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
课时1 弱电解质的电离平衡
回顾旧知
按物质的组成分类
物质
纯净物
混合物
单质
金属
单质
非金属
单质
电解质
非电解质
化合物
按在水溶液或熔融状态下能否导电分类
即不是电解质也不是非电解质
在水溶液中或熔融状态下能导电
在水溶液中和熔融状态下都不能导电
酸,碱,盐,水、活泼金属氧化物等
非金属氧化物、
大部分有机物:蔗糖、酒精
什么是电解质?什么是非电解质?从物质类别的角度说明,常见的电解质有哪些?非电解质有哪些?
从微观层面理解电解导电能力不同的本质区别
液 面
液 面
盐酸
醋酸溶液
H+
Cl-
H+
Cl-
H+
Cl-
Cl-
H2O
H+
H+
Cl-
H+
Cl-
H+
Cl-
H+
Cl-
H+
Cl-
Cl-
H+
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
CH3COOH
CH3COOH
CH3COOH
H2O
CH3COOH
CH3COOH
CH3COOH
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
CH3COO-
CH3COOH
CH3COO-
CH3COOH
H+
HCl = H+ + Cl-
CH3COOH⇌ CH3COO- + H+
完全电离
不完全电离
强电解质弱电解质性质探究
作者编号:35002
强电解质弱电解质性质探究
0.1 mol/L 醋酸
0.1 mol/L 盐酸
CH3COOH
CH3COO−
H3O+
Cl−
强电解质
在水溶液中能全部电离的电解质
溶液中只有阴、阳离子
如强酸、强碱、大部分盐
(包括难溶性盐)等
弱电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
溶液中既有阴、阳离子,又有电解质分子
如弱酸、弱碱、水
在水溶液中能完全电离的电解质
①强酸:H2SO4、HCl、HNO3、HBr、HI、HClO4等。
②强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等。
③绝大多数盐,包括难溶性的盐。
强电解质
①弱酸:H2CO3、CH3COOH、 HClO等。
②弱碱:NH3·H2O等。
③H2O。
在水溶液中不能完全电离的电解质
弱电解质
电解质的强弱与其在水中的溶解度无关
电解质不完全电离,书写电离方程时要用 ”⇌“
强电解质与弱电解质
作者编号:35002
电离方程式的书写
问题:电离是化学反应吗?
不是,只有化学键断裂,没有化学键形成,是吸热过程。
强电解质与弱电解质
(1)强电解质完全电离用“=”连接(书写H2SO4、BaSO4)
H2SO4=2H++SO42- BaSO4=Ba2++SO42-
(2)弱电解质部分电离用“⇌”连接(书写CH3OOH、NH3H2O、H2O)
CH3COOH⇌CH3COO-+H+ NH3·H2O⇌NH4++OH- H2O⇌H++OH-
(3)多元强酸酸式盐的电离:
NaHSO4(水溶液)=Na++H++SO42- NaHSO4(熔融)=Na++HSO4-
(4)多元弱酸酸式盐的电离:
NaHCO3=Na++HCO3- HCO3-⇌H++CO32-
①多元弱酸分步电离分布书写(书写H2CO3)
H2CO3⇌H++HCO3-(主要) HCO3-⇌H++CO32-
②多元弱碱分布电离一步书写(书写Mg(OH)2)
Mg(OH)2⇌Mg2++2OH-
作者编号:35002
易错点
(2)电解质的强、弱与其溶解性无关。难溶盐如BaSO4、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电解质。易溶于水的物质如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
(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。
练一练
NaHCO3===Na++
NaHSO4(熔融)===Na++
分步电离
√
下列电离方程式中正确的是
A.NaHCO3的水溶液:NaHCO3===Na++H++
B.熔融状态的NaHSO4:NaHSO4===Na++H++
C.HClO的水溶液:HClO H++ClO-
D.H2S的水溶液:H2S 2H++S2-
思考与讨论
①、1 mol/L 的盐酸溶液与醋酸溶液中,谁的H+浓度更大?谁的导电能力更强?
②、1 mol/L 的盐酸溶液、与醋酸溶液中,谁的pH更大
盐酸中H+浓度更大,导电能力更强
盐酸完全电离生成1mol/L H+,醋酸不完全电离,生成小于1mol/L的H+
盐酸中离子浓度更大,所以导电能力更强
醋酸PH更大。
H+浓度越大、酸性越强、pH越小
③、pH相同的盐酸溶液与醋酸溶液,谁的浓度更大?
醋酸浓度更大。
pH相同证明氢离子浓度相同,
醋酸不完全电离生成的氢离子与盐酸完全电离生成的H+一样多,
则需要更多的醋酸分子
导电能力看可自由移动的离子多少
pH大小看CH+
思考与讨论
④、1 mol/L 的盐酸溶液与醋酸溶液中,谁与镁反应更快?
⑤、1 mol/L 的盐酸溶液与醋酸溶液中,谁与镁反应生成的H2更多?
⑥、均含有 1 mol/L H+的盐酸溶液与醋酸溶液中,谁与镁反应生成的H2更多?
盐酸反应更快
盐酸中氢离子浓度更高,反应速率更快
一样多
均含有1mol/L 的H+(醋酸中的H+只是未完全电离)
反应生成的H2量与H+含量有关
醋酸生成的H2更多。
若溶液中电离出的H+浓度一样多,则证明醋酸浓度更大,所含H+更多,
因此反应生成的H2更多
与金属反应速率快慢看CH+多少
生成H2的量看H+含量
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
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?
弱电解质的电离平衡
速率
时间/t
时间/t
浓度/C
t1
t1
o
o
υ电离
υ结合
υ电离 =υ结合
电离平衡状态
C(CH3COOH)
C(CH3COO-)、C(H+)
电离平衡也是一种化学平衡
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.电离平衡的定义
弱电解质的电离平衡
2.电离平衡的特点
研究对象为弱电解质,微弱电离
ν (电离) = ν (结合)
逆
等
动
≠0
动态平衡
定
液中各分子、离子的浓度不变
变
外界条件改变时,电离平衡发生移动
弱电解质的电离平衡影响因素
(1)温度:
电离(断键)过程吸热
0.1 mol/L CH3COOH溶液中:
△H>0
CH3COOH CH3COO- + H+
平衡移动方向 n(CH3COOH) n(H+) c(酸) c(H+) c(酸根) 导电能力 电离程度
升高温度
向右
减小
增大
减小
增大
增大
增强
增大
溶液的导电能力主要取决于离子浓度和离子所带电荷
【特别注意】易挥发或易分解的弱电解质的电离平衡,温度过高,使分子浓度减小,平衡向逆向移动。
“越热越电离”
平衡向电离方向移动,电离程度增大
①加水稀释(促进电离):
【总结】加水稀释,促进电离,电离程度增大,但离子浓度减小。
“越稀越电离”
平衡移动方向 n(酸) n(H+) n(酸根) c(酸) c(H+) c(酸根) 导电能力 电离程度
加水稀释
向右
减小
增大
增大
减小
减小
减小
减弱
增大
CH3COOH CH3COO- + H+
0.1 mol/L CH3COOH溶液中:
△H>0
(2)浓度:
弱电解质的电离平衡影响因素
加水稀释
14
电离平衡正向移动。
②加少量冰醋酸:
c(CH3COOH)、c(CH3COO-)和c(H+)怎样变化?
增大
【思考】n(CH3COO-)和n(H+)怎样变化?
增大
电离程度?
减小
CH3COOH CH3COO- + H+
0.1 mol/L CH3COOH溶液中:
△H>0
(2)浓度:
弱电解质的电离平衡影响因素
加少量冰醋酸
导电能力?
增大
15
电离平衡逆向移动。
①加少量CH3COONa固体:
【思考】c(CH3COOH)、c(CH3COO-)怎样变化?
增大
c(H+)?
“同抑异促”
电离程度?
减小
CH3COOH CH3COO- + H+
0.1 mol/L CH3COOH溶液中:
△H>0
(3)同离子效应:
减小
弱电解质的电离平衡影响因素
导电能力?
增大
16
电离平衡正向移动。
②加少量镁粉或NaOH:
【思考】c(CH3COOH)和c(H+)怎样变化?
减小
c(CH3COO-)?
电离程度?
增大
CH3COOH CH3COO- + H+
0.1 mol/L CH3COOH溶液中:
△H>0
(4)加入能与离子反应的物质:
增大
弱电解质的电离平衡影响因素
导电能力?
增大
17
弱电解质的电离平衡影响因素
以0.1 mol·L-1醋酸溶液为例,外界条件对CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0的影响。
条件改变 平衡移动方向 c(H+) n(H+) 电离程度 导电能力
升高温度 向 移动
加H2O 向 移动
通HCl 向 移动
加少量NaOH(s) 向 移动
加少量CH3COONa(s) 向 移动
加少量冰醋酸 向 移动
加入镁粉 向 移动
右
增大
增大
增大
增强
右
减小
增大
增大
减弱
左
增大
增大
减小
增强
右
减小
减小
增大
增强
左
减小
减小
减小
增强
右
增大
增大
减小
增强
右
减小
减小
增大
增强
√
2.下列对氨水中存在的电离平衡:NH3·H2O +OH-叙述正确的是
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c()减少
电离平衡右移
使 c(OH-)减小
向左移动
增大
练一练
练一练
3.已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,要使溶液中 的值增大,可以采取的措施是
A.加少量烧碱溶液
B.加少量醋酸钠
C.加少量冰醋酸
D.加水
平衡左移,n(H+)减小,n(CH3COOH)增大,比值减小
平衡右移,n(H+)增大,n(CH3COOH)增大程度大,比值减小
平衡右移,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,比值增大
√
练一练
1.某化学小组在一定温度下,将冰醋酸加水稀释,溶液的导电
能力I 随加入水的体积V变化的曲线如图所示。
(1)O点导电能力几乎为0的原因是___________________________________________。
(2)图像中a~b阶段,加水稀释,溶液中c(H+)如何
变化?______,简述原因:__________________________________________
_________________________________________________________________。
增大
加水稀释,醋酸的电离平衡向右移动,n(H+)增大,但溶液体积增大没有n(H+)增大的明显,因而c(H+)增大
O点冰醋酸中没有水,醋酸未电离,无离子存在
(3)图像中b~c阶段,加水稀释,溶液中c(H+)如何变化?______,
简述原因:_____________________________________________________
_______________________________________________________________。
减小
加水稀释,醋酸的电离平衡向右移动,n(H+)增大,但溶液体积增大更明显,因而c(H+)减小
练一练
$