第一单元 弱电解质的电离平衡 第1课时（教学课件） 化学苏教版2019选择性必修1

该高中化学课件聚焦强电解质和弱电解质的区分、弱电解质电离平衡及电离平衡常数，通过生活问题（食醋与洁厕剂酸性差异）导入，经实验探究（盐酸与醋酸、氢氧化钠与一水合氨对比）建构概念，再从微观角度理解电离平衡，结合电离平衡常数、电离度定量分析，形成“生活-实验-概念-微观-定量”的学习支架。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，通过盐酸和醋酸的pH、导电性、与镁反应对比等实验及自主设计实验（表3-2），培养探究能力。结合科学思维，微观分析电离差异，通过Ka计算比较弱酸酸性，发展证据推理与模型建构。助力学生深化化学观念，提升问题解决能力，也为教师提供结构化实验活动与范例，便于高效教学。

专题3 水溶液中的离子反应 第一节 弱电解质的电离平衡 第1课时 强弱电解质 弱电解质的电离 苏教版2019选择性必修1 弱电解质的电离 2 强电解质和弱电解质 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.理解并区分强电解质和弱电解质的概念及区别。 2.从微观角度理解弱电解质的电离平衡及其可逆过程。 3.理解电离平衡常数（Ka、Kb）的物理意义。 思考：1.为什么食醋除水垢速度较慢，而洁厕剂能快速溶解铁锈？ 2.两者都是酸，为什么腐蚀性差异这么大？ 引·新课导入 01 强电解质 和弱电解质 【实验探究1】相同浓度的盐酸和醋酸溶液性质对比 （1）分别测量物质的量浓度均为1mol·L－1的盐酸和醋酸溶液的pH。 （2）如图3-1所示，在两只锥形瓶中分别加入等体积、物质的量浓度均为1 mol·L－1的盐酸和醋酸溶液，在两只气球中分别加入经砂纸打磨过的大小相同的足量镁条，将气球套在锥形瓶瓶口，再将气球中的镁条送入锥形瓶中，观察、比较气球鼓起的快慢等现象。 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 问题1：为什么盐酸的pH值比醋酸低？ 问题2：盐酸和醋酸导电能力差异说明了什么？ 问题3：为什么盐酸与镁条反应更剧烈？ 问题4：从微观角度看，盐酸和醋酸在水中的电离有何区别？ 思考？ 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 问题1：为什么盐酸的pH值比醋酸低？ 盐酸中氢离子浓度更高。 这是因为盐酸是强电解质，几乎完全电离，而醋酸是弱电解质，仅部分电离。 盐酸完全电离（HCl → H⁺ + Cl⁻） 醋酸部分电离（CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺） 思考？ 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 问题2：盐酸和醋酸导电能力差异说明了什么？ 盐酸中离子浓度更高。 这说明盐酸在水中完全电离，产生更多的自由移动离子。 思考？ 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 问题3：为什么盐酸与镁条反应更剧烈？ 盐酸中浓度更高。 这说明反应速率与溶液中氢离子的浓度密切相关。 思考？ 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 问题4：从微观角度看，盐酸和醋酸在水中的电离有何区别？ 盐酸完全电离，醋酸部分电离。 这是因为盐酸是强电解质，而醋酸是弱电解质，其电离过程是可逆的。 思考？ 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 【实验探究1】相同浓度的盐酸和醋酸溶液性质对比 【结论】盐酸和醋酸在水溶液中的电离程度不同。盐酸几乎完全电离，产生大量和离子，因此其pH低、导电性强、与金属反应剧烈；而醋酸仅部分电离，溶液中浓度较低，表现出较弱的酸性和导电性。 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 【实验探究2】相同浓度的氢氧化钠溶液和一水合氨电离实验 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 【实验探究2】相同浓度的氢氧化钠溶液和一水合氨电离实验 【实验假设】相同浓度的NaOH（氢氧化钠）和NH3·H2O（一水合氨）在水溶液中的电离程度不同，导致其导电性、pH及与酸反应的能力存在差异。 【实验装置】 0.1 mol/L NaOH溶液和0.1 mol/LNH3·H2O溶液，导电率仪（或灯泡导电装置）、pH计（或pH试纸）、酚酞指示剂、0.1 mol/L HCl溶液，试管、胶头滴管、烧杯等玻璃仪器。 【实验步骤】 1.导电性对比：分别测定两溶液的导电率，记录灯泡亮度或电导率数值。 2.pH测定：用pH计或pH试纸测定两溶液的pH值。 3.指示剂变色实验：向两溶液中各滴加2滴酚酞，观察颜色变化。 4.中和反应对比：向两溶液中逐滴加入0.1 mol/L HCl，记录中和至无色所需的HCl体积。 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 【实验探究2】相同浓度的氢氧化钠溶液和一水合氨电离实验 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 【实验探究2】相同浓度的氢氧化钠溶液和一水合氨电离实验 【结论】NaOH溶液中离子浓度高，表现为导电性强、pH高、与酸反应完全。NH3·H2O表现为导电性弱、pH较低、中和反应不完全。 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 1.强电解质：在水溶液中能够完全电离的电解质， 强酸、强碱和绝大多数盐属于强电解质； 2.弱电解质：在水溶液中仅能部分电离的电解质， 弱酸、弱碱属于弱电解质。 强弱电解质的实验探究与概念建构 探·知识奥秘 1.下列物质中属于弱电解质的是（ ） A. 盐酸 B. 氢氧化钠 C. 醋酸 D. 氯化钠 C 析·典型范例 2.相同浓度的盐酸和醋酸溶液，下列说法正确的是（ ） A. 两者的 pH 相同 B. 盐酸的导电能力更强 C. 与镁反应时醋酸产生气泡更快 D. 电离方程式均用 “→” 表示 B 析·典型范例 02 弱电解质的电离 活动1：探究醋酸的电离平衡 弱电解质的电离 探·知识奥秘 【讲解】醋酸是常见的弱电解质，它溶于水后，在水分子的作用下，部分醋酸分子电离成氢离子和醋酸根离子，同时，电离产生的氢离子和醋酸根离子也能相互结合成醋酸分子。在电离刚开始时，醋酸分子电离成离子的速率大于离子结合成分子的速率。 弱电解质的电离 活动1：探究醋酸的电离平衡 探·知识奥秘 弱电解质的电离 活动1：探究醋酸的电离平衡 探·知识奥秘 问题1：为什么电离速率逐渐减小？ 问题2：为什么离子结合速率逐渐增大？ 问题3：当弱电解质在水溶液中的电离达到最大限度时，电离过程停止了吗？ 问题4：平衡时溶液中存在哪些微粒？浓度是否变化？ 弱电解质的电离 活动1：探究醋酸的电离平衡 探·知识奥秘 电离平衡状态：弱电解质分子电离成离子的速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等，溶液中弱电解质分子和离子的浓度都不再发生变化，这种状态就称为电离平衡状态。 弱电解质的电离 活动1：探究醋酸的电离平衡 探·知识奥秘 电离平衡的特征： 逆：电离过程是可逆的。 等：分子电离成离子的速率与离子结合成分子的速率相等。 动：电离平衡是动态平衡，电离和结合过程仍在进行。 定：溶液中各分子和离子的浓度保持不变。 变：当外界条件（如温度、浓度等）改变时，电离平衡会发生移动。 弱电解质的电离 活动1：探究醋酸的电离平衡 探·知识奥秘 活动2：探究电离平衡常数和电离度 化学平衡常数？它的影响因素是什么？ 在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是常数，称为化学平衡常数；影响因素是反应本身性质和温度，与浓度无关。 可逆反应的转化率？它与浓度有什么关系？ 转化率是已转化的反应物浓度与起始浓度的比值；一般来说，增大反应物浓度，转化率可能降低或升高，与反应特点有关。 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动2：探究电离平衡常数和电离度 化学平衡常数？它的影响因素是什么？ 在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是常数，称为化学平衡常数；影响因素是反应本身性质和温度，与浓度无关。 可逆反应的转化率？它与浓度有什么关系？ 转化率是已转化的反应物浓度与起始浓度的比值；一般来说，增大反应物浓度，转化率可能降低或升高，与反应特点有关。 回顾旧知 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动2：探究电离平衡常数和电离度 电离平衡常数:在弱电解质的电离平衡体系中，达到平衡时离子浓度幂之积与未电离的分子浓度幂之积的比值（符合化学平衡常数表达式书写规则），本质是化学平衡常数的一种具体形式。 CH3COOH H++ CH3COO- NH3·H2O NH4++ OH- 醋酸的Ka= 一水合氨的 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动2：探究电离平衡常数和电离度 电离平衡常数的影响因素有哪些？ 内因：弱电解质本身的性质（不同弱电解质，电离能力不同，电离平衡常数不同，如醋酸和次氯酸的 Ka 不同）。 外因：温度（温度变化会影响电离平衡，从而改变电离平衡常数，与化学平衡常数一致）。 无关因素：与弱电解质溶液的起始浓度无关。 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动2：探究电离平衡常数和电离度 电离度：电离达到平衡时，可用弱电解质已电离部分的浓度与其起始浓度的比值来表示电离的程度，用符号 α 表示。 电离度表示弱电解质的电离程度 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动2：探究电离平衡常数和电离度 0.1mol/L 醋酸溶液的电离度大于 0.5mol/L 醋酸溶液的电离度（相同温度下）。为什么浓度越大，电离度越小？ 分析：浓度大时，弱电解质分子间距离近，离子结合成分子的概率增大，电离程度受抑制。 一般而言，弱电解质溶液的浓度越大，电离度越小；反之，电离度越大。 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动2：探究电离平衡常数和电离度 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动2：探究电离平衡常数和电离度 当这些弱酸的浓度相同时，酸性由强到弱的顺序是？ 根据 Ka大小，5.6×10-4（HNO2）＞3.53×10-4（HF）＞1.8×10-5（CH3COOH）＞2.95×10-8（HClO）， 因此酸性顺序为：亚硝酸＞氢氟酸＞醋酸＞次氯酸。 电离平衡常数是衡量弱酸、弱碱酸碱性强弱的 “定量标尺”。 Ka（弱酸）越大 → 电离程度越大（同浓度、同温度）→ c (H⁺) 越大 → 酸性越强 Kb（弱碱）越大 → 电离程度越大（同浓度、同温度）→ c (OH-) 越大 → 碱性越强 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动3：醋酸稀释过程中电离平衡移动与电导率变化 向醋酸溶液中加水稀释，电离平衡会向哪个方向移动？为什么？ 移动方向：向电离方向移动。 原因：加水稀释后，溶液中CH3COOH、H+、CH3COO-的浓度均降低，根据化学平衡移动原理，平衡会向减弱 “浓度降低” 的方向移动 —— 电离方向（电离过程使粒子总数增多，可部分抵消浓度降低的影响）。 本质：稀释后离子间距离增大，离子结合成分子的概率减小，电离速率大于结合速率，平衡向电离方向移动，电离程度（电离度）增大。 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动3：醋酸稀释过程中电离平衡移动与电导率变化 问题1：冰醋酸是纯醋酸，几乎不电离（离子浓度极低），导电能力极弱。加水稀释初期电导率为什么会增大？ 问题2：稀释后期，电导率为什么又减小？ 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动3：醋酸稀释过程中电离平衡移动与电导率变化 加水稀释初期：醋酸电离平衡向电离方向移动，电离程度显著增大，虽然溶液体积增大，但离子浓度增大的幅度超过体积增大的幅度，导致总离子浓度上升，电导率增大。 稀释后期继续加水：电离平衡仍向电离方向移动（电离度继续增大），但溶液体积增大的幅度远超过离子数目增加的幅度，导致总离子浓度逐渐降低，因此电导率减小。 总结：冰醋酸稀释过程中，电导率 “先增大后减小” 的核心原因是离子浓度先增大后减小。 弱电解质的电离 探·知识奥秘 活动4：多元弱酸的分步电离 碳酸（H2CO3）、磷酸（H3PO4）等多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的。比如醋酸H2CO3分两步电离，每一步都有相应的电离平衡常数。   弱电解质的电离 探·知识奥秘 1.醋酸在水溶液中的电离方程式为______，该电离过程是______（填“可逆” 或“不可逆”）的。 析·典型范例 2.电离平衡常数的大小与弱电解质本身的性质和______有关，与溶液的起始浓度______（填“有关” 或“无关”）。 析·典型范例 3.已知 25℃时，0.1mol/L 醋酸溶液的电离度为 1.32%，计算该溶液中H+的浓度（写出计算过程）。 析·典型范例 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019选择性必修1 $