1、第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第一节第一节 弱电解质的电离弱电解质的电离人教版选修4 化学反应原理【考纲点击考纲点击】1了解强、弱电解质的概念了解强、弱电解质的概念2了解弱电解质在水溶液中的电离平衡了解弱电解质在水溶液中的电离平衡3了解水的电离、离子积常数了解水的电离、离子积常数电解质电解质：在：在水溶液中水溶液中或或熔融状态下熔融状态下能够导电的能够导电的化合物化合物。非电解质非电解质：在：在水溶液中水溶液中和和熔融状态下熔融状态下都不能够导电的都不能够导电的化合物化合物。复习复习（酸、碱、盐、金属氧化物、水）（酸、碱、盐、金属氧化物、水）（大多数有机物、非金属氧化物、某
2、些非金属氢化物）（大多数有机物、非金属氧化物、某些非金属氢化物）练习：下列物质中，属于电解质的是练习：下列物质中，属于电解质的是_，属于非电解质的是属于非电解质的是_，能导电的是，能导电的是_，A、二氧化硫、二氧化硫 B、氨气、氨气 C、铜、铜 D、硫酸钡晶体硫酸钡晶体 E、硫酸、硫酸 F、甲烷、甲烷 G、饱和食盐水、饱和食盐水 H、蔗糖蔗糖 I、乙醇、乙醇 J、熔融的氯化钠、熔融的氯化钠 K、冰醋酸、冰醋酸 L、氧化钠、氧化钠D E J KA B F H I C G J一、电解质和非电解质一、电解质和非电解质注意注意电解质电解质非电解质非电解质化合物化合物纯净物纯净物物物 质质混合物混合物单
3、单 质质强电解质强电解质弱电解质弱电解质既不是电解质也不既不是电解质也不是非电解质是非电解质练习练习1:下列物质的水溶液能导电，但属于下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是非电解质的是()A.CH3CH2COOH B.Cl2C.NH4HCO3 D.SO2 1 1醋酸和盐酸是常见的两种酸，根据你的经验，你认为它们醋酸和盐酸是常见的两种酸，根据你的经验，你认为它们的电离程度有无差异的电离程度有无差异?请说出你的理由。请说出你的理由。2 2你能设计实验验证你的猜想吗你能设计实验验证你的猜想吗?请写出实验方案并与同学交请写出实验方案并与同学交流。流。3 3若按如下方案若按如下方案(或按你自己设计的
4、方案或按你自己设计的方案)进行实验，请记录进行实验，请记录实验现象。实验现象。(1)(1)测量物质的量浓度均为测量物质的量浓度均为1mol1molL L1 1的盐酸和醋酸的的盐酸和醋酸的pHpH。(2)(2)在两只锥形瓶中分别加入等体积、物质的量浓度均为在两只锥形瓶中分别加入等体积、物质的量浓度均为1mol1molL L1 1 的盐酸和醋酸，在两个气球中分别加入经砂纸打磨过的的盐酸和醋酸，在两个气球中分别加入经砂纸打磨过的长度相同的镁条，然后将气球套在锥形瓶口，同时将气球中的镁条长度相同的镁条，然后将气球套在锥形瓶口，同时将气球中的镁条送入锥形瓶中，观察、比较气球鼓起的快慢等现象，将实验现象和
5、送入锥形瓶中，观察、比较气球鼓起的快慢等现象，将实验现象和你对实验现象的你对实验现象的解释填入表解释填入表3 31 1。【实验探究实验探究盐酸盐酸醋酸醋酸对实验现象的解释对实验现象的解释溶液的溶液的pHpH与镁条反应与镁条反应反应剧烈反应剧烈反应较慢反应较慢PH较小较小(0)PH较大较大(2.4)实验3-1现象分析：镁无论是与盐酸还是与醋酸反应，其实质镁无论是与盐酸还是与醋酸反应，其实质都是与溶液中的反应都是与溶液中的反应 镁与盐酸反应比镁与醋酸反应剧烈，说明镁与盐酸反应比镁与醋酸反应剧烈，说明 反应剧烈程度的不同，是由于溶液中的反应剧烈程度的不同，是由于溶液中的不同而引起的不同而引起的 pH
6、 pH（盐酸）（盐酸）pHpH（醋酸）醋酸）,证明证明H+H+浓度浓度c（H+盐酸）盐酸）c（H+醋酸）醋酸）c（H+盐酸）盐酸）c（H+醋酸）醋酸）实验结果：相同浓度的盐酸与醋酸，其溶液中c（H H+盐酸）盐酸）c c（H H+醋酸）醋酸）。说明:HCl和CH3COOH的电离程度不同。盐酸与醋酸在水中的电离示意图观察两种溶液中溶质微粒有多少种？观察两种溶液中溶质微粒有多少种？盐酸在水中的电离示意图醋酸在水中的电离示意图说明说明 HCl分子在水中分子在水中完全完全电离电离 醋酸分子在水中醋酸分子在水中部分部分电离电离 HClClHHClH2OClH3OCH3COOH CH3COOHCH3COO
7、H H2O CH3COOH3OHH2O H3O二、强电解质和弱电解质强电解质：强电解质：在水溶液中能在水溶液中能全部全部电离成电离成 离子的电解质。离子的电解质。弱电解质：弱电解质：在水溶液中只在水溶液中只部分部分电离成电离成 离子的电解质。离子的电解质。1 1、定义、定义HCl=H+Cl-CH3COOH H+CH3COO-HClH2OClH3OCH3COOH H2O CH3COOH3O二、强电解质和弱电解质二、强电解质和弱电解质电解质电解质强强电电解解质质强碱强碱大部分盐大部分盐强酸强酸弱弱电电解解质质 弱碱弱碱弱酸弱酸水水H2SO4 HCl HNO3 HBr HI HClO4NaOH KO
8、H Ca(OH)2 Ba(OH)2CH3COOH HF H2S HClO H3PO4 H2SO3 H2SiO3NH3H2O Al(OH)3 Fe(OH)3 Cu(OH)2完完全全电电离离部部分分电电离离离子化合物离子化合物大部分的盐类大部分的盐类强强 碱碱共价化合物共价化合物强强 酸酸弱弱 酸酸弱弱 碱碱 水水弱弱电电解解质质强强电电解解质质离子型氧化物离子型氧化物电电解解质质非非电电解解质质多数有机物多数有机物某些非金属氧化物某些非金属氧化物化化合合物物小结：小结：强弱电解质与结构的关系强弱电解质与结构的关系 下列电解质中下列电解质中，NaCl、NaOH，NH3H2O、CH3COOH，BaS
9、O4、AgCl、Na2O、K2O，H2O哪些是强电解质哪些是强电解质，那些是弱电解质那些是弱电解质?强电解质强电解质:弱电解质弱电解质:练习与实践练习与实践 电解质溶于水或者受热熔化时，离解成自由移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。动的离子的过程叫做电离。三、电解质的电离三、电解质的电离1、电离、电离2、电离方程式、电离方程式用来表示电离过程的式子叫做电离方程式。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：、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）式子左边用电离物质的化学式表示，右边用离子符号表示。子符号表示。（2）强电解
10、质用）强电解质用“”表示电离过程，弱电解质用表示电离过程，弱电解质用“”表示电离过程。表示电离过程。电离方程式书写:（4 4）多元弱碱则一步书写）多元弱碱则一步书写.如：如：Cu(OH)Cu(OH)2 2 Cu Cu2+2+2OH+2OH-（3）多元弱酸的电离要分步。）多元弱酸的电离要分步。写出写出H3PO4在水溶液中的电离方程式在水溶液中的电离方程式H3PO4H+H2PO4-(1)H2PO4-H+HPO42-(2)HPO42-H+PO43-(3)试写出试写出NaHSO4、NaHCO3的的在水溶液中及熔融状态下在水溶液中及熔融状态下的的电离方程式？电离方程式？在水溶液中：在水溶液中：NaHSO
11、4=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：另外，氢氧化铝双向电离：H+AlO2-+H2O Al(OH)3 Al3+3OH-NaHCO3=Na+HCO3-强电解质强电解质弱电解质弱电解质相同点相同点都是电解质，在水溶液中都能电离。都是电解质，在水溶液中都能电离。电离程度电离程度电离过程电离过程表示方法表示方法电解质在溶液电解质在溶液中微粒形式中微粒形式离子方程式中离子方程式中表示形式表示形式物质种类物质种类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离子分子、离子离子符
12、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强电解质与弱电解质的比较n练习练习1.写出下列物质的电离方程式写出下列物质的电离方程式（1）HClO （2）KHSO3（3）CaCO3（4）Fe（OH）2 H+ClO-=K+HSO3-=Ca2+CO32-Fe2+2OH-练习练习2：1mol/L的盐酸、醋酸、硫酸各的盐酸、醋酸、硫酸各1L，分别加入，分别加入足量的铁。足量的铁。开始开始反应时产生氢气的反应时产生氢气的速率速率最终收集到的氢气的物质的量最终收集到的氢气的物质的量 硫酸盐酸醋酸硫酸盐酸醋酸硫酸盐酸硫酸盐酸=醋酸醋酸1.1.强电解质溶液离子浓度大，
13、而弱电解质溶液离强电解质溶液离子浓度大，而弱电解质溶液离子浓度小，是否正确？为什么？子浓度小，是否正确？为什么？2.2.强电解质溶液导电能力大，而弱电解质溶液导强电解质溶液导电能力大，而弱电解质溶液导电能力小，是否正确？为什么？电能力小，是否正确？为什么？问题探究 溶液的导电能力取决于溶液中总离子溶液的导电能力取决于溶液中总离子浓度的大小。因此强电解质的导电能力不浓度的大小。因此强电解质的导电能力不 一定比弱电解质强。在同一浓度时，强电一定比弱电解质强。在同一浓度时，强电解质一定比弱电解质的导电能力强。解质一定比弱电解质的导电能力强。问题结论 你能解释下列事实吗?部分电器外壳上有禁止触摸标记部
14、分电器外壳上有禁止触摸标记 2电解水制电解水制H2、02时，需要向水中加入少量的时，需要向水中加入少量的Na0H溶溶液或液或H2SO4溶液。溶液。1潮湿的手触摸正在工作的电器，可能会发生触电事故。潮湿的手触摸正在工作的电器，可能会发生触电事故。手上的汗水中含有电解质，使水溶液具有较手上的汗水中含有电解质，使水溶液具有较强的导电能力强的导电能力 纯水的导电能力太弱，加入纯水的导电能力太弱，加入NaOH或或H2SO4可使溶液中离可使溶液中离子浓度增大，导电能力增强。子浓度增大，导电能力增强。DDBD1下列关于强弱电解质的叙述错误的是下列关于强弱电解质的叙述错误的是 ()A强电解质在溶液中完全电离，
15、不存在电离平衡强电解质在溶液中完全电离，不存在电离平衡 B在溶液中导电能力强的电解质是强电解质，导电在溶液中导电能力强的电解质是强电解质，导电 能力弱的电解质是弱电解质能力弱的电解质是弱电解质 C同一弱电解质的溶液，当温度、浓度不同时，其同一弱电解质的溶液，当温度、浓度不同时，其 导电能力也不相同导电能力也不相同 D纯净的强电解质在液态时，有的导电，有的不导电纯净的强电解质在液态时，有的导电，有的不导电B解析：解析：强电解质和弱电解质是依据电离程度划分的，电强电解质和弱电解质是依据电离程度划分的，电解质的强弱和其溶液的导电能力强弱没有必然的对应关解质的强弱和其溶液的导电能力强弱没有必然的对应关
16、系，所以错误的叙述是系，所以错误的叙述是B项项D项如熔融的氯化钠导电，项如熔融的氯化钠导电，而液态纯硫酸不导电而液态纯硫酸不导电第二课时第二课时 弱电解质的电离弱电解质的电离C(H+)C(Ac-)C(HAc)HAc初溶于水初溶于水紧接着紧接着最后最后醋酸在电离过程中各微粒浓度的变化1、弱电解质的电离 CH3COOH CH3COO-+H+电离结合00最大不变不变不变画出这个过程的Vt图吗？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 2、电离平衡状态建立、电离平衡状态建立电离平衡状态电离平衡状态是指是指 在一定条件下（如温度、浓度等）在一定条
17、件下（如温度、浓度等）的弱电解质的溶液中，的弱电解质的溶液中，弱电解质分子电离成离子的速率和离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，子重新结合成分子的速率相等，溶液中各分子、离子的浓度保溶液中各分子、离子的浓度保持不变的状态。持不变的状态。前提实质标志电离平衡是一种动态平衡 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 条件改变时，电离平衡发生移动。弱电解质的电离 V电离=V结合0逆：等：动：定：变：思考与交流（教材p41）根据化学平衡理论，分析一元弱酸（设根据化学平衡理论，分析一元弱酸（设为为HA）、一元弱碱（设为）、一元弱碱（设为BOH）的电）的电离
18、平衡过程，并完成下列问题：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：）、写出弱酸、弱碱的电离方程式：HA H+A-BOH B+OH-2）、结合图3-3填写下表00最大最大0不变不变不变最大达到电离平衡时影响电离平衡的因素影响电离平衡的因素温度温度浓度浓度同离子效应同离子效应化学反应化学反应内因：内因：电解质本身的性质。电解质本身的性质。通常电解质越弱电离程度越小。通常电解质越弱电离程度越小。外因当外界条件改变时符合当外界条件改变时符合“勒夏特列原理勒夏特列原理”电离过程是吸热过程电离过程是吸热过程,升升高高温温度度,平衡向平衡向电离电离方向方向移动移动 当电离达到平衡时，当
19、电离达到平衡时，加水稀释加水稀释向向电离的方向电离的方向移动，电离程度增大，移动，电离程度增大，增加弱电解质浓度增加弱电解质浓度，向向电离的方向电离的方向移动，但电离程度减小，移动，但电离程度减小，加入同弱电解质电离所产生的加入同弱电解质电离所产生的离子离子相同相同离子离子，电离平衡向，电离平衡向逆逆方向移动方向移动加入能与弱电解质电离产生的离子加入能与弱电解质电离产生的离子反应反应的的物质物质时，使电离平衡向时，使电离平衡向电离方向电离方向移动移动 例：在氨水中存在怎样的电离平衡？若向例：在氨水中存在怎样的电离平衡？若向其中分别加入其中分别加入:升高温度升高温度 加加氨气氨气 水水 NH4C
20、l溶液溶液 NaOH溶液溶液 适量的盐酸适量的盐酸 对上述电离平衡有什么影响？对上述电离平衡有什么影响？思考与讨论：NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-改变条件改变条件C平衡移平衡移动方向动方向C(H+)C(Ac-)C(HAc)电离电离程度程度 加加 热热 加加 盐盐 酸酸 加加 NaOH(s)加加NaAc(s)加加CH3COOH 加加 水水练习练习1完成表格：完成表格：CH3COOH CH3COO-+H+正向正向增大增大增大增大减小减小逆向逆向增大增大减小减小增大增大正向正向减小减小增大增大减小减小逆向逆向减小减小增大增大增大增大正向正向增大增大增大增大增大增大正向正向减小减小减小减
21、小减小减小增大增大减小减小增大增大增大增大减小减小减小减小 0.1mol/L的的CH3COOH溶液中溶液中 对于该平衡，对于该平衡，下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（）A A加水时，平衡向逆反应方向移动加水时，平衡向逆反应方向移动B B加少量加少量NaOHNaOH固体，平衡向正反应方向移动固体，平衡向正反应方向移动C C加少量加少量0.1mol/L0.1mol/L盐酸，溶液中盐酸，溶液中c(Hc(H+)减小减小D D加少量加少量CHCH3 3COONaCOONa固体，平衡向正反应方向固体，平衡向正反应方向移动移动练习2B 1.1.弱电解质加水稀释时，弱电解质加水稀释时，电离程度电离程度_,_
22、,离子离子浓度浓度_?(_?(填变大、变小、不变或不能确填变大、变小、不变或不能确定）定）画出用水稀释冰醋酸时离子浓度、导电能画出用水稀释冰醋酸时离子浓度、导电能力随加水量的变化曲线。力随加水量的变化曲线。变大变大不能确定不能确定 导电能力探究讨论例：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：冰醋酸中只存在醋酸分子,无离子。ac 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 .若使c点溶液中Ac-、PH值均增大，可采取的措施有:加碱加碳酸钠加镁或锌 第三课时
23、三、电离平衡常数（第三课时三、电离平衡常数（K）看课本自学相关内容并思考：看课本自学相关内容并思考：（1）什么叫电离平衡常数？）什么叫电离平衡常数？（2）电离平衡常数的化学含义是什么？）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？）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？）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1、电离平衡常数（K）对于一元弱酸 HA H+A-，平衡时Ka=c(H+).c(A-)c(HA)对于一元弱碱 MOH M+OH-，平衡时Kb=c(M+).c(OH-)c(MOH)2、意义：K值越
24、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。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？例例：H2CO3 H+HCO3 （第一步电离（第一步电离 K1）HCO3 H+CO32-（第二步电离（第二步电离 K2）每一步的电离程度是不一样每一步的电离程度是不一样多元弱酸是分步电离的，K1K2K3.（一般要相差105）。3、对于多元酸：多元弱酸的酸性由第一步电离决定。第二步和多元弱酸的酸性由第一步电离决定。第二步和第三步的电离分别受到第一步和第二步、第三第三步的电离分别受到第一步和第二步、第三步的抑制。步的抑制。酸性：醋酸碳酸硼酸电离常数
25、：醋酸碳酸硼酸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 3V资源网资源网 1mol/L 1mol/L HClHCl A A1mol/L CH3COOH BC(H+)与与Zn反应快反应快慢慢与足量与足量Zn反反应产生应产生H2量量ABABA=B1）、等体积）、等体积,等浓度的盐酸和醋酸等浓度的盐酸和醋酸2）、体积、）、体积、PH相同的盐酸（相同的盐酸（A）与醋酸（）与醋酸（B）分别与）分别与锌反应锌反应ABA=BABABA=BAB1、在、在0.1mol/L盐酸和盐酸和0.1mol/L醋酸各醋酸各50mL的溶液的溶液中分别投入中分别投入0.1g锌粒，锌粒，反应开始时产生反应开始时产生
26、H2的速率的速率 ，在相同条件下，产生在相同条件下，产生H2的体积的体积 。（相等、不相等）（相等、不相等）不相等不相等相等相等练习(1)(1)相同温度、相同浓度的一元强酸和一元弱酸，导电能力弱相同温度、相同浓度的一元强酸和一元弱酸，导电能力弱 的为弱酸的为弱酸(2)(2)相同浓度的一元强酸与弱酸，强酸的相同浓度的一元强酸与弱酸，强酸的pHpH小如小如0.01 mol/L0.01 mol/L 的酸的酸HAHA溶液溶液pHpH2 2，说明酸，说明酸HAHA在水溶液中没有完全电离，在水溶液中没有完全电离，HAHA是弱酸；是弱酸；0.01 mol/L0.01 mol/L的酸的酸HBHB溶液溶液pHp
27、H2 2，说明酸，说明酸HBHB是强酸是强酸(3)(3)相同相同pHpH的强酸、弱酸分别加水稀释相同的倍数，溶液的的强酸、弱酸分别加水稀释相同的倍数，溶液的pHpH 变化小的是弱酸，变化大的是强酸变化小的是弱酸，变化大的是强酸(4)(4)将将pHpH相等的一元强酸和一元弱酸溶液稀释，稀释后溶液的相等的一元强酸和一元弱酸溶液稀释，稀释后溶液的pHpH 仍然相等，则加水多的为弱酸仍然相等，则加水多的为弱酸2根据强、弱电解质的定义或强、弱电解质的比较进行判断根据强、弱电解质的定义或强、弱电解质的比较进行判断问题：问题：如何证明某酸为弱酸？如何证明某酸为弱酸？(5)(5)向相同向相同pHpH的强酸、弱
28、酸中分别加该酸的钠盐，溶液的的强酸、弱酸中分别加该酸的钠盐，溶液的pHpH 增大的是弱酸，几乎不变的是强酸增大的是弱酸，几乎不变的是强酸(6)pH(6)pH相同，体积相同的强酸和弱酸分别与碱反应时，消耗相同，体积相同的强酸和弱酸分别与碱反应时，消耗 碱多的为弱酸；与碱多的为弱酸；与ZnZn或或NaNa2 2COCO3 3反应产生气体多的是弱酸反应产生气体多的是弱酸(7)(7)取酸的钠盐溶于水，测溶液的酸碱性若取酸的钠盐溶于水，测溶液的酸碱性若pHpH7 7，则对，则对 应的酸为强酸；若应的酸为强酸；若pHpH7 7，则对应的酸为弱酸，则对应的酸为弱酸(8)(8)采用实验证明存在电离平衡如醋酸溶液中滴入石蕊试采用实验证明存在电离平衡如醋酸溶液中滴入石蕊试 液变红，再加液变红，再加CHCH3 3COONHCOONH4 4，颜色变浅，颜色变浅
