3-1-1 弱电解质的电离(第一课时)
教学目标
1.了解强、弱电解质的概念;掌握强电解质与弱电解质的判断。掌握弱电解质的电离方程式的书写。
2.了解弱电解质的电离平衡以及浓度等条件对电离平衡的影响 3.从结构和组成上理解强、弱电解质的概念和判断; 4.从化学平衡移动的角度理解电离平衡和电离平衡移动。 教学重点:
强、弱电解质的概念和弱电解质的电离平衡 教学难点:
弱电解质的电离平衡 教学过程:
【导入】 通过必修的学习我们知道酸、碱、盐是电解质,但不同的酸和碱有强弱之分,例
如:盐酸、硫酸、硝酸是强酸,醋酸是弱酸,氢氧化钠、氢氧化钾是强碱,NH3·H2O是弱碱。为什么酸和碱有强弱之分呢?盐酸和醋酸到底有什么区别呢?我们先来通过实验探究这个问题。
【提问】什么是电解质?什么是非电解质?
【回答】在水溶液或熔化状态下能导电的化合物叫电解质。
【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。
【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?
【回答】有区别,电解质有强弱之分。 【板书】 第三章 水溶液中的离子平衡 第一节 弱电解质的电离
【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?
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【回答】醋酸腐蚀性比盐酸小,酸性弱。
【追问】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】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。
与镁条反应现象 溶液的pH值 1mol/LHCl 1mol/LCH3COOH 【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?
【汇报】探讨结果: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是强电解质,CH3COOH是弱电解质。 【投影】
【提问】什么叫强电解质?什么叫弱电解质? 【板书】一、电解质有强弱之分
在水溶液里全部电离成离子的电解质叫强电解质;如强酸、强碱、绝大多数盐。 只有一部分分子电离成离子的电解质叫弱电解质。如弱酸、弱减、水。
【过渡】勒沙特列原理不仅可用来判断化学平衡的移动方向,而且适用于一切动态平衡,当
然也适用于电离平衡,像我们刚才提到的体积相同,氢离子浓度相同的盐酸和醋酸分别与足量的镁条反应,最后醋酸放出氢气多,就与醋酸存在电离平衡有关,请同学们想一想如何从电离平衡的移动去解释? 【板书】二、弱电解质的电离过程是可逆的
【回答】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
+
2
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。
【提问】请大家再回答一个问题:CH3COO和H在溶液中能否大量共存? 【回答】不能。
【讲解】我们知道,醋酸加入水中,在水分子的作用下,CH3COOH会电离成CH3COO和H,
与此同时,电离出的CH3COO和H又会结合成CH3COOH分子,随着CH3COOH分子的电离,CH3COOH分子的浓度逐渐减小,而CH3COO和H浓度会逐渐增大,所以CH3COOH的电离速率会逐渐减小,CH3COO和H结合成CH3COOH分子的速率逐渐增大,即CH3COOH的电离过程是可逆的。
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
++
【板书】1、CH3COOH CH3COO+H
-+
【接着讲述】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。 【板书】
弱电解质电离平衡状态建立示意图
【归纳】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。 【学生叙述,教师板书】2、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。
【提问】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;①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;②动态平衡,即达电离平衡时分子电离成离子和离子结合成
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分子的反应并没有停止;③达电离平衡时,离子和分子共存,其浓度不再发生变化;④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。 【提问】哪些条件改变可引起化学平衡移动? 【回答】浓度、温度、压强。
【投影】在氨水中存在电离平衡:NH3·H2O
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?
①加NH4Cl固体 ②加NaOH溶液 ③加HCl ④加CH3COOH溶液 ⑤加热 ⑥加水 ⑦加压 【答案】①逆向移动 ②逆向移动 ③正向移动 ④正向移动 ⑤正向移动 ⑥正向移动
⑦不移动
【讲述】加水时,会使单位体积内NH3·H2O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。
【回答】因为根据勒沙特列原理,平衡移动只会“减弱”外界条件的改变,而不能“消除”。 【板书】3、影响因素:①浓度 ②温度
【练习1】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
HA初溶于水时 达到电离平衡前 达到电离平衡时 C(H) 小 变大 不再变化 ++
-
+
-
C(A) 小 变大 不再变化 -C(HA) 大 变小 不再变化 BOH电离过程中体系各离子浓度变化
+C(OH) -C(B) 小 +C(HA) 大 等体积等浓度的B、小 OH混和时 达到电离平衡前 变大 不再变化 -变大 不再变化 变小 不再变化 【练习2】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。
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试写出下列物质的电离方程式:
1、H2CO3 2、H2S 3、 NaHCO3 4、NaHSO4 5、HClO 1、H2CO3 2、H2S
H+HCO HCO H+HS
++
-
+
H+COH+S H+CO
+
+
2-
+
HS
-
3、NaHCO3====Na+HCO HCO4、NaHSO4====Na+H+SO
+
+
H+ClO
+
-
5、HClO
【过渡】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。 【板书】三、电离平衡常数
【讲述】对于弱电解质,一定条件下达到电离平衡时,各组分浓度间有一定的关系,就像化
学平衡常数一样。如弱电解质AB:
【板书】AB A+B
+-
【讲述】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NH3·H2O
的电离平衡常数表达式
【学生活动】Ka= Kb=
【讲解】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? 【启发】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】3-2: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。
【结论】酸性:CH3COOH>碳酸>硼酸。
【讲述】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?请同学们阅读课本
43有关内容。
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