高中化学《弱电解质的电离》教学设计 新人教版选修3.doc

第三章 水溶液中的离子平衡第一节 弱电解质的电离教学目标：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.使学生了解电离平衡常数及其意义。3.通过实验，培养学生观察、分析能力，掌握推理、归纳、演绎和类比等科学方法。教学重点：电离平衡的建立与电离平衡的移动，从化学平衡的建立和化学平衡的移动理论认识电离平衡的建立与电离平衡的移动。教学难点：外界条件对电离平衡的影响。教学过程：一、强弱电解质(1)根据课本内容，什么是电解质？什么是非电解质？例：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。讲电解质、非电解质都是化合物，单质既不是电解质也不是非电解质。故1错。在水溶液里或熔融状态下能导电两个条件具备其一即可，不须两个条件同时具备。故2错。化合物本身电离出自由移动的离子而导电时，才是电解质。故3对。但nh3、so2、co2和p2o5却是非电解质。故4错。因此，我们要格外注意的是，电解质不一定导电，导电物质不一定是电解质；非电解质不导电，但不导电的物质不一定是非电解质。思考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，为什么不用盐酸代替醋酸呢？醋酸腐蚀性比盐酸小，酸性弱。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3-1：体积相同，氢离子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探讨反应现象及ph值不同的原因？探讨结果：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。开始1mol/lhcl与镁条反应剧烈，说明1mol/lhcl中氢离子浓度大，即氢离子浓度为1mol/l，说明hcl完全电离；而开始1mol/lch3cooh与镁条反应较慢，说明其氢离子浓度较盐酸小，即小于1mol/l，说明醋酸在水中部分电离。hcl是强电f解质，ch3cooh是弱电解质。(2)什么叫强电解质？什么叫弱电解质？强弱电解质与物质类型的关系科学探究实验：用两支试管分别取0.1 mol/l的盐酸溶液和0.1mol/l的醋酸溶液各5 ml，测其溶液的ph 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)0.1mol/l盐酸，向另一烧杯中滴入1滴 mol/l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，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：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。 综合上述两个科学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。二、弱电解质的电离因为hcl不存在电离平衡，ch3cooh存在电离平衡，随着h的消耗，ch3cooh的电离平衡发生移动，使h得到补充，所以ch3cooh溶液中h+浓度降低得比hcl中慢，所以ch3cooh在反应过程中速率较快。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。ch3cooh ch3coo+h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。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。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.电离平衡概念理解：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。1、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？例：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 加压加水时，会使单位体积内nh3h2o分子、nh4、oh粒子数均减少，根据勒沙特列原理，平衡会向粒子数增多的方向，即正向移动。但此时溶液中的nh4及oh浓度与原平衡相比却减小了，这是为什么呢？请根据勒夏特列原理说明。2、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。由于弱电解的电离是吸热的，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。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 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。思考分析一元弱酸或弱减的电离平衡，完成下列问题：1、写出弱酸和弱减的电离方程式。2、填写下表中的空白。ha电离过程中体系各离子浓度变化c（h+）c（a）c（ha）ha初溶于水时小小大达到电离平衡前变大变大变小达到电离平衡时不再变化不再变化不再变化boh电离过程中体系各离子浓度变化c（oh）c（b）c（ha）等体积等浓度的b、oh混和时小小大达到电离平衡前变大变大变小不再变化不再变化不再变化随堂练习由于弱电解质存在电离平衡，因此弱电解质的电离方程式的书写与强电解质不同。试写出下列物质的电离方程式：1、h2co3 2、h2s 3、 nahco3 4、nahso4 5、hclo答案；1、h2co3 h+hco hco h+co2、h2s h+hs hsh+s23、nahco3=na+hco hcoh+co4、nahso4=na+h+so 5、hclo h+clo小结强电解完全电离，用“=”，弱电解质部分电离，用“”，多元弱酸的电离是分步进行的，以第一步电离为主。而多元弱碱则不分步。对于酸式盐的电离要格外注意，强酸的酸式盐要完全电离，弱酸的酸式盐电离的是酸式酸根nahso4 (水溶液)= na+h+so42 nahso4(熔融)= na+hso4 nahco3= na+hco3 三、电离平衡常数氢硫酸和次氯酸都是弱酸，那么它们的酸性谁略强一些呢？那就要看谁的电离程度大了，弱酸电离程度的大小可用电离平衡常数来衡量。1、定义：在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积嗖溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，用k表示。2、表示方法：ab a+b （1）弱电解质的电离常数表达式中的c(a+)、c(b-)和c(ab)均为达到电离平衡后各粒子在溶液中的浓度值，并不是直接指溶质的物质的量浓度值。并且，在温度一定时，其电离常数就是一个定值。（2）电离常数随着温度而变化，但由于电离过程热效应较小。温度改变对电离常数影响不大，所以室温范围内可忽略温度对电离常数的影响。电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关，同一温度下，不论弱酸、弱碱的浓度如何变化，电离常数是不会改变的。3、同一弱电解质在同一温度下发生浓度变化时，其电离常数不变。弱酸的电离平衡常数一般用ka表示，弱碱用kb表示。请写出ch3cooh和nh3h2o的电离平衡常数表达式ka= kb=从电离平衡常数的表达式可以看出，分子越大，分母越小，则电离平衡常数越大，即弱电解质的电离程度越大，电离平衡常数越大，因此，电离平衡常数可用来衡量弱电解质相对强弱。那么，用电离平衡常数来比较电解质相对强弱时，要注意什么问题呢？4、k值越大，电离程度越大，相应酸 (或碱)的酸(或碱)性越强。k值只随温度变化。电离平衡常数和化学平衡常数一样，其数值随温度改变而改变，但与浓度无关。电离平衡常数要在相同温度下比较。实验32：向两支分别盛有0.1mol/lch3cooh和硼酸的试管中加入等浓度的碳酸钠溶液，观察现象。5、同一温度下，不同种弱酸，电离常数越大，其电离程度越大，酸性越强。弱电解质的电离常数越大，只能说明其分子发生电离的程度越大，但不一定其溶液中离子浓度大，也不一定溶液的导电性强。多元弱酸是分步电离的，每步都有各自的电离平衡常数，那么各步电离平衡常数之间有什么关系？多元弱酸与其他酸比较相对强弱时，用哪一步电离平衡常数来比较呢？6、多元弱酸电离平衡常数：k1k2k3，其酸性主要由第一步电离决定。对于多元弱碱的电离情况与多元弱酸相似，其碱性由第一步电离的电离平衡常数决定。课堂练习1.甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是a.1 moll1的甲酸溶液的c（h）约为0.01 moll1b.甲酸与水以任意比例互溶c.10 ml 1 moll1甲酸恰好与10 ml 1 moll1naoh溶液完全反应d.在相同条件下，甲酸的导电性比一元强酸溶液的弱2.用水稀释0.1 moll1氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是a.c（oh）c（nh3h2o）b.c（nh3h2o）c（oh）c.c（h）和c（oh）的乘积d.oh的物质的量3.当溶液中hsh2os2h3o达到平衡时，欲使c(s2)增大，应加入a.cu2b.co c.h2od.hcl4.在rnh2h2ornhoh形成的平衡中，要使rnh2h2o的电离程度及c（oh）都增大，可采取的措施是a.通入hcl b.加少量naoh固体 c.加水d.升温5.在稀氨水中存在平衡：nh3h2onhoh,如进行下列操作，则nh3、nh、h、oh浓度如何变化？试用“增大”“减小”“不变”填写。（1）通适量hcl气体时，c(nh3) ,c(h) 。（2）加入少量naoh固体时，c(nh) ,c(oh) 。（3）加入nh4cl晶体时，c(nh) ,c(oh) 。6.在a、b两支试管中，分别装上形态相同、质量