内容正文:
第一节 电离平衡
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第1课时 电解质及弱电解质的电离平衡
1
复习回顾
类别: 酸、碱、盐、H2O、活泼金属氧化物等
在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。
在水溶液里和熔融状态下都不能够导电的化合物。
电解质:
非电解质:
化合物
类别:多数有机物、非金属氧化物(CO2、SO2等)、NH3等
两者满足其一
两者都满足
有机酸是电解质(如乙酸)
复习回顾
下列物质中,能导电的是___________(填序号,下同),属于电解质的是___________,属于非电解质的是____________。
①H2SO4 ②铜 ③氯气 ④硫酸钡 ⑤乙醇 ⑥盐酸
⑦CH3COOH ⑧CO2 ⑨熔融的NaCl
②⑥⑨
①④⑦⑨
⑤⑧
HCl的水溶液
1、单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。
易错点
2、能导电的物质不一定是电解质。
3、电解质不一定能导电。
✪ 特别提示:纯酸不导电
单质及混合物不叫做电解质,也不能叫做非电解质。(如:金属单质、溶液、盐酸——电解质溶液)
强电解质和弱电解质
盐酸和醋酸是生活中经常用到的酸,盐酸常用于卫生洁具的清洁。
主要成分是盐酸(HCl)
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?
醋酸的去水垢能力不如盐酸强,除了浓度因素外,是否还有其他原因?下面的实验也许可以帮助我们求得一个合理的解释。
强电解质和弱电解质
【实验3-1】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。
浓度相同
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
镁条
0.1 mol·L-1
HCl
0.1 mol·L-1
CH3COOH
强电解质和弱电解质
强电解质和弱电解质
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
1
3
强
弱
迅速产生
大量气泡
产生气泡
相对较慢
导电性:
0.1mol/L盐酸>0.1mol/L醋酸
离子浓度:
0.1mol/L盐酸>0.1mol/L醋酸
溶质电离的差异,造成实验结果不同
Mg + 2H+ == Mg2+ + H2↑
0.1mol/L盐酸>0.1mol/L醋酸
导电能力与自由移动的离子浓度和离子所带电荷有关
c(H+):
强电解质和弱电解质
盐酸与醋酸的电离程度的微观比较
主要粒子
电离程度
H2O H+ Cl-
H2O H+ CH3COO- CH3COOH
CH3COOH在水中部分电离
HCl在水中完全电离
强电解质和弱电解质
0.1mol/L HCl(aq)
c(H+) =
10-1
=0.1 mol/L
0.1mol/L CH3COOH(aq)
c(H+) ≈
0.001 mol/L
HCl = H+ + Cl-
CH3COOH CH3COO- + H+
【结论】 HCl 分子在水中完全电离;
CH3COOH 分子在水中部分电离,且非常微弱。
提示:c(H+)=10-pH
数据分析
电解质
强电解质
弱电解质
在水溶液中能完全电离的电解质
在水溶液中部分电离的电解质
强酸、强碱、大多数盐(包括难溶性盐)
完全电离,只有离子,无分子,不可逆
定义:
类别:
特点:
类别:
定义:
特点:
不完全电离,既有分子又有离子,可逆
弱酸、弱碱、水、极少数盐
(CH3COO)2Pb
HgCl2
六大强酸:HCl、HBr、HI、H₂SO₄、HNO₃、HClO₄
四大强碱:KOH、Ba(OH)₂、NaOH、Ca(OH)₂
强电解质和弱电解质
下列电解质中, 哪些是强电解质,哪些是弱电解质?
① NaCl ② Ba(OH)2 ③ NH3·H2O ④ H2CO3
⑤ CuSO4 ⑥ AgCl ⑦ H3PO4 ⑧ CH3COOK
强电解质:
弱电解质:
③ ④ ⑦
① ② ⑤ ⑥ ⑧
【注意】1、电解质的强弱与其溶解性无关,只与电离程度有关。
2、强电解质导电能力不一定强。
溶液的导电能力取决于溶液的离子浓度和离子所带的电荷。
强电解质和弱电解质
强电解质与弱电解质的比较
强电解质 弱电解质
相同点
电离程度
在溶液中存在形式
物质种类
本质区别
完全电离
部分电离
阴、阳离子
阴、阳离子和弱电解质分子
强酸、强碱、多数盐
弱酸、弱碱、水、极少数盐
都是电解质,在水溶液中都能电离,溶液都能导电
在水溶液中是否完全电离
电离方程式的书写
1、强电解质:
完全电离,书写时用“ = ”
HCl = H+ + Cl-
H2SO4 = 2H++
强酸
强碱
大多数盐
NaOH=Na++OH-
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
弱酸的酸式盐
强酸的酸式盐
NaHSO4
水溶液:NaHSO4 == Na+ + H+ + SO42-
熔融状态:NaHSO4 == Na+ + HSO4-
NaHCO3
HCO3 ⇌H+ + CO32-
水溶液:NaHCO3 == Na+ + HCO3-
熔融状态:NaHCO3 == Na+ + HCO3-
强中有弱,分步电离
说明:熔融状态只破坏离子键,水溶液既破坏离子键又破坏共价键
高中阶段,共价键有水才电离,没水不电离!
①一元弱酸、弱碱、水:一步电离
②多元弱酸:分步电离,第一步为主
2、弱电解质:部分电离,书时用“ ⇌”号
③多元弱碱分步电离,但分步电离较为复杂,一般一步电离书写
Fe(OH)3 ⇌Fe3+ + 3OH-
电离方程式的书写
CH3COOH ⇌H+ + CH3COO-
NH3·H2O ⇌ + OH-
H2O ⇌ H+ + OH-
⇌H+ +
H2SO3 ⇌H+ +
H2CO3
H2SO3
H3PO4
⇌H+ +
H3PO4 ⇌H+ +
⇌H+ +
⇌H+ +
H2CO3 ⇌H+ +
(主要)
(次要)
电离方程式的书写
(3)两性氢氧化物双向电离
Al(OH)3 +H2O ⇌H+ + [Al(OH)4]-
(酸式电离)
(碱式电离)
Al(OH)3 ⇌ Al3+ + 3OH-
在以下各种情形下,电离方程式书写正确的是( )
C
习题
习题
写出下列电解质的电离方程式
⇌Cu2++2OH-
H2SO4
Ca(OH)2
CH3COONH4
H2S
Cu(OH)2
H3PO4
(水溶液中)KHSO3
= Ca2+ + 2OH-
= 2H+ + SO42-
= CH3COO- + NH4+
⇌H++HS-
⇌H++
= K++HSO3-
HSO3- ⇌H++SO32-
[口诀]:强等号;弱可逆;多元弱酸分步写,多元弱碱一步完,酸式盐看完强弱看条件。
HS- ⇌H++S2-
冰醋酸加入水中会发生如何的变化?请结合平衡理论进行解释
弱电解质的电离平衡
CH3COOH CH3COO - + H+
水
冰醋酸
弱电解质分子
电离
结合
离子
①开始时,v电离 和 v结合 怎样变化?
②当 v电离 = v结合 时,可逆过程达到什么状态?画出V~t图
1、电离平衡状态的建立过程
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
反应速率
时间
v电离 = v结合
电离平衡状态
0
CH3COOH CH3COO-+H+
电离
结合
t1
电离平衡也是一种化学平衡
弱电解质的电离平衡
2、概念:在一定条件(如温度、浓度)下,弱电解质分子电离成离子的速率、与离子结合成电解质分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离过程就达到了电离平衡状态。
弱电解质的电离是可逆过程
条件改变,电离平衡发生移动
动态平衡
溶液中各分子、离子的浓度不变
v电离 = v结合 ≠ 0
3、特征
逆
等
动
定
变
v结合
v
t
v电离
v电离 = v结合
t1
0
弱电解质的电离平衡
4、电离平衡的影响因素
(1) 内因:
电解质本身的性质。通常电解质越弱电离程度越小。
电离程度:盐酸 醋酸 碳酸
>
>
越强越电离
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
弱电解质的电离平衡
4、电离平衡的影响因素
电离平衡和化学平衡一样,
当外界条件改变时符合勒夏特列原理。
(2) 外因
①温度
②浓度
③同离子效应
④化学反应
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。
弱电解质的电离平衡
4、电离平衡的影响因素
温度:
弱电解质的电离过程一般是吸热过程。
升高温度,电离平衡正移,电离程度增大。
越热越电离
浓度:
a、加水稀释,平衡正移,电离程度增大。
b、增大弱电解质浓度,平衡正移,但电离程度减小。
越稀越电离
同离子效应
加入与弱电解质电离出的离子相同的离子,平衡逆移,电离程度减小。
化学反应
加入能与弱电解质电离出的离子反应的离子,平衡正移,电离程度增大。
同粒抑电离
反应促电离
条件改变 平衡移动方向 c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) 电离程度 导电能力
升高温度
加H2O
加CH3COOH
加CH3COONa(s)
通HCl(g)
加NaOH(s)
加入镁粉
分析下列条件对醋酸电离平衡的影响
CH3COOH⇌CH3COO- + H+ ΔH>0
弱电解质的电离平衡
同离子效应
化学反应
解决问题
醋酸的腐蚀性比盐酸的小,为什么不用醋酸代替盐酸呢?
CaCO3是卫生洁具常见的污染物之一。
去污原理如下:
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。
CaCO3+2H+ CO2↑+H2O+Ca2+
实际产品兼顾安全性与去除效果,确定产品有效成分及浓度
学以致用
CO2、H2CO3?
小孩大哭过后,容易出现抽抽搭搭,停不下来、喘不上气,或者手脚僵硬的情况。
已知人体血液中存在如下平衡:
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-
人体血液的pH需维持在7.35——7.45。
当pH<7.35会导致酸中毒,pH大于7.45会导致碱中毒。
小孩大哭后出现的生理症状,与上述平衡相关,是随着哭泣,呼出大量CO2,平衡状态改变后,发生了轻微碱中毒。
分析问题的化学本质,
出现轻微碱中毒后,如何缓解中毒症状呢?
直接吸入大量CO2合理吗?
可用纸袋,罩于鼻、口上再呼吸,增加动脉血CO2浓度;及时就医。
会窒息
导
电
能
力
习题
在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如右图所示。
(1)“O”点不能导电的理由__________________。
(2)M、N、P三点溶液 c(H+) 由大到小的顺序为__________。
N>M>P
没有自由移动的离子
(3)M、N、P三点对应的溶液中,CHCOOH电离程度 由大到小的顺序为__________。
P>N>M
(4) M、N、P中和NaOH的能力:__________。
P=N=M
注意:弱电解质的电离程度、溶液的导电性与电离平衡的移动没有必然关系
由导电能力可知
加水,越稀越电离
溶液中CH3COOH的物质的量不变
离子浓度
不电离
越稀越电离
习题
2.稀氨水中存在平衡: ,若要使平衡向左移动,同时使c(OH-)增大,应采取的措施是( )。
①加入NH4Cl固体 ②加入硫酸 ③加入NaOH固体
④加入水 ⑤加入少量MgSO4固体
A.①② B.④⑤ C.③ D.③⑤
C
1.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
条件改变 平衡移动方向 c(NH4+) c(OH-) c(NH3·H2O) 电离程度
升温
加水
NH3·H2O
NH4Cl(g)
NaOH(s)
HCl(g)
作业
分析下列条件对NH3·H2O NH4+ + OH- 的平衡体系的影响
条件改变 平衡移动方向 c(NH4+) c(OH-) c(NH3·H2O) 电离程度
升温
加水
NH3·H2O
NH4Cl(g)
NaOH(s)
HCl(g)
↑
↑
↑
↑
↑
↑
↓
↑
↑
正向
正向
↓
↓
↓
逆向
逆向
正向
↓
↑
↓
↓
↑
↑
↓
↓
正向
↑
↓
↓
↑
作业
分析下列条件对NH3·H2O NH4+ + OH- 的平衡体系的影响
Lavf57.62.100
NH3·H2ON+OH-
$