2020年高中化学 第03章 水溶液中的离子平衡 专题3

2020年高中化学 第03章 水溶液中的离子平衡 专题3

1 3-1-1 弱电解质的电离（第一课时） 【学习目标】 1．掌握弱电解质的电离规律及其应用 2．掌握弱电解质的电离方程式的书写 3．电离常数 【学习重难点】 学习重点：弱电解质的电离和性质；运用弱电解质的电离解决实际问题。 学习难点：弱电解质的电离和性质；运用弱电解质的电离解决实际问题。 【自主预习】 （一）、电解质与非电解质的区别 （1）电解质 非电解质 （2）电离 （3）判断电解质非电解质 1．Na 2．Br2 3.CaO 4.Al2O3 5．SO3 6．H2S 7．H2SO4 8.HCl 9．HClO 10．HF 11．Ba(OH)2 12． NH3•H2O 13．NaCl 14．BaSO4 15． H2O 16．C2H5OH 17.NH3 18、氨水 19、盐酸 20、氯化钠溶液 属于电解质的有属于非电解质的有 是强电解质的是 弱电解质的是 （二）弱电解质的电离特点 1：实验探究比较盐酸、醋酸的电离程度，可供选择的试剂有 5mol/LHCl、1mol/LCH3COOH、 1mol/LHCl、 0.1mol/LCH3COOH，3mol/LHCl、0.5mol/LCH3COOH，0.01mol/LHCl、0.4mol/LCH3COOH、镁条 强电解质 弱电解质 选择试剂和体积 电离程度 反应前溶液的 pH 1 3 与等质量等体积的镁条反应 的剧烈程度， 最终产生 H2 体积以及所用的 V(H2) V(H2) (填<、>、=) 2 时间 t(HCl) t(CH3COOH) 反应前酸溶液中存在的微粒 为减缓镁与盐酸的反应，又不影响生成 H2 体积的总量可以采用的方法是 ①加浓度更大的盐酸 ②加水 ③加 CH3COONa 固体 ④加 MgO ⑤加 Na2CO3 固体 2．比较强、弱电解质 强电解质 弱电解质 电离程度 完全 部分 电离平衡 没有 有、可能 溶液中存在的微粒 （水分子不计） 书写表达用“=” 只有电离出的阴、阳离子，不存 在电解质分子 书写表达用“ ”即有电离出的阴、 阳离子（少部分），又有电解质分子 （大部分）。 电离方程式举例 H2SO4====2H++SO4 2— CaCl2====Ca2++2Cl— NH3·H2O NH4 ++OH— H2S H++HS— ， HS— H++S2— 实例 绝大多数的盐（包括难溶性盐例 如 BaSO4）；碱性氧化物 MgO 强酸：H2SO4、HCl、HClO4 等； 强碱：Ba(OH)2、Ca(OH)2 等。 HCOOH、CH3COOH、C6H5OH、H2C2O4、HClO、 H2CO3、HF、H2S、Al(OH)3、NH3·H2O、 3.弱电解质的电离的书写表达形式 3.弱电解质的电离的书写表达形式 （1）电离方程式的书写：强电解质用，弱电解质用。 （2）多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远大于第二步，如碳酸电离方程式： ________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 （3）多元弱碱电离方程式一步写成，如氢氧化铁电离方程式： ________________________________________________________________________。 ①CH3COOH ② NH3•H2O ③H2S ④ H2CO3 ⑤ H3PO4⑥Mg(OH)2 4.阅读科学视野，思考电离平衡与化学平衡有何联系？ 3 电离常数：叫做电离常数。 根据实验 3-2 和弱酸的电离常数，判断推测醋酸、碳酸和硼酸三种弱酸的相对强弱有几种方 法？ 多元弱酸的电离是分步进行的，试写出碳酸的分步电离的方程式，并写出电离常数的表达式。 思考:多元弱碱 Al(OH)3 的电离是分步的吗？ 【预习检测】 1．下列说法正确的是( ) A．电离平衡常数受溶液浓度的影响 B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱 C．电离常数大的酸溶液中[H＋]一定比电离常数小的酸溶液中的[H＋]大 D．H2CO3 的电离常数表达式：K＝ ] [H2CO3] 2．下列电离方程式中，正确的是( ) A．H2S 2H＋＋S2－ B．NaHCO3 Na＋＋H＋＋CO 2－ 3 C．NaCl===Na＋＋Cl－ D．CH3COOH===CH3COO－＋H＋ 合作探究 探究活动一： 弱电解质的电离平衡 1．弱电解质在水溶液中的电离都是可逆过程。醋酸是一种常见的弱电解质，它的电离方程 式是 ，在醋酸溶液中含有的溶质粒子 有 。 2．图是醋酸溶于水时，电离过程中，醋酸分子电离成离子的速率、离子重新结合成醋酸分 子的速率随时间的变化曲线。请回答下列问题： 4 （1）va 表示 的速率； vb 表示 的速率。 （2）在时间由 t0 到 t1 过程中，va 的变化是 ，vb 的变化是 。 （3）当时间达 t1 后，va 与 vb 的关系是 ，此时醋酸达到 状态。 3．（1）分析醋酸电离过程中，溶液中各粒子浓度的变化，填写下表： 粒子浓度 [H＋] [CH3COO－] [CH3COOH] 醋酸初溶于水 达到电离平衡前 达到电离平衡时 （2）若将等体积、等浓度的 CH3COONa 溶液、盐酸混合，其过程中[H＋]变化 是 ；[CH3COO－]变化 是 ； [CH3COOH]变化 是 。 4．分析下列条件的改变对醋酸电离平衡 CH3COOH CH3COO－＋H＋的影响，并填写下表： 条件改变 平衡移动方向 [H＋] [CH3COO－] 升高温度 加 H2O 加盐酸 加少量 NaOH 固体 加少量 CH3COONa 固体 [归纳总结] 1．电离平衡状态 在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子 和 相等时，电离过程就达到了电离平衡状态。 2．电离平衡的特征 （1）弱电解质的电离平衡是一种动态平衡，平衡时其电离过程并没有 ，只是溶液中各 分子和离子的浓度都 。 5 （2）外界条件发生变化，电离平衡 。 3．影响电离平衡的因素 （1）温度：由于电离过程吸热，升温，电离平衡向 方向移动；降温，电离平衡向 方 向移动。 （2）浓度：电解质溶液的浓度越小，它的电离程度就 。 （3）其他因素：加入含有弱电解质离子的强电解质，电离平衡向 方向移动。例如向 CH3COOH 溶液中加入 CH3COONa 会抑制 CH3COOH 的电离。 4．弱电解质的电离方程式的书写 （1）弱电解质的电离方程式的书写用“ ”表示。 如 NH3·H2O 的电离方程式是 （2）多元弱酸是分步电离的，电离程度逐步减弱，可分步书写电离方程式。 如 H2CO3 的电离方程式是 ， （3）多元弱碱的电离也是分步进行的，但是一般按一步电离的形式书写。 如 Fe(OH)3 的电离方程式是 【学以致用】 1．下列说法正确的是( ) A．根据溶液中有 CH3COOH、CH3COO－和 H＋即可证明 CH3COOH 达到电离平衡状态 B．根据溶液中 CH3COO－和 H＋的物质的量浓度相等即可证明 CH3COOH 达到电离平衡状态 C．当 NH3·H2O 达到电离平衡时，溶液中 NH3·H2O、NH ＋ 4 和 OH－的浓度相等 D．H2CO3 是分步电离的，电离程度依次减弱 2．能判断某酸一定是弱电解质的是 ( ) A.该酸易挥发 B.该酸的稀溶液中只有一种分子存在 C.导电能力比盐酸弱 D.0.1 mol·L-1 的该酸溶液中[H+]为 0.001 mol·L-1 探究活动二：电离平衡常数 1．电离平衡与化学平衡类似，请你根据化学平衡常数的表达式，推断写出弱电解质 AB A ＋＋B－的电离平衡常数(简称电离常数)的表达式 。 2．一元弱酸的电离常数用 表示，一元弱碱的电离常数用 表示。CH3COOH 的电离常数的 表达式是 ，NH3·H2O 的电离常数的表达式 是 。 3．根据电离常数的表达式分析判断，电离常数 K 值越大，表示该弱电解质越 电离，所 对应的弱酸的酸性相对 (或弱碱的碱性相对 )。 6 [归纳总结] （1）电离平衡常数是指一定温度下，弱电解质达到电离平衡时， ，简称电 离常数，用 K 表示。电离常数与浓度无关，只与温度有关。由于电离是 的，所以电 离平衡常数随着温度的升高而 。 （2）电离常数的意义：根据电离常数的大小，可以判断弱电解质的 ，K 值越大， 离子浓度越大，即表示该电解质越 。所以从 Ka 或 Kb 的大小，可以判断弱酸和弱碱的 强弱。 （3）多元弱酸分步电离，每一步电离都有各自的电离平衡常数。各级电离常数的大小关系 是 ，所以其酸性主要决定于 。 【学以致用】 3．下列有关弱电解质电离平衡的叙述正确的是( ) A．达到电离平衡时，分子浓度和离子浓度相等 B．达到电离平衡时，由于分子和离子的浓度不断发生变化，所以说电离平衡是动态平衡 C．电离平衡是相对的、暂时的，外界条件改变时，平衡就可能发生移动 D．电解质达到电离平衡后，各种离子的浓度相等 4．在 25 ℃时，相同浓度的 HF、CH3COOH 和 HCN(氢氰酸)溶液，它们的电离平衡常数分别是 7.2×10－4 mol·L－1、1.8×10－5 mol·L－1、4.9×10－10 mol·L－1，其中，氢离子的浓度 最大的是__________，未电离的溶质分子浓度最大的是__________。 【学习小结】 【巩固练习】 1．在 0.1 mol·L－1CH3COOH 溶液中存在如下电离平衡：CH3COOH CH3COO－＋H＋，对于该平 衡，下列叙述正确的是( ) A．加入水时，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 C．加入少量 0.1 mol·L－1HCl 溶液，溶液中[H＋]减小 D．加入少量 CH3COONa 固体，平衡向正反应方向移动 2．pH 相同的醋酸溶液和盐酸,分别用蒸馏水稀释到原溶液的 m 倍和 n 倍,稀释后两溶液的 pH 仍相同,则 m 和 n 的关系量是 ( ) 7 A.m=n B.m>n C.m、=) t(HCl) > t(CH3COOH) 反应前酸溶液中存在的微粒 （不考虑水） H+,Cl-(极少量的 OH-),H2O H+,CH3COO-,CH3COOH, ,H2O (极 少量的 OH-) ②③ 【预习检测】1.D 2.C 【合作探究】 探究活动一： 1．CH3COOH H＋＋CH3COO－，H＋、CH3COO－、CH3COOH 2．（1）醋酸分子电离成离子；离子结合成醋酸分子；（2）不断减小；不断增大；（3）va＝ vb≠0，电离平衡 3．（1） 粒子浓度 [H＋] [CH3COO－] [CH3COOH] 醋酸初溶于水 接近于 0 接近于 0 最大 达到电离平衡前 增大 增大 减小 达到电离平衡时 不变 不变 不变 9 （2）混合初最大，然后减小，达平衡时不变；混合初最大，然后减小，达平衡时不变；混 合初接近于 0，然后增大，达平衡时不变 4. 条件改变 平衡移动方向 [H＋] [CH3COO－] 升高温度 向右移动 增大 增大 加 H2O 向右移动 减小 减小 加盐酸 向左移动 增大 减小 加少量 NaOH 固体 向右移动 减小 增大 加少量 CH3COONa 固体 向左移动 减小 增大 [归纳总结]1．电离成离子的速率，离子重新结合成弱电解质分子的速率；2．（1）停止，保 持不变（2）随之发生变化；3．（1）正反应；逆反应；（2）越大；（3）逆反应；4．（1） NH3·H2O NH ＋ 4 ＋OH－；H2CO3 H＋＋HCO － 3 ，HCO － 3 H＋＋CO 2－ 3 ；Fe(OH)3 Fe3 ＋＋3OH－。 【学以致用】1.D 2.D 探究活动二 1．K＝ [A＋][B－] [AB] ；2．Ka，Kb，Ka＝ [CH3COO－][H＋] [CH3COOH] ， Kb＝ ][OH－] [NH3·H2O]；3.容易，较 强，较强 [归纳总结] （1）弱电解质电离生成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比(为一常 数)，吸热，增大；（2）相对强弱，强；（3）Ka1_≫Ka2≫Ka3，第一步电离 【学以致用】 3．C 4.HF，HCN 【巩固练习】 1．B 2．B 3．D 4． B 5． 条件改变 平衡移动方向 [OH－] [NH ＋ 4 ] 升温 正向移动 增大 增大 加 H2O 正向移动 减小 减小 加盐酸 正向移动 减小 增大 加入少量 NaOH 固体 逆向移动 增大 减小 10 加入少量 NH4Cl 固体 逆向移动 减小 增大