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弱电解质的电离平衡
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
弱电解质的电离平衡
章节导入
水是生命之源，地球也是一个名副其实的“水球”。水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中。
许多化学反应都是在水溶液中进行的，其中，酸、碱和盐等电解质在水溶液中发生的离子反应，以及弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶电解质的沉淀溶解平衡，都与生命活动、日常生活、工农业生产和环境保护等息息相关。本章将讨论物质在水溶液中的各种行为。
学习目标
1.了解强、弱电解质的概念。
2.掌握强电解质与弱电解质的判断。
3.掌握弱电解质的电离方程式的书写。
4.掌握弱电解质的电离平衡。
温故知新
1.电解质与非电解质定义、分类？
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
定义
种类
本质区别
相同点
电解质
在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物
酸、碱、盐、水、活泼金属氧化物、活泼金属氢化物等。
在水溶液里或熔融状态下自身能否发生电离
均为
化合物
非电解质
在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物
非金属氧化物
大多数有机物
氨气等。
温故知新
2.电解质为什么会导电？
在水溶液里或熔融状态下能自身电离出自由移动的离子，且在电场作用下定向运动。
3.能导电的都是电解质吗？电解质一定能导电吗？
电解质不一定导电，导电的不一定是电解质。
例如：氯化钠固体、氯化钠水溶液、Cu丝。
非电解质不导电，不导电的不一定是非电解质。
例如：氢气 、氯化钠固体。
4.电解质导电能力与什么有关？
溶液中自由移动离子浓度和离子所带电荷数
温故知新
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。
3.是否为电解质与其溶解度无必然联系
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。
例如：NH3、SO2、CO2
4.电解质的导电：导电的条件是溶于水或熔融状态
导电的本质是自由离子的定向移动
导电能力与离子浓度和离子所带电荷有关
疑点突破：
回顾练习
下列物质中： ①NaOH溶液 ②NaCl ③盐酸 ④CO2
⑤CaCO3 ⑥ Fe ⑦硫酸 ⑧乙醇 ⑨融熔CaCl2 ⑩Na2O
能导电的物质是： ；
属于电解质的是： ；
属于非电解质的是： ；
①③⑥⑨
②⑤⑦⑨⑩
④⑧
日常生活中你了解的盐酸和醋酸用途
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)？
为什么除水垢用柠檬酸或醋酸(CH3COOH)、而不用盐酸(HCl)？
课堂导入
【实验3-1】取相同体积、0.1mol/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。
镁条
1 mol·L-1 HCl
1 mol·L-1 CH3COOH
实验探究
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}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
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
结论:盐酸中c(H+)较大，即HCl在水中的电离程度大于CH3COOH
【实验3-1】取相同体积、0.1mol/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。
实验探究
资料卡片：pH= - lgc(H+)
0.1mol/L HCl(aq)
0.1mol/L CH3COOH(aq)
PH=1
PH=3
c(H+)=
c(H+)=
10-1mol/L
10-3mol/L
(0.1mol/L)
(0.001mol/L)
结论:
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
分析解释
盐酸、醋酸的电离行为微观示意图对比
0.1 mol/L 醋酸
0.1 mol/L 盐酸
水溶液中
不存在溶质分子
CH3COOH
部分电离
HCl
完全电离
水溶液中
存在溶质分子
Cl－ H3O+
H3O+ CH3COO－ CH3COOH
分析解释
①定义：在水溶液中能够全部电离的电解质。
②特点：完全电离，只有离子，无分子，不可逆。
电离方程式用“===”连接
③类别:
强酸：HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4
强碱：NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2
绝大多数盐（包括难溶盐）：NaCl、NH4Cl、BaSO4等
活泼金属氧化物：Na2O等
活泼金属氢化物：NaH
1、强电解质
一、强电解质和弱电解质
2、弱电解质
①定义：在水溶液中能够部分电离的电解质。
②特点：不完全电离，既有分子又有离子，可逆。
存在电离平衡，电离方程式用“ ”连接
③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。
极少数盐：(CH3COO)2Pb、HgCl等。
水：H2O是极弱电解质
一、强电解质和弱电解质
注意事项：
电解质的强弱由物质的内部结构决定，强、弱电解质的根本区别是能否完全电离。
电解质强弱与物质溶解度无关；
电解质强弱与物质导电性和化学键类型无必然联系。
导电性与离子浓度和离子所带电荷数有关。
一、强电解质和弱电解质
下列物质中，
属于电解质的是____________ (填序号，下同)，
属于强电解质的是__________，
属于弱电解质的是________。
属于非电解质的是________，
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 ?CO2
①④⑦⑧⑨
⑤⑩?
①④⑧
⑦⑨
反馈训练
---用化学符号表示电离过程的式子。
a.强电解质在溶液中完全电离，用“＝”
b.弱电解质在溶液中部分电离，用“ ”
c.多元弱酸部分电离，分步书写电离方程式
d.多元弱碱部分电离，但一步写出电离方程式
Cu(OH)2 Cu2＋＋2OH－
H2CO3 H＋＋HCO3－ (以第一步为主)
HCO3－ H＋＋CO32－
二、电离方程式
e、强酸酸式盐，完全电离。
分水溶液和熔融态,强酸的酸式酸根在水中完全电离，要拆开。
f、弱酸酸式盐，第一步完全电离；
第二步水溶液中弱酸酸式酸根阴离子部分电离。
g、两性氢氧化物，分酸式电离和碱式电离
水溶液：NaHSO4=Na++H++SO42-
熔融状态：NaHSO4=Na++HSO4-
HCO3－ H＋＋CO32－（水溶液中）
水溶液和熔融状态：：NaHCO3= Na＋＋ HCO3－
---用化学符号表示电离过程的式子。
二、电离方程式
请写出H2SO4、CH3COOH、H3PO4、Ba(OH)2、NH3·H2O、Fe(OH)3、NaH2PO4 在水溶液中的电离方程式。
反馈训练
电离
结合
CH3COOH CH3COO－＋H＋
醋酸在电离过程中存在哪些微粒？各微粒浓度的变化情况？
c(HAc)
c(Ac-)
c(H+)
HAc初溶于水
紧接着
最后
0
0
最大
不变
不变
不变
v电离 和 v结合怎样变化？画出v～t图。
三、弱电解质的电离平衡
1、电离平衡的建立
三、弱电解质的电离平衡
在一定条件下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，溶液中各组分的浓度不变，电离过程就达到了平衡状态，这种状态叫做电离平衡状态。
2、电离平衡概念
三、弱电解质的电离平衡
研究对象是弱电解质
v电离＝v结合
动态平衡v电离＝v结合≠0
平衡时，各微粒的浓度保持不变
条件改变，电离平衡会发生移动
弱
等
动
定
变
3、电离平衡的特征
三、弱电解质的电离平衡
(1)内因：电解质本身性质。通常越弱越难电离
(2)外因：溶液的温度、浓度等。
温度
不同温度下0.05 mol/L 醋酸的pH：
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 温度
20 ℃
24 ℃
pH
3.05
3.03
温度升高，pH减小，c(H+)增大
大多数弱电解质电离吸热，
温度升高, 平衡正向移动,电离程度增大
CH3COOH?CH3COO? + H+
?
ΔH ＞0
越热越电离
4、影响电离平衡的因素
三、弱电解质的电离平衡
浓度
CH3COOH ???CH3COO? + H+
?
① 增大醋酸浓度
③ 加水稀释
平衡移动方向
电离程度
正向
减小
正向
增大
越稀越电离
② 加入醋酸钠固体
逆向
减小
离子浓度
导电能力
4、影响电离平衡的因素
三、弱电解质的电离平衡
向纯弱电解质(如醋酸)中加水稀释过程中，溶液的导电能力随加水量的变化如何？
开始稀释时：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，电离平衡电离方向移动，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。
思考与讨论
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CH3COOH
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
反馈训练
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
相同体积，相同浓度的
强酸HA与弱酸HB
相同体积，相同c(H+)
（相同pH）的
强酸HA与弱酸HB
c(H+)浓度
与金属反应的起始速率
与过量的碱反应时消耗碱的量
与过量活泼金属反应产生H2的量
c(A-)与c(B-)大小
加水稀释相同倍数后酸性
溶液的导电性
HA>HB
HA>HB
HA=HB
HA=HB
HA>HB
HA>HB
HA>HB
HA=HB
HA=HB
HAHAHA=HB
HAHA=HB
加深理解
随堂训练
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
随堂训练
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-
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++HSO3-
A
随堂训练
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
随堂训练
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
随堂训练
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
随堂训练
6．在一定温度下，有a.盐酸　b．硫酸　c．醋酸三种酸：
(1)当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是_______(用字母表示，下同)。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是__________。
(3)若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是___________________。
(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是____________。
(5)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，则开始时反应速率的大小关系为_____________，若产生相同体积的H2(相同状况)，反应所需时间的长短关系是___________。
(6)将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的顺序是_______。
b＞a＞c
b＞a=c
c＞a＞b（或c＞a=2b）
c＞a=b
a = b = c
a=b＞c
c＞a=b

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