【精品】第二章 溶液和弱电解质的解离平衡

第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第一节 溶液组成的表示方法 第二节 化学平衡 第三节 弱电解质的解离平衡 第四节 水的离子积和溶液的 pH 第五节 离子反应 离子方程式 第六节 盐的水解 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 我们知道，一种或一种以上物质以分子或离子状态均匀地 分散于另一种物质中所得到的均匀的、稳定的体系称为 溶液 。 其中，溶解其他物质的物质称为 溶剂 ，被溶解的物质称为 溶质 。 在日常生活中，溶液随处可见。例如，烹调用的料酒、食 醋，临床用的葡萄糖注射液、生理 盐水、乙醇（医用酒精）、碘酒， 保健用的营养口服液等都是溶液。 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第一节 溶液组成的表示方法 单位体积的溶液中所含溶质 B的质量，称为 溶质 B的 质量浓度 ，用符号 B表示。 常用的单位是 g/L，溶液较稀时也可使用 mg/L、 g/L。 一、 质量浓度 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第一节 溶液组成的表示方法 将 1g氢氧化钠溶于水制成 250mL溶液，则该溶液的 质量浓度是多少？ 解：已知 m(NaOH)=1g， V=250mL=0.250L 答：该溶液的质量浓度是 4g /L。 一、 质量浓度 例例 题题 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 质量浓度 （ B）与 密度 （ ）不同，前者是 指溶质的质量与溶液的体积之比，后者是指纯液 体的质量与纯液体的体积之比。例如，将 10g氯化 钠配制成 1L溶液，该溶液的质量浓度就是 10 g/L ，即 B= 10 g/L，不可写成 = 10 g/L。 一、 质量浓度 第一节 溶液组成的表示方法 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 摩尔 一个源于拉丁文（ moles）的词语，其原意 为大量、堆集。 1961年，戈登提出将 “ 摩尔 ” 称为 “ 化学 家的物质的量 ” 。 10年后 1971 年，第 14届国际计量大 会召开，国际纯粹和应用物理联合会、化学联合会以及国 际标准化组织在大会上正式提交了 必须定义一个物质的 量的单位 的提议，并最终形成决议。至此，国际单位制 中新增了一个基本物理量 “ 物质的量 ” ，并规定其基 本单位为 “ 摩尔 ” 。 二、 物质的量浓度 第一节 溶液组成的表示方法 物质的量及其单位物质的量及其单位 摩尔摩尔 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 物质的量 是表示物质所含粒子数目多少的物理量，基 本单位为 摩尔 ，简称 “摩 ”，符号为 mol。 根据国际单位制的规定： 1mol的任何物质所含粒子的 数目和 0.012kg 12C中所含的原子数目相等。 二、 物质的量浓度 第一节 溶液组成的表示方法 物质的量及其单位物质的量及其单位 摩尔摩尔 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 实验测得， 0.012kg 12C中含 6.021023个 原子，这个 数值被称为 阿伏加德罗常数 ，用符号 NA表示。也就是说， 任何含有 6.021023个粒子的集合体，其物质的量都是 1mol。例如： 1mol O含有 6.021023个 O原子； 1mol Cl2 含有 6.021023个 Cl2分子； 1mol K+ 含有 6.021023个 K+离子 。 二、物质的量 浓度 第一节 溶液组成的表示方法 物质的量及其单位物质的量及其单位 摩尔摩尔 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第一节 溶液组成的表示方法 物质的量 （ n）、 阿伏加德罗常数 （ NA）以及 粒子数 目 （ N）之间存在如下关系： 应当注意：在使用符号 n时，须用 化学式 指明其基本 单元的种类，如 n(H2O)、 n(O2)、 n(SO42-)等。 物质的量及其单位物质的量及其单位 摩尔摩尔 二、 物质的量浓度 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 单位物质的量的某物质所具有的质量，叫做该 物质的 摩尔质量 ，用符号 M表示，常用单位为 g/mol。因此，摩 尔质量也可以理解为： 1mol物质所具有的质量 。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 摩尔质量摩尔质量 1mol Al 1mol S 1mol H2O 1mol Na2SO3 27g铝 32g硫 18g水 126g亚硫酸钠 1mol物 质 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 由于 1mol（ 6.021023个 12C ）的质量是 12 g（ 0.012kg ） ,所以 M(C) 12 g/mol。由此推知任何物质的摩尔质量。 例如，根据 1个 12C原子与 1个 16O原子的质量数比为 12:16，可推出 16O原子的摩尔质量 M（ O） 16 g/mol。 任何元素原子的摩尔质量，如果以 g/mol为单位，数值 上等于该元素原子的相对原子质量 。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 摩尔质量摩尔质量 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 任何物质的摩尔质量，如果以 g/mol为单位，数值上 就等于该物质化学式的相对分子质量 。例如： H2的相对分子质量为 2，则 M(H2) 2 g/mol； NaOH的相对分子质量 40，则 M(NaOH) 40 g/mol。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 摩尔质量摩尔质量 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 由于电子的质量可以忽略不计，因此对离子来说， 离 子的摩尔质量 若以 g/mol为单位，其数值就等于组成该离 子的原子或原子团的化学式的相对分子质量。例如： Na+的摩尔质量 M（ Na+） 23 g/mol SO42-的摩尔质量 M(SO42-) 96 g/mol 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 摩尔质量摩尔质量 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第一节 溶液组成的表示方法 物质的量 （ n）、 物质的质量 （ m）、 物质的摩尔质 量 （ M）三者之间有如下关系： 或 m（ g） M（ g/mol） n（ mol） 二、 物质的量浓度 物质的量、质量与摩尔质量物质的量、质量与摩尔质量 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第一节 溶液组成的表示方法 （ 1） 2.8 g CO的物质的量是多少摩尔？ 解： 已知 M(CO) 28 g/mol 答： 2.8 g CO的物质的量是 0.10 mol。 二、 物质的量浓度 例例 题题 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） （ 2） 5 mol H2O的质量是多少克？ 解： 已知 M(H2O) 18 g/mol M(H2O) n(H2O)M(H2O) 5 mol18 g/mol 90 g 答： 5 mol H2O的质量是 90 g。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 例例 题题 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 物质的量的引入，为研究化学方程式中各物质之间的 数量关系提供了方便。除可以知道各物质之间的 粒子数 及 质量关系 之外，还可以知道各物质之间 物质的量的关系 。 Fe2O3 3CO = 2Fe 3CO2 粒子数之比 1 : 3 : 2 : 3 质量之比 160 : 84 : 112 : 132 物质的量之比 1 : 3 : 2 : 3 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 高温 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 多少克 CaCO3与足量盐酸作用，能生成 4 molCO2？ 解： CaCO3 2HCl = CaCl2 H2O CO2 1 mol 1 mol n(CaCO3) 4 mol 1 mol : n(CaCO3)= 1 mol : 4 mol n(CaCO3)= 4mol m(CaCO3) n(CaCO3)M(CaCO3) 4 mol100 g/mol 400 g 答： 400 g CaCO3与足量盐酸作用，能生成 4 mol CO2。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第一节 溶液组成的表示方法 以单位体积的溶液中所含溶质的物质的量来表示的溶 液浓度，叫做 物质的量浓度 ，简称浓度。用符号 “c”表示， 单位为 mol/dm3 或 mol/L。其数学表达式为： 二、 物质的量浓度 物质的量浓度物质的量浓度 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 配制 0.2 mol/L Na2CO3溶液 500mL，需称取 Na2CO3 固体多少克？ 解：已知 c(Na2CO3) 0.2 mol/L， V 50010-3 L 0.500 L， 则 n(Na2CO3) c（ Na2CO3） V 0.2mol/L0.500L 0.1 mol m(Na2CO3) n(Na2CO3)M(Na2CO3) 0.1 mol106 g/mol 10.6g 答：需称取 Na2CO3固体 10.6 g。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第一节 溶液组成的表示方法 中和 40mL 0.10mol/L NaOH溶液，用去某盐酸溶液 25mL，计算这种盐酸溶液的物质的量浓度。 解： NaOH HCl = NaCl H2O 1 mol 1 mol 即 n(NaOH) n(HCl) c(NaOH)V(NaOH) c(HCl)V(HCl) 则 答：这种盐酸溶液的物质的量浓度为 0.16 mol/L。 二、 物质的量浓度 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 以配制 0.5mol/L NaCl溶液 100mL为例： （ 1） 计算 配制所需 NaCl固体的质量 n(NaCl) 0.5 mol/L（ 10010-3） L 0.05 mol m(NaCl) n(NaCl)M(NaCl) 0.05 mol58.5g/mol 2.92g。 （ 2）根据计算结果， 称取 NaCl固体。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 物质的量浓度溶液的配制物质的量浓度溶液的配制 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） （ 3）将称量好的 NaCl固体放入烧杯中，加适量蒸馏水 ，用玻璃棒搅拌，使之 溶解 。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 物质的量浓度溶液的配制物质的量浓度溶液的配制 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） （ 4）将烧杯中的溶液，沿玻璃 棒小心注入 100mL容量瓶中。用少量 蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 2 3次， 洗涤液按同法也 转移 到容量瓶中，轻 摇，混匀。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 物质的量浓度溶液的配制物质的量浓度溶液的配制 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） （ 5）向容量瓶中注入蒸馏水， 直到液面接近容量瓶刻度线以下 约 1 2cm处，静置 1 2min后， 改用胶头滴管继续滴加蒸馏水至 溶液的凹液面正好与刻度线相切。 然后盖上瓶塞，反复上下颠倒， 使溶液充分混匀。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 物质的量浓度溶液的配制物质的量浓度溶液的配制 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 因容量瓶不宜长期存放溶液（尤其是碱性溶液），因 此，溶液配好后应倒入 试剂瓶中保存 。通常，先用该溶液 少量将试剂瓶洗涤 2 3次，然后全部注入，盖上瓶塞，贴 上标签。 第一节 溶液组成的表示方法 二、 物质的量浓度 物质的量浓度溶液的配制物质的量浓度溶液的配制 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 物质在进行化学反应时，不仅有新物质生成，而且 常常伴随有能量的变化，通常表现为吸收或放出热量。 除了有新物质生成外，同时还向环境放出热量，这种 反应叫做 放热反应 。例如，煤、镁条、天然气的燃烧以及 酸碱中和反应等。 一些化学反应在反应过程中要从环境不断获得热量才 能维持反应的进行，这种反应叫做 吸热反应 。例如，化肥 厂利用水蒸气与红热的炭作用生成水煤气的反应、碳酸钙 的分解反应等。 第二节 化学平衡 一、 吸热反应和放热反应 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 在一定温度下，化学反应所吸收或放出的热量，叫做 该反应的 反应热 。反应 放出热量 时， H0。例如： 点燃 2C2H2(g) 5O2(g)= 4CO2(g) 2H2O(l) H 0 上述化学式后括号内 s、 l、 g分别表示物质的固态、 液态和气态。 第二节 化学平衡 一、 吸热反应和放热反应 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第二节 化学平衡 二、 化学反应速率 溶 洞 爆 炸 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第二节 化学平衡 在一定条件下，表明化学反应进行快慢程度的物理量 ，叫做 化学反应速率 。化学反应速率（ ）通常用 单位时 间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化 来表示，单位 为 mol/(Ls)、 mol/(Lmin)或 mol/(Lh)等。 二、 化学反应速率 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 第二节 化学平衡 在一定条件下，工业合成氨的反应 N2 3H2 2NH3 起始浓度 （ mol/L） 1 3 0 2s后浓度 （ mol/L） 0.8 2.4 0.4 则以反应物 N2的浓度变化来表示的化学反应速率为： 二、 化学反应速率 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 日常生活中，人们有时需要加快化学反应的速率，例 如， 加大油门 ，促使汽车提速； 拉大煤气灶开关 ，使燃烧 火焰更旺；将 煤块粉碎成煤屑 ，加速煤炭燃烧；用衣物包 裹提高温度，促使米酒发酵等。有时，又必须控制化学反 应的速率，例如，把 食物放在冰箱里 ，延长保鲜期；在 食 物包装内放入除氧剂和干燥剂 ，减缓变质等。因此，化学 反应速率在生活中随处可见，我们应根据需要改变化学反 应的速率，为人类造福。 第二节 化学平衡 二、 化学反应速率 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 化学反应的速率首先取决于 反应物的本性 。但是，外 界条件对化学反应速率也有一定的影响，其中，主要因素 是浓度、压强、温度和催化剂等。 1 浓度 对化学反应速率的影响 大量实验证明，当其他条件相同时， 增大反应物的浓 度，反应速率加快；减小反应物的浓度，反应速率减慢。 第二节 化学平衡 二、 化学反应速率 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素 第二章 溶液和弱电解质的解离平衡 高等教育出版社 化学（通用类） 2 压强 对化学反应速率的影响 对于有气体参加的化学反应，压强是影响反应速率的 重要因素。所以， 增大压强 ，就是 增大气体的浓度， 反应速率增大 ； 减小压强 ，就是减小气体的浓度， 反应速率减慢。 第二节 化学平衡 二、 化学反应速率 影响化学反应速率的因素影响化学反应