资源简介 (共45张PPT)第三章第一节弱电解质的电离高二年级化学醋酸的腐蚀性比盐酸小,比较安全,为什么清洁厕所不用醋酸代替盐酸呢?实验1:分别向等体积、0.1mol/LHCl、CH3COOH溶液中加入等量镁条。资料0.1mol/LHCl0.1mol/LCH3COOH化学方程式起始速率比较快比较慢0.1mol/LHCl、CH3COOH溶液,盐酸中H+浓度更大。Mg+2HClMgCl2+H2Mg+2CH3COOH(CH3COO)2Mg+H2实验1:分别向等体积、0.1mol/LHCl、CH3COOH溶液中加入等量镁条。实验2:常温时,测定0.1mol/LHCl、CH3COOH溶液的pH。0.1mol/LHCl0.1mol/LCH3COOHpH13c(H+)c(H+)=10-pH0.1mol/LHCl溶液,c(H+)=0.1mol/L,0.1mol/LCH3COOH溶液,c(H+)?0.1mol/L。0.1mol/L0.001mol/L0.1mol/LHCl0.1mol/LCH3COOH微粒的种类微粒的数量电离方程式盐酸、醋酸溶液的对比H+Cl-H2OH+CH3COO-CH3COOHH2O?CH3COOH多c(H+)?0.1mol/Lc(CH3COO-)?0.1mol/Lc(H+)=0.1mol/Lc(Cl-)=0.1mol/LHClH++Cl-一、强电解质和弱电解质强电解质(全部电离)弱电解质(部分电离)电解质强酸强碱大部分盐弱酸弱碱(HClH2SO4HNO3)(KOHNaOHBa(OH)2)(NaClAgClNaHCO3)(CH3COOHH2CO3HClO)(NH3·H2O)试画出醋酸溶液中H+、CH3COO-、CH3COOH的微观示意图。CH3COOH在水中电离示意图H3O+CH3COO-CH3COOH溶液中的H+与CH3COO-是否可以重新结合为CH3COOH呢?向0.1mol/LCH3COOH溶液中不断加入醋酸铵(水溶液显中性)固体。用pH传感器测量溶液pH的变化。溶液中存在H+与CH3COO-重新结合为CH3COOH的过程。CH3COOHH++CH3COO-CH3COOHH++CH3COO-二、弱电解质的电离1.弱电解质的电离过程是可逆的0.1mol/LHCl0.1mol/LCH3COOH微粒的种类微粒的数量电离过程的表示H+Cl-H2OH+CH3COO-CH3COOHH2OCH3COOHH++CH3COO-CH3COOH多c(H+)?0.1mol/Lc(CH3COO-)?0.1mol/L盐酸、醋酸溶液的对比c(H+)=0.1mol/Lc(Cl-)=0.1mol/LHClH++Cl-二、弱电解质的电离CH3COOH的电离平衡是如何建立起来的呢?c(H+)c(CH3COO-)c(CH3COOH)CH3COOH初始溶于水达到电离平衡前达到电离平衡时t10两种速率相等,处于平衡状态υ(电离)速率υ(结合)时间最小最小最大变大变大变小不变不变不变2.弱电解质的电离平衡二、弱电解质的电离电离平衡的特征:逆等动定变3.电离平衡的移动温度浓度二、弱电解质的电离?温度20℃24℃pH3.053.03微热0.05mol/LCH3COOH溶液,表格中展示的是微热过程中溶液pH和温度的有关数据。电离过程为吸热过程,温度升高,电离平衡向电离的方向移动。CH3COOHH++CH3COO-ΔH>0CH3COOH电离程度n(H+)c(H+)微热c(H+)c(CH3COOH)微热0.05mol/LCH3COOH溶液,CH3COOH的电离平衡移动,下面表格中各量会如何变化呢?增大增大增大增大CH3COOHH++CH3COO-ΔH>0升温,平衡向电离的方向移动。二、弱电解质的电离?3.电离平衡的移动温度浓度平衡移动的方向CH3COOH电离程度c(H+)加入少量醋酸钠固体通入少量氯化氢气体加入少量氢氧化钠固体采取下列措施使CH3COOH的电离平衡发生移动,试完成表格。(注:加入固体或通入气体过程中溶液体积不变。)减小减小减小增大增大减小CH3COOHH++CH3COO-分别向等体积、0.1mol/LHCl、CH3COOH溶液中加入过量的镁条。最终在哪支试管中产生的氢气会更多呢?0.1mol/LHCl溶液0.1mol/LCH3COOH溶液镁条镁条Mg+2HClMgCl2+H2Mg+2CH3COOH(CH3COO)2Mg+H20.1mol/L?0.1mol/LCH3COOHH++CH3COO-Mg+0.1mol/L0.1mol/LHClH++Cl-在两支量筒中能收集到体积几乎相等的氢气。起始时c(CH3COOH)/(mol/L)平衡时c(H+)/(mol/L)14.21×10-30.11.34×10-30.014.32×10-4起始浓度分别为1mol/L、0.1mol/L、0.01mol/L的CH3COOH溶液,实验测得平衡时H+浓度如表中所示,你有什么发现?加水稀释的过程中,CH3COOH的电离平衡向电离的方向移动。CH3COOHH++CH3COO-在1mol/LCH3COOH溶液加水稀释的过程中,表格中各量会如何变化呢?CH3COOH电离程度n(H+)c(H+)加水c(H+)c(CH3COOH)增大减小增大增大CH3COOHH++CH3COO-起始时c(CH3COOH)/(mol/L)平衡时c(H+)/(mol/L)14.21×10-30.11.34×10-30.014.32×10-4起始浓度分别为1mol/L、0.1mol/L、0.01mol/L的CH3COOH溶液,平衡时CH3COOH、CH3COO-、H+浓度如下:通常溶液中弱电解质的浓度越小,离子间结合成分子的机会越少,电离程度增大。起始时c(CH3COOH)/(mol/L)平衡时各粒子的浓度/(mol/L)c(H+)c(CH3COO-)c(CH3COOH)14.21×10-34.21×10-30.9960.11.34×10-31.34×10-30.09870.014.32×10-44.32×10-40.00957二、弱电解质的电离4.电离平衡常数Q<K1mol/LCH3COOH溶液加水稀释过程中电离平衡向电离的方向移动。K=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)若将1mol/LCH3COOH溶液加水稀释10倍,此时:Q=c(H+)10·c(CH3COO-)10c(CH3COOH)10=K10CH3COOH电离平衡常数的表达式为:对于同一弱电解质的稀溶液,K只与温度有关。K受什么因素影响?二、弱电解质的电离4.电离平衡常数K的意义是什么?K越大,表明弱电解质电离出离子的能力越强。实验:向两支分别盛有0.1mol/L醋酸溶液和饱和硼酸(H3BO3)溶液的试管中滴加等浓度Na2CO3溶液,观察现象。0.1mol/L醋酸溶液饱和硼酸溶液资料已知:分子中含有两个或两个以上可电离H+的多元弱酸的电离是分步进行的。H2CO3是二元弱酸,电离分两步进行:依据实验现象试推测,常温时,CH3COOH、H2CO3、H3BO3电离常数之间的大小关系?HCO3-c(H+)·c()c(H2CO3)K1==4.4×10-7=4.7×10-11H2CO3H++HCO3-HCO3-H++CO32-c(H+)·c()c()CO32-HCO3-K2=0.1mol/L醋酸溶液Na2CO3溶液CH3COOHK=1.75×10-5H2CO3K1=4.4×10-7H3BO3K=5.8×10-10(注:数据为25℃几种酸的电离常数)向饱和硼酸溶液中加入同浓度的Na2CO3溶液,没有气泡产生,说明H3BO3的酸性弱于H2CO3。饱和硼酸溶液Na2CO3溶液说明CH3COOH的酸性强于H2CO3。2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+H2O+CO2从K的大小可以看出弱电解质的相对强弱。二、弱电解质的电离对于同一弱电解质的稀溶液,K只与温度有关。K越大,表明弱电解质电离出离子的能力越强。4.电离平衡常数CH3COOH、H2O、CH3COO-、H+、OH-(极少量)K=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)弱电解质的电离(以CH3COOH的电离为例)存在的微粒微粒间的相互作用定量表达CH3COOHH++CH3COO-等动定变逆练习:判断下列物质哪些属于弱电解质,是弱电解质的写出其电离方程式。-:①HClO②NH3·H2O③Ba(OH)2④CaCO3⑤H3PO4⑦H2SO4⑥NaHCO3⑧H2O强电解质:③④⑥⑦强电解质(全部电离)强酸强碱大部分盐①HClO②NH3·H2O③Ba(OH)2④CaCO3⑤H3PO4⑦H2SO4⑥NaHCO3⑧H2O弱电解质(部分电离)弱酸弱碱水弱电解质:①②⑤⑧练习:判断下列物质哪些属于弱电解质,是弱电解质的写出其电离方程式。-:NH4+NH3·H2O+OH-H2OH++OH-HClOH++ClO-练习:判断下列物质哪些属于弱电解质,是弱电解质的写出其电离方程式。-:弱电解质:①②⑤⑧H++H3PO4H++H2PO4-H++HPO42-H2PO4-HPO42-PO43-①HClO②NH3·H2O③Ba(OH)2④CaCO3⑤H3PO4⑦H2SO4⑥NaHCO3⑧H2O(常温时:c(OH-)=10pH-14mol/L)练习:(1)常温时,甲同学认为用pH试纸测出0.01mol/L氨水的pH<12可以确认NH3·H2O是弱电解质,你认为这一方法正确吗?若常温时,0.01mol/L氨水pH<12,对比弱电解质溶液的浓度,可知NH3·H2O发生部分电离为弱电解质。(a-2)<b<a(常温时:c(OH-)=10pH-14mol/L)练习:(2)常温时,乙同学取出10mL0.01mol/L氨水,用pH试纸测其pH=a,然后用蒸馏水稀释至1000mL,再用pH试纸测其pH=b,若要确认NH3·H2O是弱电解质,则a、b值应满足的关系是。如何证明化合物是弱电解质呢?实验事实弱电解质说明部分电离练习:(3)常温时,除上述方案之外,你认为还能再选用哪些试剂和实验方法也可以简便的证明NH3·H2O是弱电解质。弱电解质的电离是可逆的,存在电离平衡。外界条件改变时电离平衡会发生移动。复分解反应。a.比较浓度同为0.01mol/L的氨水、NaOH溶液的导电能力。b.比较浓度同为0.01mol/L的氨水、NaOH溶液的pH。c.将0.01mol/L的氨水与NaOH溶液均稀释相同的倍数,比较溶液pH的变化。练习:(3)常温时,除上述方案之外,你认为还能再选用哪些试剂和实验方法也可以简便的证明NH3·H2O是弱电解质。练习:人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡:-剧烈运动会引起细胞进行无氧呼吸,产生乳酸,乳酸的产生会不会造成人体血液pH降低呢?人体血液中有HCO3可以结合H+生成H2CO3,从而保证血液的pH在正常范围之内。-H++HCO3-H2CO3H2O+CO2练习:向苯酚钠溶液中通入CO2气体,发生反应的化学方程式是什么?通入CO2苯酚钠溶液ONaOH+H2O+CO2+NaHCO3通入CO2苯酚钠溶液K1>K>K2ONaOH+H2O+CO2+NaHCO34.4×10-7K1=4.7×10-11K2=H2CO3H++HCO3-HCO3-H++CO32-H++K=1.0×10-10OHO-练习:常温时,在pH=2,体积相同的HCl、CH3COOH溶液中,分别加入等质量的镁条,若反应停止后,有一份溶液中镁条有剩余,则镁条有剩余的应为盐酸还是醋酸溶液?两支试管中产生氢气的体积谁更多?pH=2HCl溶液pH=2CH3COOH溶液镁条镁条常温时,pH=2,c(H+)=0.01mol/LCH3COOHH++CH3COO-Mg+?0.01mol/L0.01mol/L0.01mol/L0.01mol/LHClH++Cl-最终镁条有剩余的应为装有盐酸的试管,装有醋酸溶液的试管产生的氢气更多。Mg+2HClMgCl2+H2Mg+2CH3COOH(CH3COO)2Mg+H2认识水溶液中弱电解质的基本思路CH3COOHCH3COO-+H+Mg+H2Oc(CH3COOH)?c(CH3COO-)、c(H+)+Mg2+H2电离平衡定性定量①弱电解质的生成可使体系中离子浓度减小。②相对强的酸可以制弱酸。宏观角度物质反应平衡微粒间存在的平衡及移动微粒的种类微粒的数量微粒间的相互作用微观角度教案教学基本信息课题第三章第一节弱电解质的电离学科化学学段:高中年级高二教材书名:《化学反应原理》出版社:人民教育出版社出版日期:2019年7月教学目标及教学重点、难点教学目标:通过等量镁条与0.1mol/LHCl、CH3COOH溶液起始反应速率不同的原因分析,结合0.1mol/LHCl、CH3COOHpH的测定结果,了解强弱电解质的区别。通过对CH3COOH部分电离的思考设计实验验证氢离子与醋酸根离子能重新结合为醋酸分子过程的存在,知道弱电解质部分电离,存在电离平衡。通过测定不同温度下醋酸溶液的pH理解温度对电离平衡的影响,运用平衡移动原理及加水稀释过程中的数据解读理解浓度对电离平衡的影响。通过与化学平衡常数类比,了解电离平衡常数的含义。评价目标:通过画出醋酸溶液中存在粒子的微观示意图,诊断学生对弱电解质在水中存在的微粒、微粒间的数量关系的初步认识。通过加入少量醋酸钠固体、氢氧化钠固体、通入少量氯化氢气体分析对CH3COOH电离平衡的影响,诊断学生应用平衡移动原理分析解决平衡问题的认识水平。通过多角度呈现加水稀释对CH3COOH电离平衡的影响,诊断学生从定性、定量的角度认识弱电解质的电离平衡。教学重点:强弱电解质、弱电解质的电离平衡及影响因素。教学难点:弱电解质的电离平衡及影响因素。教学过程(表格描述)教学环节主要教学活动设置意图环节1【引入】醋酸的腐蚀性比盐酸小,比较安全,为什么清洁厕所不用醋酸代替盐酸呢?【实验】分别向等体积,0.1mol/LHCl、CH3COOH溶液中加入等量镁条。【实验】常温时,测定0.1mol/LHCl、CH3COOH溶液的pH。【梳理】盐酸、醋酸溶液的对比(微粒种类、微粒数量)【新知】强电解质和弱电解质通过镁条与同浓度盐酸、醋酸溶液反应起始速率不同的原因分析,测定同浓度盐酸、醋酸溶液的pH,从微粒种类与数量上对盐酸、醋酸溶液进行对比从电离程度上对电解质进行分类引出弱电解质。环节2【活动】试画出醋酸溶液中H+、CH3COO-、CH3COOH的微观示意图。【问题】溶液中的H+与CH3COO-是否可以重新结合为CH3COOH呢?【实验】向0.1mol/LCH3COOH溶液中不断加入醋酸铵(水溶液显中性)固体。用pH传感器测量溶液pH的变化。【梳理】盐酸、醋酸溶液的对比(电离方程式)【新知】弱电解质电离平衡的建立过程通过画出醋酸溶液中存在粒子的微观示意图思考醋酸溶液中各微粒的数量,用向醋酸溶液中不断加入醋酸铵固体证明醋酸溶液中存在H+、CH3COO-重新结合的过程,说明弱电解质电离是可逆过程。环节3【问题】影响弱电解质电离平衡的因素有哪些呢?【实验】微热0.05mol/LCH3COOH溶液,展示微热过程中溶液pH和温度的有关数据。【活动】微热0.05mol/LCH3COOH溶液,填写表格(电离平衡移动引起的各量变化)。【活动】通过改变醋酸溶液中CH3COO-、H+的浓度分析CH3COOH电离平衡移动的方向及移动后各量的变化。【问题】起始浓度分别为1mol/L、0.1mol/L、0.01mol/L的CH3COOH溶液,实验测得平衡时H+浓度如表中所示,你有什么发现?【素材】加水稀释后醋酸溶液中H+浓度的数据。从平衡移动原理、数据分析的角度理解改变温度、浓度对CH3COOH电离平衡的影响。环节4【问题】还有没有别的办法也可以判断出加水稀释电离平衡会向电离的方向移动呢?【活动】写出醋酸电离常数的表达式,并试运用Q、K关系解释加水稀释的过程中醋酸电离平衡的移动方向。【问题】K受什么因素影响?K的意义是什么?【实验】向两支分别盛有0.1mol/L醋酸溶液和饱和硼酸溶液的试管中滴加等浓度Na2CO3溶液。【问题】依据实验现象,试推测出常温时,三种酸电离常数之间的大小关系?【总结提升】认识水溶液中弱电解质的基本思路运用Q、K关系多角度解释加水稀释的过程中CH3COOH电离平衡的移动方向。与化学平衡常数类比了解电离平衡常数。高中化学人教版选修四3.1弱电解质的电离学案【学习目标】能认识强弱电解质的区别。能理解弱电解质电离过程可逆存在电离平衡。能用平衡移动原理解释改变温度、浓度时电离平衡的移动方向及移动后溶液中各粒子量的改变。能知道电离平衡常数K所表示的意义。能应用K的视角解决有关反应原理、平衡移动的实际问题。【课前预习任务】阅读人教版必修1《化学物质及其变化》第二节离子反应教材内容,回顾电解质的概念。【课上学习任务】任务1:试画出醋酸溶液中H+、CH3COO-、CH3COOH的微观示意图。任务2:微热0.05mol/LCH3COOH溶液,CH3COOH的电离平衡移动,填写表格中各量的变化。任务3:分析起始浓度分别为1mol/L、0.1mol/L、0.01mol/L的CH3COOH溶液,实验测得平衡时H+浓度的数据,得出加水稀释过程中CH3COOH电离平衡移动的方向。任务4:写出醋酸电离常数的表达式,并运用Q、K关系解释加水稀释的过程中CH3COOH电离平衡的移动方向。任务5:依据实验现象试推测,常温时,CH3COOH、H2CO3、H3BO3电离常数之间的大小关系。【课后作业】一、选择题1.下列事实能说明CH3COOH是弱电解质的是①CH3COOH溶液能导电;②CH3COOH溶液能和碳酸钙固体反应放出CO2;③常温时,0.1mol/LCH3COOH溶液pH比0.1mol/L盐酸的pH大;④常温时,相同pH的盐酸、CH3COOH溶液分别与足量锌片反应,CH3COOH溶液产生H2更多。A.①③④B.②③④C.①②③④D.③④2.氨水中存在电离平衡:NH3·H2ONH4++OH-,下列情况能引起电离平衡向电离的方向移动的是①加NH4Cl固体②加NaOH溶液③加盐酸④加CH3COOH溶液⑤加水⑥加压A.①②⑤B.②③④C.③④⑤D.④⑤⑥3.下列方法中,可以使0.10mol/L氨水中NH3·H2O的电离程度减小的是A.加入少量0.10mol/L盐酸B.加水稀释C.加入少量0.10mol/LNaOH溶液D.加入少量NaCl固体4.现有常温下体积均为10mL、pH=3的两种溶液:①HCl溶液,②CH3COOH溶液。下列说法中,正确的是A.溶液中溶质的物质的量浓度:①>②B.溶液中酸根的物质的量浓度:①=②C.加水稀释至1L,溶液的pH:①<②D.分别加入等浓度NaOH溶液至完全反应,消耗NaOH的量:①=②5.下列说法正确的是A.NaOH溶液的导电能力一定比氨水强B.中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸,需要等量的NaOHC.若盐酸的浓度是醋酸浓度的两倍,则盐酸的c(H+)也是醋酸c(H+)的两倍D.将NaOH溶液和氨水各稀释一倍,两者的c(OH-)均减小到原来的一半二、填空题1.室温下,pH均为2的两种一元酸HA和HB各1mL,分别加水稀释,pH随溶液体积的变化曲线如下图所示:(1)HB溶液体积稀释到1000毫升时,溶液中c(H+)=mol/L。(2)由图可判断:HA的酸性(填“>”或“<”)HB的酸性。(3)pH均为2的一元酸HA和HB各1mL,分别加水稀释至相同的倍数后pH不同的原因是什么?请进行完整说明。2.H2O2广泛应用于化学品合成、纸浆和纺织品的漂白,是环保型液体漂白剂。有研究表明,H2O2溶液的漂白性是HO2—所致。(1)H2O2溶液显弱酸性,测得0.15mol/LH2O2溶液pH约为6。写出H2O2生成HO2—的电离方程式:。(2)其他条件相同时,研究不同初始pH条件下H2O2溶液的漂白效果,结果如下:由上图可得到的结论是,结合平衡移动原理简述理由:。(3)实验发现:若pH>11,则H2O2溶液的漂白效果随pH增大而降低。针对这一现象,继续进行实验,发现溶液中H2O2的分解与pH有关。测定不同初始pH条件下,初始浓度均为0.15mol/L的H2O2溶液发生分解反应,结果如下:初始pHpH=10pH=121小时后H2O2溶液浓度0.13mol/L0.07mol/L1小时后pH没有明显变化没有明显变化查阅资料:HO2—+H2O2====H2O+O2+OH—。①结合离子方程式解释1小时后pH没有明显变化的原因:。②从反应速率的角度分析pH过大,H2O2溶液漂白效果会降低的原因:。【课后作业参考答案】选择题D2.C3.C4.B5.B填空题1.(1)10-3(2)>(3)如图中所示,pH=2的一元酸HA加水稀释1000倍,pH=5,可知,HA为强酸,在水溶液中HA不存在电离平衡。pH=2的一元酸HB加水稀释1000倍,pH<5,可知,HB为弱酸,在水溶液中HB存在电离平衡。HA、HB溶液稀释相同的倍数,HA溶液中n(H+)不变,HB溶液加水稀释HB的电离平衡向电离的方向移动,n(H+)变大,c(H+)的减小程度小于HA溶液。2.(1)H2O2HO2-+H+(2)结论:其他条件相同时,初始pH越大染料脱色率越高,即H2O2的漂白效果越好。原因:c(OH-)增大,促使H2O2HO2-+H+正向移动,c(HO2-)增大,漂白效果越好。(3)①碱性条件下:H2O2+OH-===HO2-+H2O,又知HO2-+H2O2====H2O+O2+OH-,OH-可看作是H2O2分解反应的催化剂,故反应前后pH不变。②pH过大,H2O2分解过快,使参与漂白的c(HO2-)下降,故漂白效果降低。 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