第二章 化学反应速率和化学平衡 第一节 弱电解质的电离平衡
一、教学目的
1. 知识与技能(1)掌握强电解质与弱电解质的概念;
(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
2. 过程与方法 (1) 从结构和组成上理解强、弱电解质的概念和判断
(2) 从化学平衡移动的角度理解电离平衡和移动的结
果比较
3.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
二、教学重点: 强、弱电解质的概念和弱电解质的电离平衡 三、教学难点: 弱电解质的电离平衡 四、教学方法:实验法、比较法等 五、教学过程 一.强、弱电解质 (实验3-1):根据实验现象,探索下列问题:(小组讨论)
(1)上述反应的实质是什么?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,pH 值是否相等,即c(H+)是否相等?
(结论)强电解质与弱电解质的概念 :强电解质: 弱电解质: (设问)强弱电解质与结构的关系? (分析与讨论):(小组讨论)
1. NaCl、NaOH是由什么键构成的什么化合物?在水溶液里它们以什么形式存在? 2. HCl是由什么键构成的什么化合物?在水溶液里HCl以什么形式存在?
1
3. CH3COOH 、 NH3·H2O是由什么键构成的什么化合物?在水溶液里它们以什么形式存在? (归纳):
活泼金属的氧化物
强电解质 大多数盐 离子键—离子化合物
电解质
弱电解质 弱酸
(部分电离) 弱碱 极性键——共价化合物
水
(讨论):CaCO3、Fe(OH)3的溶解度都很小,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,HCl属于强电解质,而CH3COOH 属于弱电解质。电解质的强弱与其溶解性有何关系?怎样区分强弱电解质?
练习:下列电解质中,NaCl、NaOH,NH3·H2O、CH3COOH,BaSO4,AgCl,
Na2O,K2O,H2O
_______________________________________ 是强电解质
_______________________________________ 是弱电解质
二.弱电解质的电离 电离 CH3COOH CH3COO— + H+ 结合 (思考与讨论):(小组讨论)
(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
(3)关于上述电离平衡,什么条件的改变会使平衡向电离的方向移动? V(电离) V(电离) = V(结合) 电离平衡状态
V(结合)
2
1.电离平衡:在一定条件 (如温度,压强) 下,当电解质分子离解成离子的速率和离子结合成分 子的速率相等时,电离过程 就达到了
平衡状态,这种状态叫做电离平衡状态。
2.电离平衡的特征:
逆 : 弱电解质的电离是可逆的 等 : V电离=V结合= 0
动: v离子化= v分子化≠0的动态平衡
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,平衡移动 (讨论):在醋酸溶液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、CH3COONa溶液、水、加热对平衡有什么影响?
3.弱电解质电离平衡的移动
(1) 弱电解质的电离平衡符合勒夏特列原理 (2)影响弱电解质电离平衡的因素有:(学生总结)
① 温度:升高温度有利于电离(因为电离过程是吸热的) ② 浓度:溶液稀释有利于电离
③ 同离子反应:加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,将抑制电离。
④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):3. 0.1mol/L的CH3COOH溶液中 CH3COOH CH3COO— + 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.加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动
3
C.加入少量0.1mol/L盐酸,溶液中c(H+)减小
D.加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动
4. 电离方程式的书写
CH3COOH CH3COO— + H+ NH3·H2O NH4+ +OH—
H2O H+ + OH—(简单介绍,后面深入学习)
注:多元弱酸分步电离,多元弱碱一步电离(中学阶段) 如 H2CO3H++HCO3-
HCO3- H++CO32-
Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- (课堂练习)
1、请写出Na2SO4、HClO、NH3·H2O 、H2CO3、Fe(OH)3在水溶液中的电离方程式。
2、1mol/L的盐酸、醋酸、硫酸各1L,分别加入足量的铁。
开始反应时产生氢气的速率__________________ ,
最终收集到的氢气的物质的量_________________ 。
pH都为1的盐酸、醋酸、硫酸各1L,分别加入足量的铁。
开始反应时产生氢气的速率 __________________ ,
最终收集到的氢气的物质的量 ________________ 三.电离常数(以自学为主)
与化学平衡常数相似,在弱电解质溶液中也存在着电离平衡常数,叫做电离常数。只与温度有关。电离常数能用来计算弱酸溶液中的H+的浓度及比较弱酸酸性相对强弱。
例如:醋酸,碳酸和硼酸298K时的电离常数分别是1.75×10-5,4.4
×10-7 (第一步电离)和5.8×10-10
由此可知,+醋酸,碳酸和硼酸的酸性依次减弱。 1. 一元弱酸和弱碱的电离平衡常数 如:CH3COOH CH3COO— + H+
4
写出NH3·H2O的电离平衡常数
—
NH3·H2O ? NH4+ +OH
c(NH4)?c(OH?) Kb=
c(NH3?H2O)注:①K越大,离子浓度越大,表示该弱电解质越易电离。所以可以用
Ka或Kb的大小判断弱酸或弱碱的相对强弱。 ②K只与温度有关,不随浓度改变而改变。
2. 多元弱酸(碱)分步电离,酸(碱)性主要由第一步电离决定。 如H3PO4的电离:
H3PO4 H+ + H2PO4- K1 H2PO4- H+ + HPO42- K2 HPO42- H+ + PO43- K3 注:K1>K2>K3
①K越大,离子浓度越大,表示该弱电解质越易电离。
②多元弱酸(碱)分步电离,酸(碱)性主要由第一步电离决定。 (板书设计): 第一节 弱电解质的电离平衡 1. 强电解质、弱电解质的概念:
强电解质:在水溶液里或熔融状态下能全部电离的电解质。(如:强酸、强碱和大多数盐)
弱电解质:在水溶液里只有部分电离的电解质。(如:弱酸、弱碱等)
区别:是否完全电离 2. 弱电解质的电离 ①电离平衡状态:
②特点:动、等、定、变
③影响电离平衡的因素:浓度、温度、加水等 ④ 电离平衡方程式的书写:
强电解质在溶液中完全电离,用“=” 弱电解质在溶液中部分电离,用“ ”
多元弱酸的电离 应分步完成电离方程式,多元弱碱则一步完成电离方程式。
5
c(H?)?c(CH3COO?)Ka=
c(CH3COOH)