电离平衡的影响因素（CH3COOH CH3COO- + H+） ④离子反应效应：加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时，可以使电离平衡向电离方向(正向)移动。 (1) 内因：电解质自身性质，通常电解质越弱电离程度越小。 (2) 外因：电离平衡是动态平衡，遵循勒夏特列原理。 ①温度：弱电解质的电离为吸热，升温促使电离平衡正向移动（越热越电离） ②浓度：a、加入同一电解质，电离平衡正向移动，电离程度减小。 b、加水稀释，电离平衡向电离方向(正向)移动，因为离子相互碰撞结合为分子的几率减小，离子浓度一般会减小。（越稀越电离） ③同离子效应：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，将抑制弱电解质的电离,即平衡逆向移动。 冰醋酸稀释 13 实例（稀溶液） 改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) 电离程度 加水稀释 加入少量冰醋酸 加HCl(g) 加NaOH(s) 加入(CH3COONa)(s) 加入镁粉 升高温度 CH3COOH CH3COO- +H+ △H>0 减小 增大 增大 增大 增大 向右 减小 增大 减小 减小 增大 向右 减小 增大 增大 增大 增大 向右 减小 减小 增大 增大 增大 向左 减小 减小 减小 增大 增大 向右 减小 减小 增大 增大 减小 向左 向右 增大 减小 减小 减小 增大 14 随堂小练 1．0.1mol/L的CH3COOH溶液中CH3COOH⇌CH3COO- + H+对于该平衡，下列叙述正确的是（ ） A．加水时，平衡向逆反应方向移动 B．加少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动 C．加少量0.1mol/L盐酸，溶液中c(H+)减小 D．加少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动 B 2．已知0.1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡： CH3COOH⇌CH3COO- + H+要使溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)值增大，可以采取的措施是（ ） A．加少量烧碱溶液 B．升高温度 C．加少量冰醋酸 D．加水 BD 15 思考与讨论 【提示】（1）初始反应速率：盐酸＞醋酸 （2）Mg与醋酸的反应，使得c(H＋)下降，醋酸电离平衡右移，最终所有醋酸分子中的氢离子都电离出来，与Mg反应生成氢气，最终与盐酸反应生成氢气的体积相同。 16 一元弱酸和一元强酸的比较 (1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸溶液(如盐酸)与一元弱酸溶液(如醋酸)的比较 比较 　项目 酸　 溶液中 c(H＋) 溶液的 酸性 与足量活泼 金属反应产 生H2的量 与同一金 属反应的 起始速率 一元强酸 大 强 相同 大 一元弱酸 小 弱 小 17 (2)相同体积、相同c(H＋)的一元强酸溶液(如盐酸)与一元弱酸溶液(如醋酸)的比较 比较 项目 酸　 酸的浓度 溶液的酸性 与足量活泼金属反应产生H2的量 与同一金属反应的起始速率 一元强酸 小 相同 少 相同 一元弱酸 大 多 一元弱酸和一元强酸的比较 18 题型一：强、弱电解质的判断 【例1】下列物质中全部都是弱电解质的是 A．CH3COOH、C2H5OH、NH3•H2O B．HCl、KOH、NaHCO3 C．BaCl2、H2S、CH3COOH D．CH3COOH、H2O、NH3•H2O D 19 题型二：强、弱电解质的性质与区别 【变2-1】（2021·长春市第二十九中学高二期中）下列说法不正确的是 ①氨溶于水得到的溶液能导电，所以NH3是电解质； ②盐溶于水一定电离出金属阳离子 ③液态HCl不导电，所以属于非电解质； ④金属铜能导电，但它不是电解质，是非电解质 ⑤强电解质的导电能力比弱电解质强 ⑥NaHSO4在熔融状态下电离生成三种离子 A．②③⑥ B．①③⑤ C．全部 D．①②③④⑤ C 20 题型三：弱电解质的电离平衡 【例3】下列有关电离平衡的叙述中正确的是 A．电解质达到电离平衡后，各种离子的浓度相等 B．电离平衡时，由于分子和离子的浓度不断发生变化，所以说电离平衡是动态平衡 C．电离平衡是相对的、暂时的，外界条件改变时，平衡就会发生移动 D．电解质在溶液里达到电离平衡时，分子的浓度和离子的浓度相等 C 21 题型四：电离方程式的书写 【例4】写出下列物质在水中的电离方程式： （1）硝酸：___________ （2）醋酸：___________ （3）一水合氨：___________ （4）碳酸氢钠：___________ （5）NH4NO3：___________ （6）Al2(SO4)3：___________ （7）Fe(OH)3：___________ （8）H2S：___________ 22 题型五：弱电解质电离平衡的移动 【例5】25℃时10mL0.10mol/L醋酸中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO-+H+ (1)加入少量冰醋酸，醋酸电离程度___________(填“增大”、“减小”、“不变”，下同) (2)加入少量0.5mol/L盐酸，上述平衡向___________移动，c(H+)___________ (3)加入一定量蒸馏水，上述平衡向___________移动，n(H+)___________ (4)加入少量的Na2CO3固体，醋酸电离程度___________ 【答案】减小 左或逆向 增大 右或正移 增大 增大 23 单击此处添加标题 24 单击此处添加标题 25 单击此处添加标题 26 思考：如何设计实验，研究溶液中的H+与CH3COO− 能否结合为CH3COOH？ 设计关键点： 微观作用 pH变化？ H+与CH3COO−结合？ 宏观现象 反映 弱电解质的电离 研究弱电解质是如何电离的？ （以CH3COOH电离为例进行研究） 27 pH 传感器记录结果 实验结果： 为什么加“固体”？ 弱电解质的电离 向0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入CH3COONH4固体，用pH传感器记录溶液pH变化。 （已知：CH3COONH4水溶液呈中性） 保证足量的溶质，同时 控制溶液体积基本不变 实验分析： CH3COOH CH3COO− + H+ CH3COOH CH3COO− + H+ 醋酸铵溶液呈中性，醋酸铵的酸碱性不影响溶液pH pH升高，c(H+)下降 弱电解质的电离 向0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入CH3COONH4固体，用pH传感器记录溶液pH变化。 CH3COOH CH3COO− + H+ 弱电解质的电离是可逆的，存在电离平衡 一元强酸和一元弱酸比较 (以一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较为例) 等物质的量浓度、等体积的HCl(a)与CH3COOH(b) pH相同、相同体积的HCl(a)与CH3COOH(b) c(H+) a>b a=b pH a<b a=b 酸分子的起始物质的量浓度 a=b a<b 溶液的导电性 a>b a=b 水的电离程度 a<b a=b c(Cl—)与c(CH3COO—)大小 c(Cl—)>c(CH3COO—) c(Cl—)=c(CH3COO—) 加水稀释等倍数pH的变化量 a>b a>b 中和酸所用NaOH的物质的量 a=b a<b 与过量Zn反应产生H2的体积 a=b a<b 与Zn反应的起始反应速率 a>b a=b(反应过程中a<b) 分别加该酸的钠盐固体后pH a：不变；b：变大 a：不变；b：变大 30 $$