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第三章 水溶液中的離子反應(yīng)與平衡
第一節(jié) 電離平衡
第1課時(shí) 弱電解質(zhì)的電離平衡
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.基于相同濃度鹽酸與醋酸一系列實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，構(gòu)建強(qiáng)弱電解質(zhì)的概念，從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別，且通過對(duì)電解質(zhì)的分類，進(jìn)一步掌握物質(zhì)分類的方法。
2.通過實(shí)驗(yàn)，建立弱電解質(zhì)電離平衡模型，了解影響電離平衡的因素。
新課導(dǎo)入
鹽酸常用于衛(wèi)生潔具的清潔，比如某些潔廁靈有效成分是鹽酸。
醋酸的腐蝕性比鹽酸的小，為什么不用醋酸代替鹽酸呢？
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)1：用水質(zhì)檢測(cè)筆檢測(cè)0.1mol/L鹽酸、0.1mol/L醋酸的導(dǎo)電性，比較導(dǎo)電性強(qiáng)弱。（已知：相同溫度下，水質(zhì)檢測(cè)筆讀書越大，溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng)）
讀數(shù)：7180
讀數(shù)：187
導(dǎo)電性：0.1mol/L鹽酸>0.1mol/L醋酸
離子濃度：0.1mol/L鹽酸>0.1mol/L醋酸
結(jié)論：
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)2：分別向等體積0.1mol/L鹽酸、0.1mol/L醋酸中加入等量鎂條，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢。
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)2：分別向等體積0.1mol/L鹽酸、0.1mol/L醋酸中加入等量鎂條，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢。
酸 0.1 mol/L 鹽酸 0.1 mol/L 醋酸
離子方程式
產(chǎn)生氣泡快慢
反應(yīng)速率
影響速率的因素
Mg+2H+=Mg2++H2↑
Mg+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+H2↑
較快
c(H+)的大小
較快
較慢
較慢
c(H+)大小：0.1mol/L鹽酸>0.1mol/L醋酸
結(jié)論：
實(shí)驗(yàn)分析
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
【思考】為什么c(H+)大小：0.1mol/L鹽酸>0.1mol/L醋酸？
酸 0.1 mol/L 鹽酸 0.1 mol/L 醋酸
主要微粒 H2O H+ Cl- H2O H+ CH3COO-
HCl
CH3COOH
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
【思考】如何證明0.1mol/L鹽酸是否存在HCl分子？
假設(shè)HCl完全電離，則不存在HCl分子
HCl = H+ + Cl-
0.1mol/L 0.1mol/L
已知： pH＝ lgc(H+)
c(H+)＝10 pH
pH＝1
c(H+)＝10 1 mol/L＝0.1 mol/L
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)3：常溫時(shí)，測(cè)定0.1 mol/L 鹽酸、0.1 mol/L 醋酸的pH。
0.1 mol/L 鹽酸 pH＝1
0.1 mol/L 醋酸 pH＝3
c(H+)＝0.1 mol/L
c(H+)＝0.001 mol/L
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
酸 0.1 mol/L 鹽酸 0.1 mol/L 醋酸
主要微粒 H2O H+ Cl- H2O H+ CH3COO-
CH3COOH
【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)3：常溫時(shí)，測(cè)定0.1 mol/L 鹽酸、0.1 mol/L 醋酸的pH。
結(jié)論：
CH3COOH部分電離
水溶液中無(wú)HCl分子
水溶液中有CH3COOH分子
HCl完全電離
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
1.電解質(zhì)和非電解質(zhì)
化合物
電解質(zhì)：酸、堿、鹽、活潑金屬氧化物
(導(dǎo)電)
非電解質(zhì)：非金屬氧化物、非金屬氫化物、大多數(shù)有機(jī)物
(不導(dǎo)電)
在水溶液或熔融狀態(tài)是否導(dǎo)電
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
2.強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
電解質(zhì)
強(qiáng)電解質(zhì)
(完全電離)
弱電解質(zhì)
(部分電離)
在水溶液中
電離程度
強(qiáng)酸 H2SO4 HCl HNO3等
強(qiáng)堿 NaOH KOH Ca(OH)2 Ba(OH)2等
大多數(shù)鹽 NaCl KNO3 BaSO4 AgCl等
弱酸 CH3COOH H2CO3等
弱堿 NH3 H2O Mg(OH)2 Fe(OH)3等
水
Al(OH)3
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
【課堂小練】：判斷正誤
1.氧氣不能導(dǎo)電，故為非電解質(zhì)。
2.銅、鹽酸能導(dǎo)電，故為電解質(zhì)。
4.Na2O溶于水能導(dǎo)電，故為電解質(zhì)。
5.BaSO4 難溶于水，其水溶液導(dǎo)電性很差，所以BaSO4是弱電解質(zhì)。
電解質(zhì)為物質(zhì)自身能夠電離
×
×
×
BaSO4 AgCl等難溶性鹽溶于水的部分能夠完全電離為強(qiáng)電解質(zhì)。
6.強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)。
強(qiáng)弱電解質(zhì)與溶液的導(dǎo)電性無(wú)關(guān)。溶液的導(dǎo)電性與離子濃度和離子所帶電荷數(shù)有關(guān)。
3.CO2、SO2、NH3等物質(zhì)溶于水能導(dǎo)電，故為電解質(zhì)。
×
×
混合物、單質(zhì)既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)
×
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
3.電離方程式的書寫(水溶液中)
(1)強(qiáng)電解質(zhì)完全電離用“=”連接
例如：H2SO4=2H++SO42- BaSO4=Ba2++SO42-
(2)弱電解質(zhì)部分電離用“ ”連接
例如：CH3COOH CH3COO-+H+ NH3·H2O NH4++OH- H2O H++OH-
①多元弱酸分步書寫
例如：H2CO3 H++HCO3-(主要) HCO3- H++CO32-
任務(wù)一 從微觀層面理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別
一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
3.電離方程式的書寫(水溶液中)
②多元弱堿一步書寫
例如：Mg(OH)2 Mg2++2OH-
注：(1)多元強(qiáng)酸酸式鹽的電離:NaHSO4(水溶液)=Na＋+H＋+SO42-
NaHSO4(熔融)=Na＋+HSO4-
(2)多元弱酸酸式鹽的電離:NaHCO3=Na＋+HCO3-(主要) HCO3- H++CO32-
強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)電離行為微觀示意圖對(duì)比
HCl在水中的電離示意圖
CH3COOH在水中的電離示意圖
任務(wù)二 以醋酸電離為例，建立弱電解質(zhì)電離平衡模型
CH3COOH在水中可電離產(chǎn)生H+和CH3COO-,H+和CH3COO-會(huì)結(jié)合產(chǎn)生CH3COOH嗎？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
提示：c(H+)變化會(huì)引起可檢測(cè)的溶液pH的變化。
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】實(shí)驗(yàn)4：向0.1 mol/L
CH3COOH溶液中加入CH3COONH4固體，
用pH傳感器記錄溶液pH變化。
（已知：CH3COONH4水溶液呈中性）
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
任務(wù)二 以醋酸電離為例，建立弱電解質(zhì)電離平衡模型
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】實(shí)驗(yàn)4：向0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入CH3COONH4固體，
用pH傳感器記錄溶液pH變化。（已知：CH3COONH4水溶液呈中性）
【思考】1.為什么加入CH3COONH4固體？
保證足量的溶質(zhì)，同時(shí)控制溶液體積基本保持不變；醋酸銨溶液呈中性，不影響溶液pH。
2.實(shí)驗(yàn)中pH增大說(shuō)明什么？
pH增大，c(H+)減小，H+與CH3COO-結(jié)合為CH3COOH。
任務(wù)二 以醋酸電離為例，建立弱電解質(zhì)電離平衡模型
二、弱電解質(zhì)的電離平衡
1.電離平衡狀態(tài)
(1)電離平衡的建立過程
(2)概念：在一定條件(如溫度、濃度)下，弱電解質(zhì)分子_______ ______
與______ _______相等，溶液中各分子和離子的濃度都不再發(fā)生變化，
電離過程就達(dá)到了電離平衡狀態(tài)。
離子結(jié)合成電解質(zhì)分子的速率
電離成離子的速率
任務(wù)二 以醋酸電離為例，建立弱電解質(zhì)電離平衡模型
二、弱電解質(zhì)的電離平衡
1.電離平衡狀態(tài)
(3)電離平衡的特征
弱電解質(zhì)
相等
不變
任務(wù)二 以醋酸電離為例，建立弱電解質(zhì)電離平衡模型
二、弱電解質(zhì)的電離平衡
2.弱電解質(zhì)電離平衡的影響因素
（1）內(nèi)因：弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)
（2）外因：
a.濃度：加水，平衡向電離方向移動(dòng)
b.溫度：升溫，平衡向電離方向移動(dòng)
c.同離子效應(yīng)：入含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)時(shí)，電離平衡會(huì)被抑制
d.加入能與電離出的離子反應(yīng)的物質(zhì)：平衡向電離方向移動(dòng)
任務(wù)二 以醋酸電離為例，建立弱電解質(zhì)電離平衡模型
增大
增多
正向
根據(jù)勒夏特列原理分析下列條件對(duì)醋酸電離平衡的影響，填寫下表：CH3COOH CH3COO-+H+ △H＞0
條件改變 平衡移動(dòng)方向 c(H＋) n(H＋) 電離程度 導(dǎo)電能力
升高溫度
加H2O
加少量CH3COOH
通HCl
加少量CH3COONa (s)
加少量NaOH(s)
加入鎂粉
減小
正向
增大
增多
減弱
增強(qiáng)
增大
正向
增大
增多
減小
增強(qiáng)
逆向
增大
增多
減小
增強(qiáng)
逆向
減小
減少
減小
增強(qiáng)
正向
減小
減少
增大
增強(qiáng)
正向
減小
減少
增大
增強(qiáng)
↓
越熱越電離
越稀越電離
同離子效應(yīng)
注意：平衡移動(dòng)方向與電離程度、離子濃度大小無(wú)必然關(guān)系！
學(xué)以致用
鹽酸常用于衛(wèi)生潔具的清潔，比如某些潔廁靈有效成分是鹽酸。醋酸的腐蝕性比鹽酸的小，為什么不用醋酸代替鹽酸呢？
CaCO3是衛(wèi)生潔具常見的污染物之一。
去污原理如下：
CaCO3 + 2H+=CO2↑ + H2O + Ca2+
相同濃度鹽酸比醋酸能夠提供更大的c(H+)，可以增大去污反應(yīng)的速率。
實(shí)際產(chǎn)品兼顧安全性與去除效果，確定產(chǎn)品有效成分及濃度
思維構(gòu)建
化合物
電解質(zhì)
非電解質(zhì)
強(qiáng)電解質(zhì)
弱電解質(zhì)
電離平衡：概念、建立、特征
影響電離平衡的外界因素

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