3.1.1 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 3.1.1 强弱电解质和弱电解质的电离平衡 1.7.2013 同学们好，今天我们进入第三章第一节的学习——电离平衡。 大家在初中已经接触过酸、碱、盐的概念，知道它们在水溶液中能解离出离子。但是，是不是所有的电解质在水中都能完全解离呢？这节课我们就来探讨这个问题。 我们将重点学习弱电解质的电离平衡，理解什么是电离平衡，以及影响电离平衡的因素。这不仅是化学反应原理的重要基础，也是我们理解水溶液中离子反应的关键。 ‹#› 为什么黑枸杞在不同的水中颜色不同呢？ 与弱电解质的电离平衡有关 新课导入 复习回顾 物质 混和物 纯净物 化合物 单质 电解质 非电解质 酸、碱、盐、水、 活泼金属氧化物(CaO) 导电是现象 电离是本质 大多数有机物(酒精/蔗糖) 非金属氧化物(CO2/SO2) 非酸性气态氢化物NH3 1．铜丝、盐酸能导电，它们是电解质还是非电解质？ 2．BaSO4、AgCl、CaCO3均难溶于水，它们是电解质吗？ 3．纯硫酸在熔融状态下不导电，所以硫酸不是电解质，这种说法正确吗？ 4．SO2溶于水形成的溶液以及Na2O熔融状态下都能导电，这两种氧化物都是电解质吗？ 既不是电解质也不是非电解质 是 难溶盐在熔融状态时可导电 不正确 Na2O是 思考与讨论 SO2不是 ①电解质、非电解质的前提必须为化合物，故单质、混合物既不是电解质也不是非电解质 ②电解质必须是化合物本身能电离出离子，否则不属于电解质。例：NH3、SO2、CO2 。 ③电解质的导电：导电的条件是溶于水或熔融状态 能导电的物质不一定是电解质，电解质不一定能导电。 ④导电的本质是自由离子的定向移动 ⑤导电能力与离子浓度和离子所带电荷有关 纯酸不导电 电解质易错点： 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 课堂练习 思考：为什么电解质在水溶液里或熔化状态下能够导电？ 电离——化合物在溶于水或受热熔化时，离解成自由移动的离子。 化学与生活 你知道吗？ 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)。 讨论：同浓度的电解质溶液（如盐酸和醋酸溶液）在水溶液里的导电性是否相同？如何用实验验证猜想？ 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。 酸 0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸 pH 导电能力 与镁条反应 1 3 灯泡明亮 灯泡暗 反应剧烈， 产生大量气泡 反应缓慢， 产生少量气泡 meiyangyang8602 HCl在水中完全电离 醋酸在水中部分电离 主要粒子 H2O H2O H+ H+ CH3COO− Cl− CH3COOH 思考：盐酸溶液和醋酸溶液中主要粒子组成？ 不存在 溶质分子 CH3COOH CH3COO− 存在 溶质分子 一、强电解质和弱电解质 ⑴强电解质 ①在水溶液中全部电离的电解质 ②类别：强酸，HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO4等 强碱，NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等 大部分盐，NaCl、NH4Cl、Fe(NO3)3、BaSO4等 ⑵弱电解质 ①在水溶液中部分电离的电解质 ②类别：弱酸，HF、HClO、H2S、H2SO3、H3PO4、H2CO3、 CH3COOH等 弱碱，NH3·H2O、Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2等 H2O是极弱电解质。极少数盐：HgCl2、(CH3COO)2Pb等 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。 3. 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。 1. 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+ 2. 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 课堂练习 【例1】下列物质能导电的是______，属于强电解质的是______，属于弱电解质的是________，属于非电解质的是_______。 a.铜丝 b.NaCl c.石墨 d.冰醋酸 e.HCl的水溶液 f.蔗糖 g.SO2 h.NaHCO3 i. BaSO4 j.氨水 a c e j b h i d f g 【例2】在下列性质中，可以证明CH3COOH是弱电解质的是(　　) A．1 mol/L的醋酸中，c(H＋)＝1 mol/L B．CH3COOH与水以任意比互溶 C．10 mL 1 mol/L的醋酸恰好与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液完全反应 D．在相同条件下，醋酸的导电性比盐酸弱 D 二、电解质电离方程式的书写 H2SO4 = 2H+ + SO42- 1. 强电解质用等号，弱电解质用可逆号。 CH3COOH CH3COO - + H+ 2. 二元及多元弱酸的电离分步完成, 并以第一步电离为主，并且越来越难电离。 H2CO3 H+ + HCO3- HCO3- H+ + CO32- 强等号、弱可逆 多元弱酸分步写 主要 次要 3. 多元弱碱的电离认为一步完成。 Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH- 多元弱碱一步写完 Al(OH)3？： Al(OH)3 +H2O⇌ [Al(OH)4]- + H+(酸式电离) (碱式电离) 3OH-+Al3+⇌ 4. 酸式盐的电离书写 ①强酸式盐： NaHSO4＝Na＋＋H＋＋SO42－ NaHSO4（熔融）＝Na＋＋HSO4－ ②弱酸式盐： NaHCO3＝Na＋＋HCO3－ HCO3－ H＋＋CO32－ 酸式盐看强弱、看条件 【思考】请写出NaHCO3 、 NaHSO4在水溶液中的电离方程式。 总结：强等号、弱可逆，多元弱酸分步写，多元弱碱一步完，酸式盐看强弱、看条件 课堂练习 2. 写出下列电解质电离的方程式 CH3COOH、H2S、 NaOH 、K2CO3、KHCO3、KHSO4（水溶液中）、KHSO4（融熔状态）、Cu(OH)2、H3PO4、Al(OH)3 1、下列电离方程式书写正确的是（ ） A. BaSO4 Ba2+ + SO42- B. H3PO4 3H+ + PO43- C. Al(OH)3 H+ + AlO2- + H2O D. NaHS = Na+ + H+ + S2- C 3、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的酸式电离:Al(OH)3 Al3++3OH- D.水溶液中NaHSO3的电离:NaHSO3 Na++HSO3- A 思考：导电能力强的电解质溶液中溶质一定是强电解质吗？ 不一定。电解质溶液的导电能力与电解质的强弱没有必然联系。如果强电解质的溶液浓度很小，而弱电解质溶液的浓度很大，其导电能力就可能比强电解质的溶液导电能力强。 【溶液的导电能力主要取决于离子的浓度及离子所带的电荷数】 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，可逆过程达到什么状态？画出V～t图。 思考：将冰醋酸加入水中，冰醋酸会发生如何的变化？ 醋酸 分子和离子的平衡混合物 醋酸根离子 醋酸分子 水分子 水合氢离子 水 三、弱电解质的电离平衡   c(CH3COOH) c(H+) c(CH3COO-) v(电离) v(结合) 开始时           接着           最后           增大 最大并不再变化 CH3COOH CH3COO - + H+ 电离 结合 CH3COOH分子电离开始时，分子电离成离子的速率随着分子浓度的减小而逐渐减小；同时离子结合成分子的速率随着离子浓度的增大而逐渐增大。经过一段时间后，两者的速率相等，达到电离平衡状态。 分析 ①开始时，V电离 和 V结合怎样变化？ 最大 0 最大 0 0 减小 增大 增大 减小 最小并不再变化 最大并不再变化 最大并不在再化 最小并不再变化 反应速率 弱电解质电离平衡状态建立示意图 时间 v（电离成离子） v（结合成分子） v(电离) = v(结合) 电离平衡状态 弱电解质电离过程中，分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率随时间的变化 思考：你能给电离平衡下个定义吗？ 1、弱电解质电离平衡状态的建立 用v-t图像描述 2、电离平衡 在一定条件下（如温度、浓度等）的弱电解质的溶液中， 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， 溶液中各分子、离子的浓度保持不变的状态。 前提 实质 标志 1. 逆 弱电解质的电离 3. 动 动态平衡 2. 等 v电离=v结合≠ 0 4. 定 溶液中各分子、离子的浓度不变 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 3、电离平衡的特征 【例3】有关CH3COOH的电离平衡，下列说法正确的是(　　) A.根据溶液中有CH3COOH、CH3COO-和H+即可证明 CH3COOH达到电离平衡状态 B.根据溶液中CH3COO-和H+的物质的量浓度相等即可证明CH3COOH达到电离平衡状态 C.当CH3COOH达到电离平衡时,v(电离)=v(结合)=0 D.改变条件，CH3COOH的电离平衡可能会发生移动 D （1）电离过程是吸热的。 （2）弱电解质的电离属于可逆过程，分子、离子共存，这完全不同于强电解质。 （3）弱电解质在溶液中的电离都是微弱的。一般来说，电离的分子极少，绝大多数以分子形式存在，离子和分子之间存在电离平衡。如0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中，c(H＋)在1×10－3 mol·L－1左右。 电离方向是微粒数增多的过程. CH3COOH CH3COO - + H+ 电离 结合 4. 弱电解质电离的特点 【思考】弱电解质的电离是吸热过程，请结合实验结果并运用平衡移动原理，分析影响电离平衡有哪些因素？ 5、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)   电离度：表示了弱电解质的电离程度的相对强弱 类似“反应物的转化率” 5、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 ①温度 【总结】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+ 【思考】c(CH3COO-)和c(H+)怎样变化？ 增大 0.1 mol/L CH3COOH溶液中： △H>0 “越热越电离” 【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。 ②浓度 平衡向电离方向移动，电离程度增大 CH3COOH CH3COO- + H+ Ⅰ、加水稀释： c(CH3COO-)和c(H+)怎样变化？ 【总结】加水稀释，促进电离，电离程度增大，但离子浓度减小。 减小 0.1 mol/L CH3COOH溶液中： 【思考】n(CH3COO-)和n(H+)怎样变化？ 增大 “越稀越电离” 电离平衡正向移动。 Ⅱ、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 【总结】增大弱电解质浓度：平衡向电离方向移动，电离程度减小。 ②浓度 CH3COOH CH3COO- + H+ 0.1 mol/L CH3COOH溶液中： 电离平衡不移动。 Ⅲ、加少量同浓度醋酸溶液： 【思考】c(CH3COOH)、c(CH3COO-)和c(H+)怎样变化？ 【总结】加入同浓度弱电解质溶液： 平衡不移动，各微粒浓度不变、电离程度不变。 不变 电离平衡逆向移动。 加少量CH3COONa固体： 【思考】c(CH3COOH)、c(CH3COO-)怎样变化？ 【总结】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。 增大 c(H+)? （3）同离子效应 CH3COOH CH3COO- + H+ 0.1 mol/L CH3COOH溶液中： 31 电离平衡正向移动。 ●加少量镁粉或NaOH： 【思考】c(CH3COOH)和c(H+)怎样变化？ 【总结】 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。 减小 c(CH3COO-)？ （4）加入能与离子反应的物质 CH3COOH CH3COO- + H+ 0.1 mol/L CH3COOH溶液中： 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。 32 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 通入HCl 加 NaOH(s) 加NaAc(s) 加 水 加冰醋酸 CH3COOH CH3COO - + H+ 正向 增大 增大 减小 逆向 增大 减小 增大 正向 减小 增大 减小 逆向 减小 增大 增大 正向 减小 减小 减小 增大 减小 增大 增大 减小 正向 增大 增大 增大 减小 增强 增强 增强 增强 减弱 增强 总结： 思考：纯弱电解质中的稀释过程中氢离子浓度的变化和导电能力的变化是什么？ 向纯弱电解质中加水稀释过程中溶液的导电能力随加水量的变化如下： 稀释冰醋酸的过程 弱电解质开始电离，离子数目增多， 离子浓度增大， 导电能力增强。 离子浓度增大到最大后再加水稀释，电离平衡向右移动，离子数目增多，电离程度增大，但离子浓度减小，导电能力减弱 1、冰醋酸加水溶解并不断稀释过程中，溶液导电能力与加入水的体积有如下变化关系：试回答： ⑴“0”点导电能力为0的理由是:　　　　　　　　　　　　　　　 冰醋酸中只存在醋酸分子,无离子。 ⑵a、b、c三点对应溶液的[H+]值由大到小的顺序是　　　　　　 b﹥c﹥a (3)若使c点溶液中[Ac-]、pH值均增大，可采取的措施有: ①加碱②加碳酸钠③加镁或锌 2. 相同温度下，等浓度、等体积的三种酸， ①HCl ②H2SO4 ③CH3COOH （1）c(H+)： ； （2）与足量锌反应的起始速率： ； （3）导电性： ； （4）溶液pH值： ； （5）稀释10倍的pH值： ； （6）与足量锌反应产生H2的量： ； （7）与NaOH恰好完全反应消耗NaOH的量： 。 ② = 2① > ③ ② > ① > ③ ② > ① > ③ ② < ① < ③ ② < ① < ③ ② = 2① = 2③ ② = 2① = 2③ B 4. 在0.1 mol·L－1的HCN溶液中存在如下电离平衡：HCN H＋＋CN－，下列叙述正确的是(　　) A．加入少量NaOH固体，平衡正向移动 B．加水，平衡逆向移动 C．滴加少量0.1 mol·L－1的HCl溶液，溶液中c(H＋)减小 D．加入少量NaCN固体，平衡正向移动 A 5．下列事实能证明HNO2是弱电解质的是( ) A．HNO2受热易分解 B．1mol·L-1HNO2溶液可以使石蕊试液变红 C．稀HNO2溶液中存在 HNO2和NO2- D．1.1mol·L-1HNO2溶液的导电性弱于1mol·L-1H2SO4 溶液 C Lavf58.20.100 wxmmcibr22dr0100 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $