3.1.1电解质及弱电解质的电离平衡 课件 -2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

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 任务一 回顾旧知，电解质与非电解质 谁是电解质？ 电离 导电 水溶液中或熔融状态 证明 产生自由离子 导电是现象 电离是本质 谁电离谁是电解质 电解质 化合物 1.电解质和非电解质 电解质：在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。 非电解质：在水溶液中和熔融状态下均以分子形式存在， 导电的化合物。 不能 如：酸、碱、盐、活泼金属氧化物、H2O 如：多数有机化合物、非金属氧化物(CO2、SO2等)和氨等 【易错警示】 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，故应为非电解质。 2. 单质、溶液既不是电解质，也不是非电解质。 有机酸是电解质（如乙酸） 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） 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)？ 为什么除水垢用醋酸(CH3COOH)、而不用盐酸(HCl)。 【新课导入】 任务二 强电解质和弱电解质 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3-1】 酸 0.1 mol·L－1盐酸 0.1 mol·L－1醋酸 pH值 导电能力 与镁条反应 HCl和醋酸都是电解质，那么，相同条件下，不同电解质的电离程度是否有区别？下面我们通过实验来进行探讨和总结。 实验视频 任务二 强电解质和弱电解质——宏观实验 酸 0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸 pH 导电能力 实验现象 化学方 程式 Mg ＋ 2HCl MgCl2 ＋ H2↑ Mg ＋ 2CH3COOH (CH3COO)2Mg ＋ H2↑ 1.0 3.0 镁条表面产生气泡较快 镁条表面产生气泡较慢 导电能力强 导电能力弱 【实验现象】 酸 0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸 与镁条反应 产生气泡速度较快 产生气泡速度较慢 【反应本质】 Mg+2H+==Mg2++H2↑ 【反应速率】 相对较大 相对较小 实验分析与结论 【实验结论】 c(H+)大小：0.1mol/L盐酸>0.1mol/L醋酸 酸 0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸 导电能力 强 弱 【离子浓度】 【导电性】 实验分析与结论 【实验结论】 读数：187 读数：7180 0.1 mol/L 盐酸 ＞ 0.1 mol/L 醋酸 0.1 mol/L 盐酸 ＞ 0.1 mol/L 醋酸 在水中的电离程度：盐酸＞醋酸。 导电能力与离子浓度和离子所带电荷有关（自由移动的阴阳离子） 酸 0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸 pH 1 3 实验分析与结论 资料卡片：pH＝−lgc(H+) 则：c(H+)=10-pH 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分子在水中完全电离 醋酸分子在水中部分电离，且非常微弱 【实验结论】 任务二 强电解质和弱电解质——微观本质 Cl－ H3O+ 图示模拟电离 强电解质 弱电解质 HCl在水中电离示意图 CH3COOH在水中电离示意图 H3O+ CH3COO－ CH3COOH HCl CH3COOH 不彻底、可逆过程 完全电离 部分电离 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 强电解质 弱电解质 相同点 电离程度 在溶液中存在形式 化合物类型 本质区别 完全电离(不可逆) 部分电离(可逆) 阴、阳离子 阴、阳离子和 弱电解质分子 强电解质与弱电解质的比较 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。 离子化合物，部分共价化合物 共价化合物 强电解质和弱电解质 1.能说明醋酸是弱电解质的事实是（ ） A.同浓度时，醋酸溶液的导电性比盐酸弱 B.醋酸溶液与碳酸钙反应，缓慢放出二氧化碳 C.10mL1mol/L醋酸溶液10mL恰好与10mL1mol/L的NaOH溶液完全反应 D.0.1mol/L的CH3COOH溶液中，氢离子浓度约为0.001mol/L AD 判断电解质强弱的方法 ①同浓度、同温度下，与强电解质溶液做导电性对比实验； ②同浓度、同温度下，比较反应速率的快慢； 如将镁条投入等浓度的盐酸和醋酸溶液中，开始时反应速率前者比后者快。 ③测c(H＋)，如0.01 mol·L－1的醋酸溶液c(H＋)＜0.01 mol·L－1则证明醋酸是弱酸。 2.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。 任务三 电离方程式的书写——符号表征 HCl = H+ + Cl- CH3COOH CH3COO− + H+ 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、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！ + SO42- 熔融状态，只断离子键 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） 注 氢离子为 “裸露”的质子，半径小，易于水分子结合水合氢离子H3O+为了方便，也常写成H+ 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- 任务三 强电解质与弱电解质概念的应用 【应用1】离子反应中强电解质需拆，弱电解质不拆 【应用2】离子共存中离子结合成弱电解质，不能共存 氯气溶于水：Cl2+H2O 2H++Cl-+ClO- 离子共存：CH3COO-、Cl-、K+、H+ HClO弱酸，不可拆 结合成CH3COOH，不能共存 习题 1.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－ 2.在以下各种情形下，电离方程式书写正确的是(　　) C 习题 3.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　NaCl固体中滴加蒸馏水，起始导电能力应为0，与曲线A不符，A错误；CH3COOH溶液中滴加等浓度的NaOH溶液，溶液导电能力发生变化,与曲线B不符，B错误；Ba(OH)2溶液中通入CO2，先生成BaCO3沉淀,继续通CO2，生成Ba(HCO3)2，导电能力先减弱后增强至不再变化，与曲线C相符，C正确；稀氨水中滴加等浓度的稀醋酸，生成醋酸铵,溶液导电能力逐渐增强，当恰好反应完全导电能力增至最强，继续加入稀醋酸,导电能力逐渐减弱，与曲线D不符，D错误。 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 CH3COOH CH3COO－＋H＋ 电离 结合 c(CH3COOH)最大，v电离最大 c(H+)、c(CH3COO-) =0，v结合为0 1、电离平衡状态的建立过程 开始时 c(CH3COOH)减小，v电离减小 c(H+)、c(CH3COO-) 增大，v结合增大 过程中 c(CH3COOH)不变，v电离不变 c(H+)、c(CH3COO-) 不变，v结合不变 最后 v电离 v结合 v t v电离 = v结合 电离平衡状态 0 t1 电离平衡也是一种化学平衡 弱电解质的电离平衡 二 . 弱电解质的电离平衡 1. 弱电解质电离平衡状态 v (电离) v (结合) v 时间 v(电离) =v(结合) 电离平衡状态 0 (2)概念：在一定条件(如温度、浓度)下，弱电解质分子_________________ 与 相等，溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化时达到了电离平衡状态。 电离成离子的速率 离子结合成弱电解质分子的速率 CH3COOH CH3COO - + H+ 电离 结合 (1)建立 (3)电离平衡的特征 ①弱：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 注意：①电离过程是吸热的 ②过程可逆 ③电离微弱的 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。 （2）.外界条件对弱电解质的电离平衡的影响 实例：以0.1 mol·L-1CH3COOH溶液为例，填写外界条件对CH3COOH CH3COO-+H+　ΔH>0的影响。 改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 加水稀释       向右 增大 减小 越稀越电离 注意： 弱电解质溶液加水稀释时，要注意离子浓度与离子物质的量的变化。 如0.1 mol·L－1 CH3COOH加水稀释，c(CH3COOH)、c(H＋)、 c(CH3COO－)均减小，但稀释促进电离，所以n(CH3COOH)减小， n(H＋)、n(CH3COO－)增大。 (2) 外因： 温度： 不同温度下0.05 mol/L 醋酸的pH： 温度 20 ℃ 24 ℃ pH 3.05 3.03 温度升高，pH减小，c(H+)增大 ΔH ＞0 温度升高，平衡正向移动，电离程度增大 越热越电离 CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+ 弱电解质的电离过程一般是吸热过程（断键） 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 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,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物质，电离平衡向正反应方向移动，电离程度增大 越热越电离 越稀越电离 4、电离平衡的影响因素小结 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 例 .大哭后容易停不下来、喘不上气，或者手脚僵硬等症状，如何缓解呢？ 直接吸入大量CO2合理吗？ 解决方法：需要控制条件，使上述平衡正向移动 可用纸袋，罩于鼻、口上再呼吸，增加动脉血CO2浓度。及时就医 H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO − 3 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。 已知人体血液中存在如下平衡： 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。 学以致用 c c bd 习题 课本P62---2，3,4 向左 向右 向左 B 冰醋酸中没有自 由移动的离子 c<a<b c ②④ 导 电 能 力 习题 5.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 课堂小结 离子浓度和离子所带电荷 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。 越热越电离 越稀越电离 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 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $