高中化学 第3章 水溶液中的离子平衡 第1节 弱电解质的电离课件 新人教版选修4 (2).ppt

第三章 水溶液中的离子平衡 水是自然界里含量最丰富的溶剂之一 它能或多或少地溶解地球上存在的各种物质 在地球演变与生物进化的过程中 自然界里的水成为生物维持生命的基本物质 在我们周围所进行的各种过程中 水溶液起着十分重要的作用 在工农业生产和科学研究中 许多重要的化学反应需在水溶液中进行 而水溶液中的化学反应涉及到许多问题 例如 物质溶于水后会发生怎样的变化 物质在水中是如何存在的 物质在水中会与水发生怎样的相互作用 物质在水中的反应有哪些规律 要弄清这些问题 需要首行了解作为溶剂的水自身的一些性质 然后探讨加入溶质后水与溶质之间发生相互作用的可能性 进而研究水溶液中溶质之间发生反应的情况 事实上 溶质在水中既可能电离 溶质是电解质 也可能不电离 溶质是非电解质 本章讨论的对象只限于在溶液里可能电离的溶质 本章内容的主线是应用化学平衡理论 探讨水溶液中离子间的相互作用 学习本章要重点掌握弱电解质的电离平衡 水的离子积 ph与溶液酸碱性的关系 盐类水解的本质 难溶电解质的溶解平衡 这也是高考的重点 从方法角度来说 学习本章要主动从过程的可逆和化学平衡的角度来观察和分析弱电解质的电离 盐类的水解 难溶电解质的沉淀溶解平衡等问题 这样你对本章主题的认识将会更加深入 更加全面 第一节弱电解质的电离 新课情境呈现 蚊虫 蚂蚁等昆虫叮咬人时常向人体血液内注入一种人们称之为蚁酸 主要成分为hcooh 的有机酸 当人受到蚊叮蚁咬时 皮肤上常起小疱 这是因为人体血液中酸碱平衡被破坏所致 若不治疗 过一段时间小疱会自行痊愈 这是由于血液中又恢复了原先的酸碱平衡 你能用平衡移动的原理解释这一事实吗 让我们一起走进电离平衡的世界吧 课前新知预习 1 电解质与非电解质 1 电解质 在 能导电的化合物 2 非电解质 在 都不导电的化合物 2 强电解质和弱电解质 1 强电解质 定义 在水溶液中 的电解质 常见的强电解质 和 2 弱电解质 定义 在水溶液中 的电解质 常见的弱电解质 和水 水溶液中或熔融状态下 水溶液中和熔融状态下 能够全部电离 强酸 强碱 大部分的盐 不能全部电离 弱酸 弱碱 3 电离平衡在一定条件 如温度 浓度一定 下 弱电解质在溶液中 的速率和 的速率相等 电离过程就达到了平衡状态 电离成离子 离子结合成分子 4 弱电解质电离方程式的书写 1 弱酸 弱碱在 中电离 在熔融态下 2 弱电解质电离是 的 用 表示 3 多元弱酸分步电离 以第一步电离为主 如h2s的电离方程式为 水溶液 不电离 可逆 ch3coo h h2sh hs hs h s2 5 电离常数的表示方法对于aba b k 6 k的意义 表征了弱电解质的电离能力 一定温度下 k值越大 弱电解质的电离程度 多元弱酸只考虑 7 影响因素 k只与电解质的性质和温度有关 对同一弱电解质 温度一定 电离常数一定 温度升高时 电离常数 c a c b c ab 越大 第一步电离 增大 预习自我检测 解析 a项中cl2是单质 既不是电解质也不是非电解质 b项baso4是难溶物 但溶解部分完全电离所以baso4是强电解质 d项hi在水溶液中完全电离是强电解质 故选c c c 解析 a在任何状态下都同时存在三种粒子 b未达电离平衡状态时 也有c ch3coo c h c中nh3 h2o达到电离平衡时 溶液中各粒子的浓度不变 而不是相等且nh3 h2o电离程度是很小的 绝大多数以nh3 h2o的形式存在 d 解析 根据题示信息 比较这四种酸的ka值大小 其中hcn的ka 4 9 10 10最小 也就是说这四种酸中hcn最难电离 因此 均为0 1mol l 1的这四种酸 hcn的电离程度最小 即溶液中c h 最小 c 解析 ch3cooh溶液中存在ch3coohch3coo h 当加水稀释时 溶液中ch3cooh ch3coo h 的浓度都减小 所以ch3cooh溶液的ph增大 因为溶液变稀 所以ch3cooh电离度变大 当加入ch3coona晶体时 发生ch3coonach3coo na 使得溶液中c ch3coo 变大 平衡ch3coohch3coo h 左移 ch3cooh电离度变小 c h 减小 a 课堂探究研析 1 强电解质与弱电解质比较 知识点1强弱电解质的比较 2 影响溶液导电性的因素 1 离子的浓度 离子的浓度越大 导电性越好 2 离子所带的电荷 离子所带的电荷越多 导电性越好 提示 1 判断强弱电解质的根本依据是看电解质在水中是否完全电离 与其溶解度 浓度大小及水溶液导电能力的强弱无必然联系 2 强电解质溶液的导电性不一定强 弱电解质溶液的导电性不一定弱 与浓度大小有关 a 解析 解析 硫酸钡溶于水的部分完全电离 硫酸钡为强电解质 故a项错误 硝酸钾为电解质 硝酸钾溶液能导电 硝酸钾溶液是混合物 故b项错误 二氧化碳在水溶液中与水反应生成碳酸 碳酸电离出自由移动的离子而导电 二氧化碳自身不能电离 二氧化碳是非电解质 故c项错误 石墨中含有自由电子 能导电 但它是非金属单质 既不是电解质 也不是非电解质 故d项正确 d 1 电离平衡在一定条件 如温度 浓度 下 当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成弱电解质分子的速率相等时 电离过程就达到了平衡状态 这叫做电离平衡 电离平衡的建立可用图表示如下 知识点2电离平衡 2 弱电解质电离平衡的特点和化学平衡一样 在弱电解质溶液里 也存在着电离平衡 该平衡除了具备化学平衡的特点外 还具有的特点是 1 电离过程是吸热的 2 分子 离子共存 这完全不同于强电解质 3 弱电解质在溶液中的电离都是微弱的 一般来说 已电离的分子是极少数的 绝大多数以分子形式存在 如0 1mol l 1的ch3cooh溶液中 c h 大约在1 10 3mol l 1左右 4 多元弱酸分步电离 电离程度逐步减弱 如h2co3的电离常数 k1 4 4 10 7 k2 4 7 10 11 3 影响电离平衡的因素 4 电离方程式的书写 d 解析 影响电离平衡的条件有温度和浓度 根据平衡移动原理 可以判断平衡移动的方向 n oh 的变化与平衡移动方向直接有关 c oh 还与溶液的体积有关 加水稀释 平衡向微粒数增多的方向移动 n oh 增多 但由于溶液体积增大的趋势比n oh 增加得更快 故c oh 是减小的 同理 加入更稀的氨水时 氨水的总浓度比原来小了 这还相当于稀释过程 尽管总的n oh 增多 但c oh 仍是减小 1 电离平衡常数的概念 在一定条件下 弱电解质的电离达到平衡时 弱电解质电离出的离子的浓度之积跟溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数 这个常数叫做电离平衡常数 简称电离常数 用k表示 2 k的意义 k值越大 表示该弱电解质越易电离 所对应的弱酸弱碱越强 即利用k的大小可以判断弱酸和弱碱的相对强弱 知识点3电离平衡常数 4 影响电离常数大小的因素 1 在同一温度下 不同弱电解质的电离常数不同 说明电离常数的大小首先由物质的本性决定 2 弱电解质的电离常数受温度变化的影响 但在室温下一般变化不大 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 说明弱电解质的电离常数大小不受其浓度的影响 c 解析 该题涉及三个反应 由题给三个化学方程式可以得出 hf hno2 hcn的酸性依次减弱 酸性越强 电离常数越大 据此可以将三个k值与酸对应起来 题给三个反应中 第 个反应说明酸性 hno2 hcn 第 个反应说明酸性 hf hno2 只根据这两个反应即可作出比较 b 1 相同体积 相同物质的量浓度的一元强酸 如盐酸 与一元弱酸 如醋酸 的比较 见下表 知识点4列表比较一元强酸与一元弱酸的性质 2 相同体积 相同c h 的一元强酸与一元弱酸的比较 见下表 解析 若能说明在相同条件下甲酸只发生部分电离 便可以证明它是弱电解质 a c h c hcooh 则说明甲酸部分电离 b 它只能说明甲酸的酸性比碳酸强 c 这种完全反应与甲酸的电离程度无关 d 它没有指明甲酸和强酸的浓度 反应温度和锌的总表面积的大小等 故无法证明甲酸是弱电解质 a 解析 要证明ch3cooh是弱电解质 只要证明ch3cooh在水中是部分电离的即可 中若ch3cooh完全电离 则c h 1mol l 1 而现在c h 10 2mol l 1 故ch3cooh部分电离 为弱电解质 中ch3cooh的溶解性与ch3cooh是强电解质还是弱电解质无必然联系 是在相同条件下 即同温同浓度条件下 ch3cooh溶液的导电性比盐酸弱 说明溶液中离子浓度小 即电离程度小 盐酸中的hcl是完全电离的 故说明ch3cooh是部分电离 为弱电解质 中与强碱发生中和反应 不能说明其电离程度 中fe无论是与hcl还是ch3cooh反应 其实质都是与溶液中的h 反应 fe与ch3cooh反应放出h2的速度慢 说明ch3cooh溶液中c h 小 ch3cooh部分电离 中ch3cooh溶液中ch3cooh ch3coo h 同时存在 说明ch3cooh不能完全电离 是弱电解质 学科核心素养 腌菜的酸味是怎么产生的冬天 许多人都要做些腌菜 这些菜除了清脆可口以外 还略带酸味 能刺激食欲 为什么腌菜会有一股酸味呢 原来在空气中经常有许多微生物 像流浪汉一样到处流浪 其中有一种叫乳酸菌 另一种叫酵母菌 当它们一降落到腌菜缸里 就会定居下来 当