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
第1课时
弱电解质的电离平衡
1
旧知回顾
(1)什么叫电解质?
(2)什么叫非电解质?
(3)电解质和非电解质的研究对象是什么?
在水溶液中或熔融状态时能够导电的化合物
包括酸、 碱、 盐、、活泼金属氧化物、少数有机物、水
在水溶液中和熔融状态都不能导电的化合物
包括大多数有机物、NH3、大部分非金属氧化物。
如:NO2、SO3、CO2
化合物,溶于水或融熔状态是导电的条件。
2
1)电解质和非电解质是指化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
2)电解质应是一定条件下本身电离而导电的化合物。如CO2能导电是因为CO2与H2O反应生成了H2CO3,H2CO3能够电离而非CO2本身电离,所以CO2不是电解质,是非电解质。
3)BaSO4 AgCl难溶于水,但溶解的部分是完全电离的,所以它们是电解质。
4)能导电的物质不一定是电解质,如石墨。电解质本身也不一定能导电,如NaCl固体。
5)电解质包括离子化合物和共价化合物。离子化合物是水溶液中和熔融状态下均能导电,如强碱和盐;共价化合物是只有在水溶液中能导电,如HCl
注意:
3
1
问题思考
酸碱盐都是电解质,在水中都能电离成离子,不同电解质的电离程度是否相同?
盐酸和醋酸是生活中常用的酸,盐酸常用于洁具的清洗和除垢,醋酸的腐蚀性较小,比较安全,为什么不用醋酸代替盐酸?
4
将体积相同、浓度相同的盐酸和醋酸与等量镁条反应,并测量溶液的pH。
实验3-1
实验3-1 0.1 mol/L HCl 0.1mol/L CH3COOH
与镁条反应的现象
溶液的pH值
导电能力
产生气泡的速度较快
产生气泡的速度较慢
1
2~3
强
弱
实验3-1
5
3)为什么相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸中,H+浓度却不同?
根据实验现象,讨论下列问题
1)镁条和酸的反应的实质是什么?
2)当酸溶液的物质的量浓度相等时,溶液中的H+浓度是否相等?怎么判断?
Mg+2H+ = Mg2++H2↑
反应速率不同,pH不同,说明盐酸和醋酸中的H+浓度是不同的。
说明HCl和CH3COOH的电离程度不同。
6
盐酸与醋酸在水中的电离示意图
观察两种溶液中溶质微粒有多少种?
说明: HCl分子在水中完全电离
醋酸分子在水中部分电离
7
(1) 强电解质:在水溶液里全部电离成离子的电解质
(2) 弱电解质:在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质
一. 强电解质和弱电解质
如:强酸、强碱、绝大多数盐类(包括难溶性盐)
如:弱酸、弱碱、水
8
常见的强电解质:
①强酸:HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO4等
②强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等
③绝大多数盐:如NaCl、(NH4)2SO4、BaSO4等
强弱电解质的类别
强电解质、弱电解质与其溶解性无关
9
常见的弱电解质:
①弱酸:HF、HClO、H2S、H2SO3、H3PO4、H2CO3 、CH3COOH等。
②弱碱:NH3·H2O、Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2等
③水是极弱的电解质。
强弱电解质的类别
10
(1)盐酸能导电,所以盐酸是电解质( )
(2)BaSO4难溶于水,其水溶液导电性很差,所以BaSO4是弱电解质( )
(3)NH3溶于水能导电,所以NH3是电解质( )
(4)强电解质在溶液中不存在溶质分子,而弱电解质在溶液中存在溶质分子( )
×
×
×
正误判断
√
1.下列物质中,属于电解质的是____________(填序号,下同),属于非电解质的是________,属于强电解质的是________,属于弱电解质的是______。
①H2SO4 ②盐酸 ③氯气 ④硫酸钡 ⑤乙醇 ⑥铜 ⑦H2CO3 ⑧氯化氢 ⑨CH3COOH ⑩氨气 ⑪CO2
深度思考
①④⑦⑧⑨
⑤⑩⑪
①④⑧
⑦⑨
2.BaSO4饱和溶液和0.1 mol·L-1醋酸溶液导电能力很弱,因而它们都是弱电解质,这个观点正确吗?简述理由。
提示 不正确。BaSO4是难溶性盐,其溶液中自由移动的离子浓度很小,但溶于水的BaSO4完全电离成Ba2+和 ,故BaSO4是强电解质。醋酸部分电离,0.1 mol·L-1醋酸溶液中离子浓度较小,因而醋酸是弱电解质。
1.下列说法中,可以证明醋酸是弱电解质的是
A.1 mol·L-1的醋酸溶液中,c(H+)=1 mol·L-1
B.醋酸与水以任意比互溶
C.10 mL 1 mol·L-1的醋酸溶液恰好与10 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液完全
反应
D.在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸弱
应用体验
√
2.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项 A B C D
强电解质 Fe NaCl CaCO3 HNO3
弱电解质 CH3COOH NH3 H3PO4 Fe(OH)3
非电解质 C12H22O11
(蔗糖) BaSO4 C2H5OH H2O
√
返回
二、电离方程式的书写方法
1.强电解质
完全电离,符号用“=”。如:
2.弱电解质
部分电离,符号选用“⇌”,如:
CH3COONH4 = CH3COO - + NH4+
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH -
(1)一元弱酸弱碱的电离:
NH3·H2O⇌NH4+ + OH -
15
多元弱酸溶液的的酸性主要由第一步电离决定
电离特点:
部分电离
分步书写
电离特点:
部分电离
一步到位
(2)多元弱酸的电离是分步进行的,以第一步电离为主,一级比一级难电离。
如:
次要
主要
(3)多元弱碱分步电离,但用一步电离表示。
16
总结规律:
强等号,弱可逆
多元弱酸分步写
多元弱碱一步完
17
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-
三、强电解质与弱电解质的比较
18
1)开始时,V电离 和 V结合怎样变化?
2)当V电离 = V结合时,可逆过程达到一种什么样的状态?画出V~t图。
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
19
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
电离平衡状态建立
反应速率
V(电离)
V(结合)
V(电离) = V(结合) 电离平衡状态
弱电解质电离平衡状态建立示意图
时间
20
四、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
21
五、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)弱电解质的电离属于可逆过程
(2)电离方向是微粒数增多的过程
(3)电离方向是吸热过程
22
2)、影响电离平衡的因素
(1) 内因:电解质自身性质决定了其电离程度的大小
(2) 外因:电离平衡是动态平衡,遵循勒夏特列原理。
影响电离平衡的条件有温度、浓度、电解质(酸碱盐等)
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: 降低浓度,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。(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
23
(1)电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大( )
(2)25 ℃时,0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,各离子浓度均减小( )
(3)电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度一定增大( )
(4)H2S的电离方程式为H2S2H++S2-( )
(5)BaSO4溶于水,导电性很弱,故电离方程式为BaSO4 ( )
×
×
×
正误判断
×
×
以醋酸的电离平衡为例:
H>0
外界条件对电离平衡的影响可归纳如下:
改 变
条 件 平衡移
动方向 c(H+) c(Ac-) c(HAc) 电离
程度
加 热
加 盐 酸
加NaOH (s)
加NaAc (s)
加CH3COOH
加 水
正向
增大
增大
减小
逆向
增大
减小
增大
正向
减小
增大
减小
逆向
减小
增大
增大
正向
增大
增大
增大
正向
减小
减小
减小
增大
减小
增大
增大
减小
减小
25
1.下列对氨水中存在的电离平衡NH3·H2O
A.加水后,溶液中n(OH-)增大
B.加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大
C.加入少量浓氢氧化钠溶液,电离平衡正向移动
D.加入少量氯化铵固体,溶液中
应用体验
√
2.在0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中,要促进醋酸电离且使H+浓度增大,应采取的措施是
A.升温 B.加水
C.加入烧碱溶液 D.加入稀盐酸
√
三、电解质溶液的导电性
1.电解质溶液的导电原理
电解质在溶液中 的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向 移动,形成电流。
2.影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液的导电能力与溶液中 及离子所带 有关,离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
电离成自由移动
定向
离子浓度
电荷多少
1.电解质溶液导电与金属导电有何不同?
深度思考
提示 电解质溶液导电是自由移动的阴、阳离子的定向移动;金属导电是自由移动的电子的定向移动。
2.盐酸是强酸,醋酸是弱酸,所以盐酸的导电能力一定比醋酸溶液的强,这种说法对吗?简述理由。
提示 不一定。电解质溶液的导电能力与溶液中自由移动离子的浓度和离子所带电荷的数目有关,比较盐酸和醋酸的导电能力强弱,只需比较溶液中自由移动的离子浓度即可。当盐酸中离子的浓度大于醋酸中离子的浓度时,盐酸的导电能力比醋酸溶液的强。当盐酸中离子的浓度小于醋酸中离子的浓度时,盐酸的导电能力则比醋酸的弱。
3.在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力如图所示,请回答:
(1)“O”点导电能力为0的理由是_____________________________。
(2)a、b、c三点溶液中醋酸的电离程度由小到大的顺序为_______。
(3)a、b、c三点溶液中CH3COO-物质的量最大的是____。
冰醋酸中没有自由移动的离子
a<b<c
c
1.下列物质中导电性最差的是
A.30%的硫酸 B.15%的盐酸
C.熔融的氯化钠 D.硝酸钾晶体
应用体验
√
2.下列措施不能使0.1 mol·L-1的醋酸导电性增强的是
A.加水 B.加无水醋酸
C.加NaOH固体 D.通NH3
√
3.电导率是衡量溶液导电性强弱的物理量,画出下列四种溶液随反应物的加入电导率的变化曲线:
溶液(常温下) 电导率的变化曲线
(1)向饱和石灰水中不断通入CO2至过量
(2)向0.1 mol·L-1盐酸中滴加等浓度的NaOH溶液
_____________
_____________
(3)向0.1 mol·L-1醋酸溶液中滴加等浓度的NaOH溶液至过量
(4)向H2S溶液中通入Cl2直至过量
返回
_____________
_____________
弱电解质的电离
相关概念
电离平衡
非电解质
电解质
强电解质
弱电解质
平衡的建立与特征
影响因素
内因:电解质本身
外因:温度、压强
课堂小结
34
SO
Ba2++SO
NH+OH-叙述正确的是
c(NH)减小
$$