水溶液中的离子平衡教学设计（1） 弱电解质的电离.doc

水溶液中的离子平衡教学设计序言电解质是化学学科核心概念之一。对电解质内容的学习，有利于培养学生的分类观、微粒观、元素观和变化观。有关电解质的内容主要集中在化学1第二章第二节离子反应和化学选修4第三章水溶液中的离子平衡。化学1知识的呈现顺序为：酸碱盐在一定条件下能够导电酸碱盐是电解质电解质在溶液中能够发生电离电解质在溶液中进行的反应是离子反应离子反应可以用离子方程式表示溶液中离子互换型的离子反应发生条件是生成沉淀、放出气体或生成水。化学选修4知识的呈现顺序为：电解质有强弱之分水是一种极弱的电解质水的电离与溶液的酸碱性密切相关盐溶液的酸碱性及其规律盐溶液呈现酸碱性的原因是盐类发生水解反应生成了弱酸或弱碱；难溶电解质存在溶解平衡沉淀溶解平衡的建立和移动可表现为沉淀的生成、溶解和转化（离子反应的条件是生成沉淀、放出气体或生成弱电解质）。电解质溶液的教学设计主要以选修4“溶液中的离子平衡”为主。普通高中化学课程标准对这部分内容标准为：1.能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，了解酸碱电离理论。2.知道水的离子积常数，能进行溶液PH的简单计算。3.初步掌握测定溶液PH的方法，知道溶液PH的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用。4.认识盐类水解的原理，归纳影响盐类水解程度的主要因素，能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。5.能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀转化的本质。建构主义课程论的创始人布鲁纳认为，任何学科都有一个基本结构，“不论我们选教什么学科，务必使学生理解各门学科的基本结构，这是在运用知识方面的最低要求，他有助于解决学生在课外所遇到的问题和事件或在日后训练中所遇到的问题”。通过电解质溶液知识的学习，使学生获得对化学总观性的认识。从而提高学生对化学知识的深入理解和灵活应用，对提高学生的科学素养具有重要价值。第一节 弱电解质的电离一、知识与技能1、了解强电解质和弱电解质与结构的关系2、能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡二、过程与方法通过实验现象及其反应实质的分析，培养学生归纳、概括的抽象思维能力。三、情感态度价值观通过本节课的学习，意识到整个自然界实际就是各类物种相互依存、各种变化相互制约的复杂的平衡体系四、重点和难点强电解质和弱电解质概念的辨析；弱电解质的电离平衡五、教学过程回顾什么是电解质？什么是非电解质？投影请大家根据电解质的概念，讨论以下几种说法是否正确，并说明原因。1.石墨能导电，所以是电解质。2.由于BaSO4不溶于水，所以不是电解质。3.盐酸能导电，所以盐酸是电解质。4.SO2、NH3、Na2O溶于水可导电，所以均为电解质。板书电解质在水溶液或熔化状态下能导电的化合物。如：酸、碱、盐等非电解质在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物。如：蔗糖、酒精等学与问酸、碱、盐都是电解质，在水中都能电离出离子，不同的电解质电离程度是否有区别？思考与交流盐酸与醋酸是生活中常用的酸，盐酸常用于卫生洁具的清洁和去除水垢，为什么不用醋酸代替盐酸呢？ 问醋酸的去水垢能力不如盐酸强，除浓度之外是否还有其它因素？实验探究1 体积相同，浓度相同的盐酸和醋酸与等量镁条反应，并测量溶液的pH值。1mol/LHCl1mol/LCH3COOH与镁条反应现象溶液的pH值讲在实验中我们要注意的是：(1) HCl和CH3COOH都是电解质，在水溶液中都能发生电离。(2) 镁无论是与盐酸还是醋酸反应，其实质都是与溶液中的H反应。(3) 由于酸液浓度、温度、体积均相同，且镁条的量也相同，因此，实验中影响反应速率的因素只能是溶液中H的浓度的大小，实验结果 开始1mol/LHCl与镁条反应剧烈，pH值盐酸为1，醋酸小于1小组探讨反应现象及pH值不同的原因？探讨结果由于镁与盐酸反应速率较大，表明同体积、同浓度的盐酸比醋酸溶液中c(H)大，并由此推断：在水溶液中，HCl易电离，CH3COOH较难电离；由于相同物质的量浓度的盐酸比醋酸溶液的pH小，且盐酸的物质的量浓度与盐酸中的H浓度几乎相等，表明溶液中HCl分子是完全电离，而CH3COOH分子只有部分电离。结论不同电解质在水中的电离程度不一定相同。板书一、强弱电解质（投影）电解质强电解质弱电解质键型离子键、极性键极性键电离程度完全电离部分电离电离过程不可逆过程可逆过程，存有电离平衡表示方法电离方程式用“=”电离方程式用“ ”电解质在溶液中的存在形式水合离子分子、水合离子投影小结强弱电解质与物质类型的关系 活泼金属的氧化物离子化合物： 大部分盐类 强电解质 强碱 强酸共价化合物 弱酸 弱碱 弱电解质 水强酸：HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI弱酸：CH3COOH、H2CO3、H2SO3、H3PO4、HClO、HF、所有的有机酸强碱：NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2弱碱：NH3H2O和所有难溶性碱板书二：电离方程式练习：请同学们写出下列物质的电离方程式HCl Na2SO4 CH3COOH NaHSO4在水溶液中 NaHSO4在熔化状态下NaHCO3实验探究2另取两支小烧杯，分别盛50 mL蒸馏水。向其中一个烧杯内滴入1滴(约0.05 mL)PH=2的盐酸，向另一烧杯中滴入1滴PH=2的的醋酸，搅拌后，分别测其pH 。现象：盐酸被稀释1000倍后，溶液的pH增大3个单位值变为PH=5，表明盐酸中的氢离子浓度减小到了原来的1/1000；而醋酸被稀释1000倍后，溶液的pH增大不足2个单位值，表明醋酸中H的浓度降低要小得多，甚至未低于原溶液的1/100。结论：证明了强电解质HCl在水中是完全电离的，弱电解质醋酸在水中只有部分部分分子发生电离；但随着溶液的稀释，发生电离的醋酸分子数目增多。即醋酸在水中的电离过程是动态的，其电离程度并非固定不变，而是随着溶液的稀释而增大。实验结论：醋酸的电离程度可以随着外界条件的改变而改变。思考与交流既然CH3COOH的电离过程是动态的，那么，已经电离产生的CH3COO和H是否能重新结合成CH3COOH分子呢？有没有什么办法可以证明这一点？实验探究3实验：取上述盛有剩余溶液的两支试管，在盛有盐酸的试管内加入0.5克NaCl 晶体，在盛有醋酸的试管内加入0.5克CH3COONH4 晶体，充分振荡后，测其溶液的pH 现象：在盛盐酸的试管中加入NaCl晶体，溶液的pH没有明显变化；在盛醋酸溶液的试管中加入CH3COONH4晶体，溶液的pH明显变大 结论：由于c(CH3COO)增大，导致pH明显变大，即c(H)明显减小，所以醋酸分子电离为离子的过程是可逆的。讲综合上述两个实验探究的实验可得出结论：弱电解质的电离是可逆的，其电离程度可以随着外界条件的改变而改变。因此，弱电解质的电离也与可逆的化学反应一样，它的两种相反的变化趋势最终会达到平衡。即在一定条件下，弱电解质分子电离成离子的速率与其离子重新结合成分子的速率相等，溶液中弱电解质的分子和离子的浓度保持不变，这就是电离平衡。板书三、弱电解质的电离平衡1、 电离平衡的建立（以醋酸为例）在醋酸电离成离子的同时，离子又在重新结合成分子。当分子电离成离子的速率等于离子结合成分子的速率时，就达到了电离平衡状态。这一平衡的建立过程，同样可以用速率时间图来描述。 讲请同学们根据上图的特点，结合化学平衡的概念，说一下什么叫电离平衡。板书1、在一定条件（如温度、浓度）下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，这叫电离平衡 板书2、CH3COOH CH3COO+H问电离平衡也属于一种化学平衡，那么电离平衡状态有何特征？ 学生讨论后回答前提：弱电解质的电离；达电离平衡时，分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等；动态平衡，即达电离平衡时分子电离成离子和离子结合成分子的反应并没有停止；达电离平衡时，离子和分子共存，其浓度不再发生变化；指电离平衡也是一定条件下的平衡，外界条件改变，电离平衡会发生移动。板书3、电离平衡的特征：(1) 逆-弱电解质的电离是可逆的(2) 等-V电离=V结合 0(3) 动-电离平衡是一种动态平衡 (4) 定-条件不变，溶液中各分子、离子的浓度不变，溶液里既有离子又有分子 (5) 变-条件改变时，电离平衡发生移动。 问哪些条件改变可引起化学平衡移动？投影在氨水中存在电离平衡：NH3H2O NH4+OH下列几种情况能否引起电离平衡移动？向哪个方向移动？加NH4Cl固体 加NaOH溶液 加HCl 加CH3COOH溶液 加热 加水 加压提示：用化学平衡移动原理（勒夏特列原理）解释。重点分析：加水对于弱电解质有两个过程：其一、加水变稀，使离子浓度减小。其二、加水弱电解质的电离平衡向正向移动，使离子浓度增大。最终离子浓度变化取决于以上两者谁占主要因素。板书4、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。讲由于弱电解质的电离是吸热的，因此升高温度，电离平衡将向电离方向移动，弱电解质的电离程度将增大。(2) 外因： 浓度：温度升高，平衡向电离方向移动。讲同一弱电解质，增大溶液的物质的量浓度，电离平衡将向电离方向移动，但电解质的电离程度减小；稀释溶液时，电离平衡将向电离方向移动，且电解质的电离程度增大。但是虽然电离程度变大，但溶液中离子浓度不一定变大。 浓度：溶液稀释有利于电离 讲增大弱电解质电离出的某离子的浓度，电离平衡向将向离子结合成弱电解质分子的方向移动，弱电解质的电离程度将减小；减小弱电解质电离出的离子的浓度，电离平衡将向电离方向移动，弱电解质的电离程度将增大。同离子效应：在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质，使电离平衡向逆方向移动讲除此之外，我们还可以通过化学反应影响平衡移动，在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时，可以使电离平衡向电离方向移动。练习：1、在25时，用蒸馏水稀释1mol/L氨水至0.01mol/L，随溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是A. B. C. D. 2、把0.05molNaOH固体，分别加入下列100mL溶液中，溶液的导电能力变化不大的是（ ）A、自来水 B、0.5mol/L盐酸C、0.5mol/L醋酸 D、0.5mol/L NH4C