第3章 第1节 新知探究课11 电离平衡-【名师导航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步课件(人教版2019)

第三章　水溶液中的离子反应与平衡 第一节　电离平衡 新知探究课11　电离平衡 学习任务 1．了解强、弱电解质的概念及在水中的电离，培养“宏观辨识与微观探析”的化学核心素养。 2．认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡，了解电离平衡常数的含义，培养“变化观念与平衡思想”的化学核心素养。  新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 必备知识·自主预习 01 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3 一、强电解质和弱电解质 1．电解质和非电解质 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．强电解质和弱电解质 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．弱电解质的电离方程式 (1)弱电解质的电离方程式的书写用“⥫⥬”表示。如NH3·H2O的电离方程式是___________________________，CH3COOH 的电离方程式为______________________________。 (2)多元弱酸是分步电离的，电离程度逐步减弱，可分步书写电离方程式。如H2CO3的电离方程式是__________________________ ______________________。 (3)多元弱碱的电离也是分步进行的，但是一般按一步电离的形式书写。如Fe(OH)3的电离方程式是__________________________。 ＋H＋ 、 Fe(OH)3⥫⥬Fe3+＋3OH－ 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 二、弱电解质的电离平衡 1．弱电解质的电离平衡 在一定条件下(如温度和浓度)，弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率_____时，电离过程达到电离平衡状态。如图所示： 相等 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．影响电离平衡的条件 (1)温度：由于电离过程吸热，升高温度，电离平衡向_____的方向移动；降低温度，电离平衡向左移动。 (2)浓度：电解质溶液的浓度越小，它的电离程度就_____。 (3)其他因素：加入含有弱电解质离子的强电解质时，电离平衡向左移动；加入能与弱电解质离子反应的物质时，电离平衡向右移动。 电离 越大 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 判一判　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)氯化钾溶液在电流作用下电离成钾离子和氯离子。 (　　) (2)二氧化硫溶于水能部分转化成离子，故二氧化硫属于弱电解质。 (　　) (3)碳酸钡难溶于水，所以碳酸钡属于弱电解质。 (　　) (4)纯净的强电解质在液态时，有的导电有的不导电。 (　　) (5)H2S溶液中加入氨水，H2S的电离平衡右移。 (　　) (6)H2SO3的电离方程式为。 (　　) (7)NaHCO3的电离方程式为。 (　　) × × × √ √ × × 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 三、电离平衡常数 1．含义：在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对一元弱酸或一元弱碱来说，溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数。 2．表示方法：对于AB⥫⥬A＋＋B－。 Ka或Kb＝(酸用Ka，碱用Kb)。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 4．多元弱酸的电离常数 多元弱酸分步电离，每一步都有电离常数，用Ka1、Ka2等表示 H2CO3的Ka1＝________________，Ka2＝________________，其中Ka1≫Ka2，以第一步电离为主。 3．K的意义：它能表示弱电解质的电离能力。如K(CH3COOH)＞K(HCN)，CH3COOH比HCN易电离，CH3COOH酸性比HCN强。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 微点拨：①第二步电离常数小于第一步的理由是第一步电离生成的H＋抑制第二步电离。②多元弱碱的电离常数(Kb1、Kb2)与多元弱酸类似。 练一练　某温度下，0.20 mol·L-1的氨水中，已电离的NH3·H2O的浓度为1.7×10-3mol·L-1，则该温度下NH3·H2O的Kb＝_____。 [解析]　Kb＝≈1.4×10-5。 [答案]　1.4×10-5 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 关键能力·情境探究 02 学习任务1　强、弱电解质的判断　 学习任务2　影响弱电解质电离平衡的因素　 学习任务3　电离平衡的有关计算与应用 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 13 向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2 mL 2 mol/L盐酸、2 mL 2 mol/L醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。 学习任务1　强、弱电解质的判断　 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [问题1]　两反应过程的反应速率谁的快？为什么？ [提示]　2 mol/L盐酸反应快，盐酸为强电解质完全电离，而醋酸为弱电解质部分电离，盐酸中的c(H＋)较大。 [问题2]　反应结束，两瓶中的压强基本相等？为什么？ [提示]　压强基本相等，两溶液最终电离出的H＋物质的量相等。 [问题3]　两溶液升高相同的温度，哪种溶液反应速率增大的快？为什么？ [提示]　醋酸溶液，升温时促进醋酸电离，c(H＋)增大的程度较大。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电，是因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电，不是其本身电离出离子，故为非电解质。单质、溶液既不是电解质，也不是非电解质。 2．电解质的强、弱与其溶解性无关。难溶的盐如AgCl、CaCO3等，溶于水的部分能完全电离，是强电解质。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中电离程度较小，是弱电解质。 3．改变温度，对弱电解质的电离影响较大。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．下列物质全部是弱电解质的是(　　) A．CH3COOH、C2H5OH、NH3·H2O B．HCl、KOH、NaHCO3 C．BaCl2、H2S、CH3COOH D．CH3COOH、H2O、NH3·H2O √ 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．在下列描述中，可以证明CH3COOH是弱电解质的是(　　) A．1 mol/L的醋酸中，c(H＋)＜1 mol/L B．CH3COOH与水以任意比互溶 C．10 mL 1 mol/L的醋酸恰好与10 mL 1 mol/L 的NaOH溶液完全反应 D．在相同条件下，醋酸的导电能力比盐酸弱 AD　[A项，c(H＋)＜1 mol/L，说明CH3COOH部分电离，正确；B项，电解质强弱与溶解性无关，错误；C项，与强碱反应不能说明CH3COOH的电离情况，错误；D项，相同条件下的导电性差异可以说明电离程度，正确。] √ √ 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．写出下列物质的电离方程式。 (1)NaHSO3：_____________________________________________。 (2)NaHSO4：_____________________________________________。 (3)NaHSO4(熔融)：________________________________________。 (4)H2C2O4：______________________________________________。 H2C2O4 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 醋酸在溶液中存在电离平衡：CH3COOH⥫⥬CH3COO－＋H＋，利用勒夏特列原理思考下列问题： (1)加水稀释时，平衡_______移动，c(CH3COOH)_____，c(H＋)________，CH3COOH的电离程度________。 (2)加入浓醋酸溶液，平衡_______移动，c(CH3COOH)______，c(H＋) _______，CH3COOH的电离程度________。 (3)加入CH3COONa晶体，c(CH3COOH)______，CH3COOH的电离程度________。 (4)通入HCl气体，平衡________移动，CH3COOH的Ka________。 (5)加热，CH3COOH的Ka________。 [提示]　(1)向右　减小　减小　增大　(2)向右　增大　增大　减小　(3)增大　减小　(4)向左　不变　(5)增大 学习任务2　影响弱电解质电离平衡的因素　 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 影响电离平衡的因素 影响因素 原因分析 电离平衡移动方向 电离程度变化 温度 电离是吸热的 升高温度，正向移动 变大 改变弱电解质浓度 加水稀释 正向移动 变大 增大弱电解质的浓度 正向移动 变小 同离子效应 增大了生成的离子的浓度 逆向移动 变小 化学反应 减小了生成的离子的浓度 正向移动 变大 [注意]　电离常数只与温度有关，一般升温电离常数增大。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．室温时，在0.1 mol·L-1的NH3·H2O溶液中，要促进NH3·H2O电离，且c(OH－)增大，应采取的措施是(　　) A．升温至30 ℃ B．降温 C．加入NaOH溶液 D．加入稀盐酸 A　[根据电离＋OH－过程吸热分析。升温促进NH3·H2O的电离，且c(OH－)增大，A正确；降温抑制NH3·H2O的电离，且c(OH－)减小，B错误；加入NaOH溶液，c(OH－)增大，但抑制NH3·H2O的电离，C错误；加入稀盐酸，由于H＋＋OH－===H2O，促进NH3·H2O的电离，但c(OH－)减小，D错误。] √ 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．已知0.1 mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡：＋H＋，要使溶液中值增大，可以采取的措施是 (　　) A．加少量烧碱溶液 B．降低温度 C．加少量冰醋酸 D．加水 √ 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 D　[加入少量烧碱溶液，与H＋反应生成H2O，c(H＋)减小，虽然平衡右移，但醋酸浓度降低的程度小于溶液中氢离子浓度降低的程度，则值减小， A错误；醋酸的电离是吸热反应，降低温度，抑制醋酸电离，平衡向左移动，则值减小， B错误；加入少量冰醋酸，醋酸浓度增大，弱电解质的浓度越大，电离程度越小，则值减小， C错误；加水稀释促进醋酸电离，则氢离子的物质的量增大，醋酸分子的物质的量减小，溶液体积相同，所以值增大， D正确。] 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 学习任务3　电离平衡的有关计算与应用 已知：25 ℃时，下列四种弱酸的电离常数：   CH3COOH HNO2 HCN H2CO3 电离 常数 1.75×10-5 5.6×10-4 6.2×10-10 Ka1＝4.5×10-7 Ka2＝4.7×10-11 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [问题1]　0.01 mol/L的CH3COOH和 0.01 mol/L的HNO2中c(H＋)分别为多少？用计算式表示。 [提示]　c1(H＋)＝＝ ＝×10-4 c2(H＋)＝＝＝×10-3。 [问题2]　和CN－结合质子的能力谁强？为什么？ [提示]　。的电离常数比HCN的小。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [问题3]　判断反应NaNO2＋CH3COOH===CH3COONa＋HNO2是否正确？向NaCN溶液中通入少量CO2，反应能否进行？若能进行，写出反应的化学方程式。 [提示]　NaNO2与CH3COOH不反应，原因是HNO2的酸性强于CH3COOH，故反应方程式错误。因酸性：，故向NaCN溶液中通入CO2，不论CO2是否过量，产物均为HCN和NaHCO3，反应的化学方程式为NaCN＋H2O＋CO2===HCN＋NaHCO3。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．电离常数的有关计算 HX　 ⥫⥬　H＋　 ＋　 X－　　 c(始) c0 0 0 c(平) c0－c(H＋) c(H＋) c(X－) Ka＝ (1)已知c0(HX)和c(H＋)，求电离平衡常数 由于弱酸只有极少一部分电离，c(H＋)很小，可做近似处理：c0(HX)－c(H＋)≈c0(HX)，则Ka≈，代入数值求解即可。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)已知HX的电离平衡常数，求c(H＋) 由于Ka很小，c(H＋)很小，可做近似处理：c0(HX)－c(H＋) ≈c0(HX)，则c(H＋)≈，代入数值求解即可。 2．电离平衡常数的应用 (1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱：相同温度下同类型弱酸(或弱碱)的酸性(或碱性)随电离常数的增大而增强。 (2)判断反应能否进行：如用弱酸可以制备酸性更弱的酸。如K(HA)＞K(HB)则HA＋B－===HB＋A－可以进行。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．已知：25 ℃时，HCOOH的电离平衡常数K＝1.8×10-4，H2CO3的电离平衡常数Ka1＝4.5×10-7，Ka2＝4.7×10-11。下列说法不正确的是(　　) A．向Na2CO3溶液中加入甲酸有气泡产生 B．25 ℃时，向甲酸中加入NaOH溶液，HCOOH的电离程度和K均增大 C．向0.1 mol·L-1甲酸中加入蒸馏水，c(H＋)减小 D．向碳酸中加入NaHCO3固体，c(H＋)减小 √ 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 B　[酸的电离平衡常数越大，酸的酸性越强，向溶液中加入甲酸有气泡产生， A正确； 25 ℃时，向甲酸中加入NaOH溶液，NaOH中和H＋而促进HCOOH电离，则HCOOH电离程度增大，电离平衡常数只与温度有关，温度不变则电离平衡常数K不变， B错误；向0.1 mol·L-1甲酸中加入蒸馏水，促进HCOOH电离，但是HCOOH电离增大程度小于溶液体积增大程度，所以溶液中c(H＋)减小， C正确；向碳酸中加入NaHCO3固体)增大而抑制碳酸电离，导致溶液c(H＋)减小， D正确。] 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．常温、常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液中pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10-5mol·L-1，若忽略水的电离及H2CO3的二级电离，则的电离常数(Ka1)是________。(已知：10-5.60＝2.5×10-6) 解析：由得，Ka1＝＝ ≈4.2×10-7。 [答案]　4.2×10-7 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 正常人血液的pH相当恒定，保持在7.35～7.45之间。如果超出这一范围，机体的酸碱平衡将被打破，严重时可危及人的生命。正常情况下，人体内的代谢过程不断产生酸或碱，但是事实上这些酸或碱进入血液并没有引起血液的pH发生明显的变化。 研究表明，人体血液中存在的H2CO3-NaHCO3等体系，通过化学平衡的移动，起到维持血液pH的作用。当人体代谢产生的酸进入人体时，血液中的和H＋反应生成分解产生CO2，CO2从肺部呼出，上述平衡正向移动，及时地把进入的H＋从血液中除去，pH基本不变；当人体代谢产生的碱进入人体时，上述平衡逆向移动，从而抑制pH的升高，而血液中增多的可以通过肾脏的调节降低其浓度。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 知识必备 课堂小结 1．在溶于水或熔融状态下能发生自身电离的化合物为电解质。 2．在水溶液里能全部电离的为强电解质，否则为弱电解质。 3．多元弱酸分步电离分步书写不可合并，多元弱碱分步电离，中学要求一步完成。 4．电离常数只与温度有关。 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 学习效果·随堂评估 03 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 35 1．下列各组关于强电解质、弱电解质和非电解质的分类，完全正确的是(　　) 1 2 3 4 5 选项 A B C D 强电解质 Fe NaCl CaCO3 HNO3 弱电解质 CH3COOH NH3 H2CO3 Fe(OH)3 非电解质 蔗糖 BaSO4 乙醇 H2O √ 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．一定温度下，已知0.1 mol·L-1的氨水中存在电离平衡：＋OH－，对于该平衡，下列叙述正确的是 (　　) A．加入水时，平衡向逆反应方向移动 B．对氨水加强热，平衡向正反应方向移动 C．0.1 mol/L的氨水中c(OH－)＜0.1 mol/L D．加入少量NH4Cl固体，平衡向正反应方向移动 C　[A项，加水，平衡向正向移动，错误；B项，加强热NH3·H2ONH3↑＋H2O，平衡向逆向移动，错误；D项，加入，平衡向逆向移动，错误。] √ 1 2 3 4 5 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．下列各项中电解质的电离方程式书写正确的是(　　) A．氨水：＋OH－ B．NaHCO3的水溶液： C．HF的水溶液：HF===H＋＋F－ D．H2S的水溶液：H2S⥫⥬2H＋＋S2- √ 1 2 3 4 5 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 4．(生活素材)已知人体体液中存在如下平衡：，以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是(　　) A．当强酸性物质进入体液后，上述平衡向左移动，以维持体液pH的相对稳定 B．当强碱性物质进入体液后，上述平衡向右移动，以维持体液pH的相对稳定 C．若静脉滴注大量生理盐水，则体液的pH减小 D．进行呼吸活动时，如果CO2进入血液，会使体液的pH减小 C　[若静脉滴注大量生理盐水，则体液被稀释，平衡虽然正向移动，但c(H＋)减小，体液的pH增大。] √ 1 2 3 4 5 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 5．(情境素材)欧盟委员会发布条例，修订芥酸和氢氰酸在部分食品中的最大含量。氢氰酸及部分弱酸的电离常数如表： 1 2 3 4 5 弱酸 HCOOH HCN H2CO3 电离常数(25 ℃) Ka＝1.8×10-4 Ka＝6.2×10-10 Ka1＝4.5×10-7 Ka2＝4.7×10-11 (1)依据表格中三种酸的电离常数，判断三种酸酸性强弱的顺序为________________。 [解析]　电离常数越大酸性越强，依据表格中三种酸的电离常数，判断三种酸酸性强弱的顺序为HCOOH＞H2CO3＞HCN。 [答案]　HCOOH＞H2CO3＞HCN　 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 5 (2)向NaCN溶液中通入CO2气体能否制得HCN？若能，写出反应的化学方程式：______________________________________________ _________________________________________________________。 [解析]　由于Ka1(H2CO3)＞Ka(HCN)＞Ka2(H2CO3)，向NaCN溶液中通入CO2气体可制得HCN，但只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3。 [答案]　能，NaCN＋H2O＋CO2===HCN＋NaHCO3 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (3)同浓度的HCOO－、、、CN－结合H＋的能力由强到弱的顺序是_________________________________________________ _________________________________________________________。 [解析]　电离常数越大，逆反应的化学平衡常数越小，即结合H＋的能力越小。 [答案]　＞HCOO－　 1 2 3 4 5 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (4)①升高0.1 mol·L-1HCN溶液的温度，HCN的电离程度________ (填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 ②加水稀释，________。 [解析]　①升高温度促进电离，HCN的电离程度增大。②加水稀释，c(CN－)减小，由于电离常数不变，则增大。 [答案]　①增大　②增大 1 2 3 4 5 新知探究课11　电离平衡 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 $$