第三章第一节《弱电解质的电离》原创课件(人教版选修4).ppt

第三章水溶液中的离子平衡 第一节弱电解质的电离 人教版选修4 化学反应原理 地球是个 水球 海洋 江河和地下水成了离子反应广泛存在的条件 地球化学 酸 碱和盐在水溶液中的反应 以离子反应为特征 是一类不需要用活化能来引发的反应 本章的学习以化学平衡理论为基础 进一步探讨酸 碱 盐在水中的离子反应 深入了解离子反应的本质 探究化学平衡 电离程度和溶解度之间的关系及其应用 电解质 非电解质 化合物 纯净物 物质 混合物 单质 强电解质弱电解质 电解质 非电解质 在水溶液中或熔融状态时能够导电的化合物 在水溶液中和熔融状态时都不能导电的化合物 NaCl溶液 NaOH H2SO4 Cu CH3COOH NH3 H2O CO2 乙醇 水 一 电解质和非电解质 一 电解质与非电解质 在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物 电解质 非电解质 在水溶液中和熔融状态下都不导电的化合物 如 酸 碱 盐 水 大多数金属氧化物 活泼金属过氧化物 如 多数有机物 某些非金属氧化物 某些非金属氢化物如CH4 NH3等 1 为什么电解质溶于水或在熔融状态下能导电 2 NaCl晶体能否导电 为什么 它的水溶液或熔融状态呢 思考题 3 水溶液的导电能力与哪些因素有关系 离子的浓度和离子所带的电荷数 3 溶于水能导电的物质一定是电解质 判断下列说法是否正确 1 熔融状态下 能导电的物质一定是电解质 Cl2溶于水能导电 但既不是电解质 也不是非电解质 金属既不是电解质 也不是非电解质 液态的HCl等共价化合物虽不能导电 但是电解质 水溶液能导电 CO2 SO2 NH3等水溶液能导电 但它们均是非电解质 2 熔融状态下 不能导电的化合物一定不是电解质 4 电解质一定能导电 电解质导电是有条件的 熔融或溶于水 SO2 NH3 Cl2的水溶液均能导电 它们是电解质吗 某些离子化合物 如Na2O Na2O2 CaO 溶于水后电离出的离子并非其自身的 它们却属于电解质 为什么 怎样区分电解质与非电解质 思考1 电解质 非电解质的区分看水溶液或熔融状态下能否导电 而且能导电的原因是自身能电离出自由移动的离子 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 讨论 以下几种说法是否正确 并说明原因 5 课后小结 1 电解质和非电解质均属于化合物的范围 单质和混合物既不是电解质也不是非电解质 2 导电的物质不一定是电解质 如 金属单质 石墨 不导电的物质不一定是非电解质 如 NaCl晶体 NaOH固体 HCl气体等不导电 但它们是电解质 3 导电性不是电解质在任何状态下都具有的性质 而是在电解质溶于水或融化状态下才有的性质 如 NaCl晶体不导电 但NaCl水溶液或熔融态的能导电 4 像SO3 SO2 CO2 NH3等物质 它们的水溶液导电 但不是自身电离 它们不是电解质 而是非电解质 但Na2O Na2O2 CaO等在熔融态可自身电离 属于电解质 5 像AgCl BaSO4 CaCO3等难溶盐 虽然水溶液中离子浓度太小不导电 但它们在熔融态能电离出自由移动的离子 属于电解质 共价化合物 如 酸 酸在水溶液中电离 而在熔融状态下不电离 离子化合物 如 碱 盐及氧化物 碱和盐在水溶液或熔融状态下均电离 活泼金属氧化物只在熔融态电离 6 电解质的电离情况 课堂练习1 对下列各物质进行分类 NaCl溶液 BaSO4 CaCO3 蔗糖 Cu HF Na2O NH3 H2O AlCl3 酒精 氨水 NH3 1 电解质 2 非电解质 3 既不是电解质也不是非电解质 练习2下列物质的水溶液能导电 但属于非电解质的是 A CH3CH2COOHB Cl2C NH4HCO3D SO2 D 3 下列事实中能证明氯化氢是共价化合物的是A 氯化氢极易溶于水B 液态氯化氢不导电C 氯化氢不易分解D 氯化氢溶液可以电离 二 强电解质和弱电解质 实验3 1 分别实验等体积 等浓度的盐酸和醋酸溶液与等量镁条反应 并测量这两种酸溶液的pH值 镁条反应剧烈 镁条反应较慢 pH 0 pH 0 3 为什么相同体积 相同浓度的盐酸和醋酸中 H 浓度却不同 根据实验现象 讨论下列问题 1 镁条和酸的反应的实质是什么 影响反应速率的因素是什么 2 当酸溶液的物质的量浓度相等时 溶液中的H 浓度是否相等 怎么判断 反应速率不同 pH不同 说明盐酸和醋酸中的H 浓度是不同的 说明HCl和CH3COOH的电离程度不同 溶解后 溶解前 HCl H Cl 二 强电解质和弱电解质 强电解质 在水溶液中能全部电离成离子的电解质 弱电解质 在水溶液中只部分电离成离子的电解质 1 定义 HCl H Cl 常见的强电解质 强酸 强碱 大部分盐 大部分金属氧化物 活泼金属过氧化物 常见的弱电解质 弱酸 弱碱 水 极少数的盐 HgCl2 2 常见强 弱电解质 强酸 H2SO4 HNO3 HCl HBr HI HClO4等 弱酸 CH3COOH H2SO3 H2CO3 H3PO4 HCN HClO HF H2S H2SiO3 难溶 等 强碱 NaOH KOH Ba OH 2 Ca OH 2等 弱碱 NH3 H2O 可溶 Mg OH 2 Fe OH 3 Cu OH 2等等 常见的酸与碱 2 强电解质和弱电解质 1 强电解质 在水溶液中完全电离的电解质 2 弱电解质 在水溶液中部分电离的电解质 NaCl Na Cl 强酸 HCl H2SO4 HNO3 HClO4 HBr HI 强碱 NaOH KOH Ca OH 2 Ba OH 2 大多数盐类 BaSO4 AgCl KNO3 NH4Cl HAcH Ac 弱酸 CH3COOH H2CO3 H2SO3 H3PO4 HClO HF H2S及所有的有机羧酸 弱碱 NH3 H2OFe OH 3Cu OH 2 水 3 同浓度的盐酸与醋酸相比 盐酸的导电能力一定比醋酸的强 判断下列说法是否正确 1 强电解质溶液的导电能力一定很强 HCl是强电解质 完全电离 CH3COOH是弱电解质 不完全电离 同浓度下 盐酸中离子浓度较大 强电解质的极稀的溶液导电能力可能很弱 极稀的强电解质溶液的导电能力不一定比较浓的弱电解质溶液的导电能力强 2 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质的强 4 BaSO4不溶于水 所以它属于弱电解质 盐类大多数属于弱电解质 电解质强弱与物质的溶解性无关 SO2 NH3 Cl2的水溶液均能导电 它们是电解质吗 怎样区分电解质与非电解质 某些离子化合物 如Na2O Na2O2 CaO 溶于水后电离出的离子并非其自身的 它们却属于电解质 为什么 1 电解质和非电解质的区分关键看化合物在水溶液或熔融状态下能否自身电离 思考与交流 2 判断强弱电解质是看化合物在水中是否完全电离 跟其溶解度的大小无关 跟溶液导电能力的强弱也无关 CaCO3 Fe OH 3的溶解度都很小 但CaCO3属于强电解质 而Fe OH 3属于弱电解质 CH3COOH HCl的溶解度都很大 但HCl属于强电解质 而CH3COOH属于弱电解质 练习 判断下列物质 属强电解质的有哪些 属弱电解质的有哪些 NaCl MgCl2 HCl NaOH H2SCa OH 2 H2SO4 CH3COOH HClONH3 H2O Cl2 Cu Fe OH 3 石墨 浓硫酸 KHCO3 强电解质 弱电解质 NaCl MgCl2 NaOH Ca OH 2 H2SO4 HCl KHCO3 H2S CH3COOH HClO NH3 H2O Fe OH 3 下列物质能导电的是 属于强电解质的是 属于弱电解质的是 属于非电解质的是 a 铜丝b 金刚石c 石墨d NaCle 盐酸f 蔗糖g CO2h Na2Oi 硬脂酸j 醋酸k 碳酸l 碳酸氢铵m 氢氧化铝n 氯气o BaSO4 a c e d h l o i j k m f g 练习3 下列物质能导电的是 属于电解质的是 属于强电解质的是 属于弱电解质的是 属于非电解质的是 a 铜丝b 硫酸钡c 石墨d 熔融的氯化钠e 氯气f 蔗糖g 二氧化碳h 硫酸溶液i 硫酸钾j 冰醋酸k 碳酸l 碳酸氢铵m 氢氧化铝nNa2O achd Bdiln jkm fg bdijklmn 3 属于强电解质的有 练习 Na Br2 CaO Al2O3 SO3 H2S 稀硫酸 HCl HClO HF Ba OH 2 NaCl NH3 H2O BaSO4 H2O CH3COOH C2H5OH 1 属于电解质的有 2 属于非电解质的有 4 属于弱电解质的有 三 强弱电解质与结构的关系 分析与讨论 1 NaCl NaOH是由什么键构成的什么化合物 在水溶液里电解质以什么形式存在 2 HCl H2SO4是由什么键构成的什么化合物 在水溶液里电解质以什么形式存在 离子化合物 如强碱和大部分盐类 NaCl Na Cl 如强酸 电离方程式可表示为 某些具有极性键的共价化合物 强电解质 分析讨论 CH3COOH NH3 H2O是由什么键构成的什么化合物 在水溶液里电解质以什么形式存在 某些具有极性键的共价化合物 如弱酸 弱碱和水 弱电解质 CH3COOH CH3COO H 离子化合物 大部分的盐类 强碱 共价化合物 强酸 弱酸 弱碱 水 弱电解质 强电解质 离子型氧化物 电解质 非电解质 多数有机物 某些非金属氧化物 化合物 小结 强弱电解质与结构的关系 物质 混合物 纯净物 单质 化合物 电解质 非电解质 强电解质 弱电解质 强碱 大多数盐 金属氧化物 强酸 弱酸 弱碱 水 某些有机物 某些非金属氧化物 离子化合物 共价化合物 物质的分类 复习回忆 第二课时弱电解质的电离思考冰醋酸加水稀释 醋酸在稀释的过程中微粒的变化包含哪些过程 二 弱电解质的电离平衡 思考与讨论 1 开始时 V电离和V结合怎样变化 2 当V电离 V结合时 可逆过程达到一种什么样的状态 醋酸在电离过程中各微粒浓度的变化 1 弱电解质的电离 CH3COOHCH3COO H 0 0 最大 不变 不变 不变 反应速率 V 电离 V 结合 V 电离 V 结合 电离平衡状态 弱电解质电离平衡状态建立示意图 时间 2 电离平衡状态建立 电离平衡是一种化学平衡 电离平衡 1 定义 2 特点 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成分子的速率相等时 电离过程就达到了平衡状态 动电离平衡是一种动态平衡 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 变条件改变时 电离平衡发生移动 逆弱电解质的电离是可逆的 二 弱电解质的电离 思考与交流 教材p41 根据化学平衡理论 分析一元弱酸 设为HA 一元弱碱 设为BOH 的电离平衡过程 并完成下列问题 1 写出弱酸 弱碱的电离方程式 2 结合图3 3填写下表 0 0 最大 最大 0 不变 不变 不变 最大 达到电离平衡时 电离过程是吸热过程 升高温度 平衡向电离方向移动 5 影响电离平衡的因素 温度 当电离达到平衡时 加水稀释向电离的方向移动 电离程度增大 增加弱电解质浓度 向电离的方向移动 但电离程度减小 浓度 同离子效应 加入同弱电解质电离所产生的离子相同离子 电离平衡向逆方向移动 化学反应 加入能与弱电解质电离产生的离子反应的物质时 使电离平衡向电离方向移动 NH3 H2ONH4 OH 右 左 左 右 思考与讨论 例1 在氨水中存在怎样的电离平衡 向其中分别加入适量的盐酸 NaOH溶液 NH4Cl溶液以及大量的水 对平衡有什么影响 练习1完成表格 正向 增大 增大 减小 逆向 增大 减小 增大 正向 减小 增大 减小 逆向 减小 增大 增大 正向 增大 增大 增大 正向 减小 减小 减小 增大 减小 增大 增大 减小 减小 D 练习 0 1mol L的CH3COOH溶液中CH3COOHCH3COO H 对于该平衡 下列叙述正确的是 A 加水时 平衡向逆反应方向移动B 加少量NaOH固体 平衡向正反应方向移动C 加少量0 1mol L盐酸 溶液中c H 减小D 加少量CH3COONa固体 平衡向正反应方向移动 练习2 B 电解质溶于水或者受热熔化时 离解成自由移动的离子的过程叫做电离 三 电解质的电离 1 电离 2 电离方程式 用来表示电离过程的式子叫做电离方程式 3 电离方程式的书写 1 式子左边用电离物质的化学式表示 右边用离子符号表示 2 强电解质用 表示电离过程 弱电解质用 表示电离过程 电离方程式书写 4 多元弱碱则一步书写 如 Cu OH 2Cu2 2OH 3 多元弱酸的电离要分步 写出H3PO4在水溶液中的电离方程式 H3PO4 H H2PO4 1 H2PO4 H HPO42 2 HPO42 H PO43 3 问题探讨 试写出NaHSO4 NaHCO3的在水溶液中及熔融状态下的电离方程式 在水溶液中 NaHSO4 Na H SO42 NaHCO3 Na HCO3 HCO3 H CO32 熔融状态 NaHSO4 Na HSO4 另外 氢氧化铝双向电离 H AlO2 H2OAl OH 3Al3 3OH 四 电解质的电离方程式书写 强电解质 完全电离 书写时用 号 弱电解质 练习 写出下列电解质的电离方程式 Na2SO4 H2SO4 KHSO4 Ba OH 2 HF NH3 H2O Fe OH 3 H2CO3 CH3COOH K2CO3 CH3COONH4 KHCO3 H2S 部分电离 书时用 号 1 请写出Na2SO4 HClO NH3 H2O H2CO3 Fe OH 3在水溶液中的电离方程式 Na2SO4 2Na SO42 HClOH ClO NH3 H2ONH4 OH H2CO3H HCO3 HCO3 H CO32 Fe OH 3Fe3 3OH 课堂练习 HClO H2CO3 H2SO4 HF CH3COOH 练习 写出下列电解质电离方程式 注意 NaHSO4 Na H SO42 溶液中 NaHSO4 Na HSO4 熔融 NaHCO3 Na HCO3 熔融 溶液中 NH3 H2O Ba OH 2 K2CO3 CH3COONa NH4Cl CH3OONH4 BaSO4 NaHSO4 aq KHCO3 作业写出下列电解质的电离方程式 HFHBrCH3COONH4HClOH2SO4H2SO3AgClNaHSO3KH2PO4NH3 H2OAl OH 3Ca OH 2 完全电离 部分电离 不可逆过程 可逆过程 电离方程式用等号 电离方程式用可逆符号 水合离子 分子 水合离子 离子符号或化学式 分子式 强酸 强碱 多数盐 部分碱性氧化物 弱酸 弱碱 水 强电解质与弱电解质的比较 问题 怎样定量的比较弱电解质的相对强弱 电离程度相对大小怎么比较 第三课时三 电离平衡常数 K 看课本自学相关内容并思考 1 什么叫电离平衡常数 2 电离平衡常数的化学含义是什么 3 怎样用电离平衡常数比较弱电解质的相对强弱 4 影响电离平衡常数的因素是什么 弱电解质电离程度相对大小的参数一1 电离平衡常数 K 对于一元弱酸HAH A 平衡时 对于一元弱碱MOHM OH 平衡时 2 意义 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 酸性 醋酸 碳酸 硼酸电离常数 醋酸 碳酸 硼酸 探究活动 多元弱酸是分步电离的 K1 K2 K3 一般要相差105 多元弱酸的酸性由第一步电离决定 3 对于多元酸 多元弱酸 分步电离 第一步电离大于第二步电离 第二步电离远大于第三步电离 为什么 说明 电离平衡是动态平衡 平衡移动符合勒夏特列原理 多元弱酸 分步电离 第一步电离大于第二步电离 第二步电离远大于第三步电离 例如 0 1mol LH2S溶液中各步电离 H 为 H2SH HS H 1 10 4mol LHS H S2 H 1 10 13mol L电离难的原因 a 一级电离出H 后 剩下的酸根阴离子带负电荷 增加了对H 的吸引力 使第二个H 离子电离困难的多 b 一级电离出的H 抑制了二级的电离 比较它们的相对强弱 4 电离常数的应用 草酸 磷酸 柠檬酸 碳酸 由H2SO3 H3PO4 且NaH2PO4的水溶液显酸性可知 KHSO3和NaHSO3的水溶液也应显酸性 例 冰醋酸溶解过程的导电能力曲线图 加入水的量 C H 由大到小的顺序 b c a 电离程度由大到小的顺序 c b a 导电能力由大到小的顺序 b c a 例 冰醋酸加水溶解并不断稀释过程中 溶液导电能力与加入水的体积有如下变化关系 试回答 a c b C 相等 0 点导电能力为0的理由是 a b c三点对应溶液的 H 值由大到小的顺序是 a b c三点中电离程度最大的是 电离平衡常数的关系 加碱 加碳酸钠 加镁或锌 A B A B A B 1 等体积 等浓度的盐酸和醋酸 2 体积 PH相同的盐酸 A 与醋酸 B 分别与锌反应 A B A B A B A B A B A B A B 1 在0 1mol L盐酸和0 1mol L醋酸各50mL的溶液中分别投入0 1g锌粒 反应开始时产生H2的速率 在相同条件下 产生H2的体积 相等 不相等 不相等 相等 练习 2 pH相等的盐酸和醋酸溶液哪种溶液的物质的量浓度大 1 浓度均为0 1mol L的盐酸和醋酸溶液哪种c H 大 HCl CH3COOH CH3COOH 4 中和相同量的NaOH消耗两种酸的物质的量是否一样多 一样多 6 若是改为开始时c H 相等 则又有何不同 3 等体积的 c H 相等的盐酸和醋酸溶液与同浓度的NaOH反应 消耗NaOH谁多 5 将Zn投入到浓度均为0 1mol L的盐酸和醋酸溶液中 开始时反应的速率是否相同 盐酸快 开始时一样快 随反应的进行醋酸比盐酸快 4 盐酸和醋酸反应对比 5 有浓度为0 1mol L的盐酸 硫酸 醋酸三种溶液 1 若分别用这三种酸中和等物质的量的NaOH溶液 所需溶液的体积分别为a b c 则它们的大小关系是 2 若等体积的三种酸分别与足量的锌反应 反应速率分别为a b c 则反应开始时它们的大小关系是 3 若在相同条件下产生的的气体体积分别是a b c 则它们的大小关系是 a 2b c b a c b 2a 2c 分别是一元强酸 二元强酸 弱酸 5