第一节+电离平衡

第三章水溶液中的离子反应与平衡 第一节 电离平衡 课时1 弱电解质及其电离平衡 复习巩固 电解质 在水溶液或熔融状态下能导电的化合物 非电解质 在水溶液和熔融状态下均不能导电的化合物 化合物 Q1-1:电解质、非电解质的定义是什么？分别包含哪些物质类别？ Q1-2:能导电的物质都是电解质吗？举例说明。 必须是化合物 能导电的物质不一定是电解质；如铜单质和盐酸溶液。 导电条件 水溶液或熔融状态 电解质不一定能导电，如固体氯化钠，因钠离子、氯离子不能自由移动，不能导电。 易错点 Q1-3:电解质一定能导电吗？电解质导电的条件是什么？ 影响因素 离子浓度 离子所带电荷多少 复习巩固 Q1-4:电解质的导电能力与什么有关？ 导电原理本质：电解质在溶液中或熔融态电离成自由移动的阴、阳离子，定向移动，形成电流 ✪注意　金属导电是因为其含有自由移动的电子。 ✪提示 离子浓度越大，所带电荷越多，导电能力越强。 复习巩固 电解质 非电解质 化合物 酸 例如：HCl，HNO3 碱 例如：NaOH，KOH 盐 例如：NaCl，K2CO3 H2O 活泼金属氧化物 例如：CaO，Na2O 大部分有机物(除有机酸、有机盐） 例如：乙醇、蔗糖、葡萄糖…… 非金属氧化物 例如：CO2、SO2…… 部分非金属氢化物 例如：CH4、NH3…… 盐酸和醋酸都是电解质，生活中盐酸常用于卫生洁具的清洁。 Q2-1: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? 有效成分 是盐酸 Q2-2:相同条件下，不同电解质的电离程度是否有区别?如何设计实验证明 取相同体积、0.1 mol/L 的盐酸和醋酸，比较它们 pH的大小，试验其导电能力，并分别与等量镁条反应。观察、比较并记录现象。 实验方案 镁条 0.1 mol·L-1 HCl 0.1 mol·L-1 CH3COOH 酸 盐酸 (0.1 mol·L-1) 醋酸 (0.1 mol·L-1) pH 导电 能力 与镁条反应 盐酸和醋酸在水中的电离 强电解质和弱电解质 1.1 控制变量 酸 0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸 pH 导电能力 与镁条 反应 1.0 约为3.0 迅速产生 大量气泡 产生气泡 相对较慢 强 弱 实验分析 1.1 强电解质和弱电解质 盐酸和醋酸在水中的电离 Q3:为何相同浓度的盐酸和醋酸与大小相同的镁条反应有如此差异? 盐酸和醋酸两种酸中H+浓度是不同的， 即HCl和CH3COOH的电离程度不同。 1.1 强电解质和弱电解质 盐酸和醋酸在水中的电离 HCl全部电离 0.1 mol/L 醋酸 0.1 mol/L 盐酸 CH3COOH部分电离 不存在 溶质分子 CH3COOH CH3COO− 存在 溶质分子 电离行为微观示意图对比 1.1 强电解质和弱电解质 强酸(六大强酸) 依据电解质电离程度的差异对电解质进行分类 强电解质 HCl、H2SO4 HNO3、HClO4 HBr、HI 强碱(四大强碱) 大多数盐 KOH NaOH Ca(OH)2 Ba(OH) NaCl Na2CO3 CaCO3 AgCl等 在水溶液中或熔融态能够全部电离的电解质。 分类依据 HCl = H+ + Cl- 1.1 强电解质和弱电解质 金属氧化物 Na2O MgH2 CaC2等 弱酸 弱碱 极少数盐 H2O 在水溶液中只有部分电离的电解质。 弱电解质 H2CO3 CH3COOH HClO HF 等 NH3·H2O Cu(OH)2 Mg(OH)2 等 (CH3COO)2Pb HgCl2 等 依据电解质电离程度的差异对电解质进行分类 分类依据 1.1 强电解质和弱电解质 【例1】回顾所学内容，判断正误： (1)BaSO4难溶于水，其水溶液导电性很差，所以BaSO4是弱电解质( ) (2)强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物( ) (3)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 ( ) (4)强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强( ) 有少数盐尽管能溶于水，但只有部分电离，属于弱电解质，如(CH3COO)2Pb 等。 强电解质导电性不一定比弱电解质强，导电性强弱与离子浓度和离子所带电荷数有关。 电解质强弱与物质溶解度无关，如AgCl虽难溶于水，但为强电解质。 (CH3COO)2Pb⇌2CH3COO-＋Pb2+ 电解质的强弱与化学键没有必然联系。一般强电解质含有离子键和强极性共价键，但含有强极性共价键的化合物不一定是强电解质，如 HF 是弱电解质。 注意事项 【例2】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 ①④⑦⑧⑨ ⑤⑩⑪ ①④⑧ ⑦⑨ Q4:观察盐酸和醋酸溶液中的微粒，我们如何将其用化学方式进行表达? 1.2 电离方程式的书写 一次性把存款全取完 存款一点一点取 【习惯】 HCl H+ + Cl- CH3COOH H+ + CH3COO- HCl + H2O H3O+ + Cl- CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO- 【实际】 【实际】 【习惯】 强电解质主要以离子形态存在 弱电解质主要以分子形态存在 电解质溶液中，不论是离子还是分子，都不是单独存在的，而是与水分子相互吸引、相互结合，以“水合离子”或“水合分子”形态存在。 【溶剂化作用】溶质离子或分子与溶剂分子相互吸引的作用 请写出下列物质在水溶液中的电离方程式。 BaSO4 H2SO4 NaOH Ba(OH)2、(NH4)2SO4 NaHSO4 NaHCO3 NaH2PO4 CH3COOH NH3·H2O H2CO3 H3PO4、 Fe(OH)3 Q4-2:NaHSO4 NaH2PO4在熔融状态下的电离如何表示呢? Q4-1:Al(OH)3在水溶液中的电离如何表示呢? 强电解质 全部电离 用“＝”连接 电离过程符号的表达 1.2 电离方程式的书写 以第一步电离为主，一级比一级难电离。 弱电解质 部分电离 用“⇌”连接 分步电离，分步书写: 多元弱酸 分步电离，一步书写 多元弱碱 双向电离 两性 原则：遵循质量守恒、电荷守恒、客观事实 熔融状态下 酸式根： 在水溶液 酸式根： 强酸酸式盐 均不拆 拆 弱酸酸式盐 不拆 HSO4- CH3COOH CH3COO - + H+ 电离 结合 （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。 Q5:为什么醋酸只有部分电离？如何从微观角度理解醋酸电离用 表示？ 弱电解质的电离平衡 2.1 1.弱电解质电离平衡状态建立   c(CH3COOH) c(H+) c(CH3COO-) v(电离) v(结合) 开始时           接着           最后           0 0 最大 最大 0 增大 增大 减小 减小 增大 不变 不变 不变 不变 不变 v（电离） v（结合） 速率 时间 v(电离) = v(结合) 电离平衡状态 0 （1）弱电解质达到电离平衡后，还会继续电离吗? 弱电解质的电离平衡 2.1 （2）请画出c-t图? 2.定义：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 3.电离平衡的特征 ①逆：弱电解质的电离是可逆过程 ②等：V电离 = V结合≠0 ③动：电离平衡是一种动态平衡 ④定：平衡时分子、离子的浓度不再变化 ⑤变：条件改变时，电离平衡发生移动 平衡移动规律—勒夏特列原理 2.1 弱电解质的电离平衡 Q6：根据化学平衡的相关知识，试分析影响弱电解质平衡移动 的因素有哪些？如何判断平衡移动的方向，有哪些角度？ 可逆 吸热 弱电解质的电离属于可逆过程 一般电离方向是吸热过程 电离方向是微粒数增多的过程 熵增 电离度 --弱电解质转化率 电离度α= n电离的电解质 n初始电解质 ×100% 改变条件 平衡移动方向 c(Ac-) c(HAc) c(H+) n(H+) 电离程度 溶液导电能力 加水稀释         滴入冰醋酸         加CH3COONa (s)         加NaOH(s)         通入HCl 加入镁粉 温度升高 平衡体系回答问题 CH3COOH CH3COO− + H+ 导电能力、电离程度与平衡移动方向无必然关系 25 改变条件 平衡移动方向 c(Ac-) c(H+) n(H+) 电离程度 溶液导电能力 加水稀释         滴入冰醋酸         加CH3COONa (s)         加NaOH(s)         通入HCl 加入镁粉 温度升高 向右 向左 增大 减弱 增强 减小 向右 增大 增大 减小 减小 增强 向右 减小 减小 增强 向右 减小 减小 增强 平衡体系回答问题 CH3COOH CH3COO− + H+ 减小 增大 增大 增大 增大 向左 减小 增大 增大 增强 增大 减小 减小 增大 减小 增大 导电能力、电离程度与平衡移动方向无必然关系 向右 增大 增大 增大 增大 增强 26 影响电离平衡的因素： 符合勒夏特列原理 温度 浓度 一般电离是吸热的，因此温度越高，电离度越大。 溶液越稀，离子相遇结合成分子越困难，因此更有利于电离。 b 同离子效应 加入含有弱电解质离子的强电解质，电离平衡向逆反应方向移动 c 离子反应 加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质，电离平衡向正反应方向移动 内因：电解质本身的性质，越强越电离。 ----越热越电离 a 加水----越稀越电离 ----抑制电离 ----促进电离 2.2 电离平衡的移动 Q6-2:向pH=1的CH3COOH溶液中加入等体积0.1mol/L盐酸，平衡如何移动？（从Q和K的角度） Q7:影响电离度的因素有哪些？ 电离程度增大，离子浓度一定增大吗？ 28 改变条件 平衡移动方向 c(NH3·H2O) c(OH-) n(OH-) 电离程度 溶液导电能力 加水稀释         加NH4Cl(s)         加NaOH (s)         加浓盐酸         课本P62第2题 29 改变条件 平衡移动方向 c(NH3·H2O) c(OH-) n(OH-) 电离程度 溶液导电能力 加水稀释         加NH4Cl(s)         加NaOH (s)         加浓盐酸         向右 向左 增大 减弱 增强 减小 增大 减小 减小 增强 向右 减小 减小 增强 减小 增大 增大 增大 向左 减小 增大 增大 减小 减小 课本P62第2题 30 弱电解质的电离 弱电解质 电离平衡 电离方程式 定义 常见类型 书写规则 影响因素 定义 特点 特征 部分电离，符号选用“⇌” v(电离) = v(结合) 逆 等 动 定 变 可逆 吸热 熵增 外因：越热越电离 越稀越电离 部分电离 弱酸、弱碱、少数盐、水 内因：本身的性质 Q1-1:请画出冰醋酸和盐酸加水稀释过程中导电能力的变化 盐酸导电能力的变化 醋酸导电能力的变化 对同一弱电解质，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 冰醋酸稀释 电解质溶液的导电性 2.3 Q1-2:请画出冰醋酸加水稀释过程中离子浓度的变化 课本P62第4题 例1.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 强酸、弱酸与活泼金属反应的特点 3 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－1盐酸、2 mL 2 mol·L－1醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示： (1)两个反应的反应速率及其变化有什么特点? (2)反应结束时，两个锥形瓶内气体的压强基本相等，由此你能得出什么结论? Q2:课本P61思考与讨论 思考与讨论：1. 横纵坐标的含义？ 2. 曲线斜率与趋势？ 3. 两个反应的反应速率及其变化有什么特点? 4. 反应结束时，两个锥形瓶内气体的压强基本相等，由此你能得出什么结论? 强酸、弱酸与活泼金属反应的特点 3 1. 同条件，镁条与盐酸、醋酸的反应   宏观辨识 微观探析 反应初期 v盐酸 比 v醋酸 大 盐酸是强酸，完全电离，醋酸是弱酸，部分电离，两者同浓度，盐酸中的c(H＋)较大，因而反应速率较大 反应过程中 v盐酸始终大，v盐酸减小明显，v醋酸减小不明显 随反应进行，醋酸电离平衡正向移动，消耗的H＋能及时电离补充，所以一段时间内速率变化不明显 最终 二者产生H2的量基本相等，速率几乎都变为零 镁条稍过量，两种酸的物质的量相同，随醋酸电离，平衡正向移动，醋酸几乎消耗完全，最终二者与镁条反应的H＋的物质的量几乎相同，因而产生的H2量几乎相同。 两种酸都几乎消耗完全，反应停止，速率几乎都变为0 盐酸与醋酸加水稀释过程离子浓度的对比 3 pH 时间/s 0 50 100 150 1 2 3 4 思考：同时将0.1mol/L盐酸和醋酸中溶质的浓度稀释到原浓度的1/10，稀释过程中溶液的pH随时间的变化 a b Q3-1、哪条曲线代表盐酸（或醋酸）稀释过程中溶液的pH变化？你的理由是什么？ Q3-2、分别将0.1mol/L盐酸和醋酸中溶质的浓度稀释到原浓度的1/10，二者的pH各变化了多少？为什么？ 强酸、弱酸与活泼金属反应的特点 3 2.一元强酸和一元弱酸的比较 等体积,等浓度的盐酸和醋酸 1mol/L HCl A 1mol/LCH3COOH B C(H+) 与Zn反应初始速率 与足量Zn产生H2量 中和碱能力 同倍数稀释C(H+) 与等量不足的金属反应所需时间 A>B A>B A=B A=B 为原来的1/n 大于原来的1/n A﹤B 强酸、弱酸与活泼金属反应的特点 3 2.一元强酸和一元弱酸的比较 等体积、等PH（C(H+)）的盐酸（A）与醋酸（B）分别与锌反应 溶液的浓度 开始时反应速率 反应过程中平均反应速率 生成等量氢气所需的时间 反应过程中速率下降快慢 生成等量的氢气消耗Zn 与足量的Zn反应产生H2量 与碱反应消耗碱 A<B A=B A<B A>B A>B A=B A<B A<B 强酸、弱酸与活泼金属反应的特点 3 Q4-2:请画出等体积、等pH值的盐酸和醋酸分别与足量锌粉反应，生成氢气体积随时间变化图 Q4-1:请画出等体积、等浓度的盐酸和醋酸分别与足量锌粉反应，生成氢气体积随时间变化图 Q5：设计实验证明HA是一元弱酸的方法？ 1mL 1mol/L的HA恰好与1mL 1mol/L的NaOH完全反应能否 说明？说明理由 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。 2.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- 1.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 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:NaHSO3⇌Na++H++SO32- A 4.常温下，下列事实能说明HClO是弱电解质的是(　　) A.HClO在光照条件下易分解成HCl和O2 B.0.01 mol/L HClO溶液的c(ClO-)<0.01 mol/L C.NaClO的电离方程式:NaClO＝Na+ + ClO- D.HClO与Na2SO3溶液反应，可以得到Na2SO4 B 5.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 A 第一节 电离平衡 第1课时 强电解质 弱电解质 分类 定义 分类 电离平衡状态 定义 电离方程式的书写 电离方程式的书写 平衡的建立 弱电解质的电离的特征 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $