内容正文:
新人教版 化学 选必1
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
第2讲 电离平衡
2.理解温度、浓度等外界条件对电离平衡的影响。
1.理解弱电解质电离平衡的建立过程,掌握弱电解质电离平衡的特征。
教学目标
水
冰醋酸
将冰醋酸加入水中,冰醋酸会发生如何的变化?
CH3COOH CH3COO - + H+
电离
结合
新课导入
CH3COOH CH3COO - + H+
电离
结合
醋酸在电离过程中存在哪些微粒?各微粒浓度的变化情况?
C(HAc) C(Ac-) C(H+)
HAc初溶于水
紧接着
最后
0
0
最大
不变
不变
不变
思考:当v电离 = v结合时,可逆过程达到什么状态?画出V~t图。
新课导入
一、弱电解质的电离平衡
一、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。
1.弱电解质电离平衡
v(电离)
v(结合)
弱电解质电离平衡状态建立示意图
时间
v(电离) = v(结合)
电离平衡状态
0
一、弱电解质的电离平衡
2.弱电解质电离平衡的特征
弱、等、动、定、变
(1)弱:讨论的对象是弱电解质 (前提,简称“弱质”)
(2) 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 (本质)
(3) 动:是一种动态平衡。v电离=v结合≠ 0
(4) 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 (标志)
(5) 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
二、弱电解质的电离平衡的影响因素
1.内因
弱电解质本身的性质(决定性因素)
eg:电离程度 盐酸 > 醋酸 > 碳酸
电离度(α) =
n(已电离的电解质分子)
n(起始的电解质分子总量)
表示了弱电解质的电离程度的相对强弱
电离度
越弱越难电离
与浓度关系:弱电解质的浓度越大,其电离度越小
已知0.1 mol/L CH3COOH溶液中,氢离子浓度为0.001 mol/L,求醋酸的电离度。
CH3COOH
CH3COO-
H+
+
0.001 mol/L
起始量
转化量
平衡量
0.001 mol/L
0.001 mol/L
0.1 mol/L
0
0
0.001 mol/L
0.1 mol/L
1%
典例剖析
二、弱电解质的电离平衡的影响因素
2.外因
二、弱电解质的电离平衡的影响因素
(1) 温度
CH3COOH CH3COO− + H+
NH3 · H2O NH4 + OH-
+
ΔH>0
ΔH>0
当温度变化时候,电离平衡会如何移动?
讨论
(已知pH越小,c(H+)越大)
思考:醋酸、一水合氨的电离过程是吸热过程还是放热过程?
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
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
二、弱电解质的电离平衡的影响因素
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
越热越电离
由于电离过程吸热,升高温度,电离平衡向电离的方向移动,电离程度增大; 降低温度,电离平衡逆向移动,电离程度减小。
CH3COOH CH3COO− + H+
ΔH>0
(1) 温度
二、弱电解质的电离平衡的影响因素
(1) 温度
NH3 · H2O NH4 + OH-
+
ΔH>0
思考:根据下表NH3 · H2O的电离平衡常数随温度的变化情况分析热效应对平衡的影响
反应焓变 能量变化 温度变化 反应影响 平衡常数 QK关系 预测现象
ΔH>0 吸热 T升高 有利 K增大 Q<K 平衡右移
T降低 不利 K减小 Q>K 平衡左移
电离过程的热效应较小,在温度变化不大的情况下,一般不考虑通过改变温度来调控电离平衡
二、弱电解质的电离平衡的影响因素
CH3COOH CH3COO− + H+
ΔH>0
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(Ac-) c(HAc) 电离程度 导电能力
加 水
减小
减小
减小
增大
减弱
c(CH3COO-)和c(H+)怎样变化?
减小
【思考】n(CH3COO-)和n(H+)怎样变化?
增大
稀释效应:加水稀释,促进电离,电离程度增大,但离子浓度减小。
正向
对于同一弱电解质,通常溶液中弱电解质的浓度越小,离子间通过碰撞结合成分子的机会越少,电离程度越大。
越稀越电离
(2) 浓度
二、弱电解质的电离平衡的影响因素
CH3COOH CH3COO− + H+
ΔH>0
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(Ac-) c(HAc) 电离程度 导电能力
加 水
加冰醋酸
减小
减小
减小
增大
减弱
c(CH3COO-)和c(H+)怎样变化?
增大
【思考】n(CH3COO-)和n(H+)怎样变化?
增大
增大弱电解质浓度:平衡向电离方向移动,电离程度减小。
正向
正向
增大
增大
增大
减小
增强
(2) 浓度
二、弱电解质的电离平衡的影响因素
CH3COOH CH3COO− + H+
ΔH>0
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(Ac-) c(HAc) 电离程度 导电能力
通入HCl
加NaAc(s)
增大
减小
增大
减小
增强
同离子效应:在弱电解质溶液中,加入与弱电解质含有相同离子的易溶强电解质,抑制弱电解质电离,电离程度减小。
逆向
逆向
减小
增大
增大
减小
增强
同离子左移
(3) 其他
二、弱电解质的电离平衡的影响因素
CH3COOH CH3COO− + H+
ΔH>0
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(Ac-) c(HAc) 电离程度 导电能力
加 NaOH(s)
加Mg粉
减小
增大
减小
增大
增强
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,减少了该离子的浓度,促进了弱电解质的电离,使电离平衡向电离方向移动,电离程度增大。
正向
正向
减小
增大
减小
增大
增强
化学反应右移
(3) 其他
温度
升高温度有利于电离(因为电离是吸热的)
浓度
稀释有利于电离,电离程度增大
加入与弱电解质具有相同离子的强电解质会抑制电离
加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质可促进电离
内因:电解质本身的性质。通常电解质越弱电离程度越小。
外
因
增大电解质的浓度,促进电离,电离程度减小
同离子效应
化学反应
归纳总结
阿仑尼乌斯酸碱理论(酸碱离子论)
瑞典 阿伦尼乌斯
1887年提出了关于酸碱的本质观点——酸碱电离理论。在酸碱电离理论中,酸碱的定义是:凡在水溶液中电离出的阳离子全部都是H+的物质叫酸;电离出的阴离子全部都是OH-的物质叫碱,酸碱反应的本质是H+与OH-结合生成水的反应。
该不能解释NH3和HCl在空气中能发生反应,所以该酸碱理论太过于狭义。
拓展延伸
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
加 水
通入HCl
加NaAc(s)
加 NaOH(s)
加Mg粉
加冰醋酸
CH3COOH CH3COO− + H+
ΔH>0
正向
增大
增大
减小
增大
增强
减小
减小
减小
增大
减弱
正向
正向
增大
增大
增大
减小
增强
增大
减小
增大
减小
增强
逆向
逆向
减小
增大
增大
减小
增强
减小
增大
减小
增大
增强
正向
正向
减小
增大
减小
增大
增强
0.1mol/L CH3COOH
典例剖析
同体积、同浓度的
强酸HA与弱酸HB 同体积、同c(H+)(或同PH)的
强酸HA与弱酸HB
c(H+)
与金属反应的起始速率
与过量碱反应时消耗碱的量
与过量活泼金属反应产生H2
c(A-)与c(B-)大小
加水稀释相同倍数后酸性
溶液的导电性
HA>HB
HA>HB
HA=HB
HA=HB
HA>HB
HA>HB
HA>HB
HA=HB
HA=HB
HA<HB
HA<HB
HA=HB
HA<HB
HA=HB
典例剖析
盐酸主要用于卫生清洁,如洁厕剂的主要成分是盐酸(HCl),为什么不用醋酸(CH3COOH)?
为什么除水垢用柠檬酸或醋酸(CH3COOH)、而不用盐酸(HCl)?
去污原理
CaCO3+2H+ CO2↑+H2O+Ca2+
CaCO3 +2CH3COOH→(CH3COO)2Ca +CO2↑+H2O
相同浓度盐酸比醋酸能够提供更大的c(H+),可以增大去污反应的速率
思考讨论
弱电解质的电离
弱电解质
概念:在水溶液中或熔融状态下部分电离的电解质
物质类别
弱酸
弱碱
水
少部分盐
弱电解质的电离平衡
电离平衡的建立
电离平衡的影响因素
课堂总结
1.下列有关电离平衡的叙述正确的是( )
A.电解质在溶液中达到电离平衡时,分子的浓度和离子的浓度相等
B.电离平衡时,由于分子和离子的浓度不发生变化,所以说电离平衡是静态平衡
C.电离平衡是相对的、暂时的,当外界条件改变时,平衡就会发生移动
D.电解质在溶液中达到电离平衡后,各种离子的浓度相等
C
课堂练习
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NaOH溶液 D.加入稀盐酸
A
3.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
A
课堂练习
4.下列电离方程式书写正确的是 ( )
A.水溶液中NaHSO4的电离:NaHSO4=Na+ + H+ + SO42-
B.H2CO3的电离:H2CO3 ⇌ 2H+ + CO32-
C.Al(OH)3的碱式电离:Al(OH)3=Al3++3OH-
D.水溶液中NaHSO3的电离:NaHSO4⇌3Na+ + HSO3-
A
课堂练习
5.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
C
课堂练习
6.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:
(1)“O”点不能导电的理由 。
(2)a、b、c三点溶液c(H+)由大到小的顺序为______。
(3)a、b、c三点对应的溶液中CH3COOH电离程度最大的是______。
(4)若使b点对应的溶液中c(CH3COO-)增大,c(H+)减小,可采用的方法是______
① 加入H2O ②加入NaOH固体 ③加入浓硫酸 ④ 加入Na2CO3固体
(5)在稀释过程中,随着醋酸浓度的减小,下列始终保持增大趋势的是_____。
b>a>c
没有自由移动的离子
C
②④
BD
课堂练习
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
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