2018-2019年高中化學(xué) 第03章 水溶液中的離子平衡 專題3.1.1 弱電解質(zhì)的電離教學(xué)案 新人教版選修4.doc

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3-1-1 弱電解質(zhì)的電離（第一課時） 教學(xué)目標(biāo) 1．了解強(qiáng)、弱電解質(zhì)的概念；掌握強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的判斷。掌握弱電解質(zhì)的電離方程式的書寫。 2．了解弱電解質(zhì)的電離平衡以及濃度等條件對電離平衡的影響 3．從結(jié)構(gòu)和組成上理解強(qiáng)、弱電解質(zhì)的概念和判斷； 4．從化學(xué)平衡移動的角度理解電離平衡和電離平衡移動。 教學(xué)重點(diǎn)： 強(qiáng)、弱電解質(zhì)的概念和弱電解質(zhì)的電離平衡 教學(xué)難點(diǎn)： 弱電解質(zhì)的電離平衡 教學(xué)過程： 【導(dǎo)入】 通過必修的學(xué)習(xí)我們知道酸、堿、鹽是電解質(zhì)，但不同的酸和堿有強(qiáng)弱之分，例如：鹽酸、硫酸、硝酸是強(qiáng)酸，醋酸是弱酸，氫氧化鈉、氫氧化鉀是強(qiáng)堿，NH3H2O是弱堿。為什么酸和堿有強(qiáng)弱之分呢？鹽酸和醋酸到底有什么區(qū)別呢？我們先來通過實(shí)驗(yàn)探究這個問題。 【提問】什么是電解質(zhì)？什么是非電解質(zhì)？ 【回答】在水溶液或熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物叫電解質(zhì)。 【投影】請大家根據(jù)電解質(zhì)的概念，討論以下幾種說法是否正確，并說明原因。 1．石墨能導(dǎo)電，所以是電解質(zhì)。 2．由于BaSO4不溶于水，所以不是電解質(zhì)。 3．鹽酸能導(dǎo)電，所以鹽酸是電解質(zhì)。 4．SO2、NH3、Na2O溶于水可導(dǎo)電，所以均為電解質(zhì)。 【學(xué)與問】酸、堿、鹽都是電解質(zhì)，在水中都能電離出離子，不同的電解質(zhì)電離程度是否有區(qū)別？ 【回答】有區(qū)別，電解質(zhì)有強(qiáng)弱之分。 【板書】 第三章 水溶液中的離子平衡 第一節(jié) 弱電解質(zhì)的電離 【思考】鹽酸與醋酸是生活中常用的酸，鹽酸常用于衛(wèi)生潔具的清潔和去除水垢，為什么不用鹽酸代替醋酸呢？ 【回答】醋酸腐蝕性比鹽酸小，酸性弱。 【追問】醋酸的去水垢能力不如鹽酸強(qiáng)，除濃度之外是否還有其它因素？ 【實(shí)驗(yàn)】3-1：體積相同，氫離子濃度相同的鹽酸和醋酸與等量鎂條反應(yīng)，并測量溶液的pH值。 1mol/LHCl 1mol/LCH3COOH 與鎂條反應(yīng)現(xiàn)象 溶液的pH值 【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】 開始1mol/LHCl與鎂條反應(yīng)劇烈，pH值鹽酸為1，醋酸小于1 【小組探討】反應(yīng)現(xiàn)象及pH值不同的原因？ 【匯報】探討結(jié)果：開始1mol/LHCl與鎂條反應(yīng)劇烈，說明1mol/LHCl中氫離子濃度大，即氫離子濃度為1mol/L，說明HCl完全電離；而開始1mol/LCH3COOH與鎂條反應(yīng)較慢，說明其氫離子濃度較鹽酸小，即小于1mol/L，說明醋酸在水中部分電離。HCl是強(qiáng)電解質(zhì)，CH3COOH是弱電解質(zhì)。 【投影】 【提問】什么叫強(qiáng)電解質(zhì)？什么叫弱電解質(zhì)？ 【板書】一、電解質(zhì)有強(qiáng)弱之分 在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì)叫強(qiáng)電解質(zhì)；如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、絕大多數(shù)鹽。 只有一部分分子電離成離子的電解質(zhì)叫弱電解質(zhì)。如弱酸、弱減、水。 【過渡】勒沙特列原理不僅可用來判斷化學(xué)平衡的移動方向，而且適用于一切動態(tài)平衡，當(dāng)然也適用于電離平衡，像我們剛才提到的體積相同，氫離子濃度相同的鹽酸和醋酸分別與足量的鎂條反應(yīng)，最后醋酸放出氫氣多，就與醋酸存在電離平衡有關(guān)，請同學(xué)們想一想如何從電離平衡的移動去解釋？ 【板書】二、弱電解質(zhì)的電離過程是可逆的 【回答】因?yàn)镠Cl不存在電離平衡，CH3COOH存在電離平衡，隨著H＋的消耗，CH3COOH的電離平衡發(fā)生移動，使H＋得到補(bǔ)充，所以CH3COOH溶液中H+濃度降低得比HCl中慢，所以CH3COOH在反應(yīng)過程中速率較快。 【提問】請大家再回答一個問題：CH3COO－和H+在溶液中能否大量共存？ 【回答】不能。 【講解】我們知道，醋酸加入水中，在水分子的作用下，CH3COOH會電離成CH3COO－和H＋，與此同時，電離出的CH3COO－和H+又會結(jié)合成CH3COOH分子，隨著CH3COOH分子的電離，CH3COOH分子的濃度逐漸減小，而CH3COO－和H+濃度會逐漸增大，所以CH3COOH的電離速率會逐漸減小，CH3COO－和H+結(jié)合成CH3COOH分子的速率逐漸增大，即CH3COOH的電離過程是可逆的。 【板書】1、CH3COOH CH3COO－+H＋ 【接著講述】在醋酸電離成離子的同時，離子又在重新結(jié)合成分子。當(dāng)分子電離成離子的速率等于離子結(jié)合成分子的速率時，就達(dá)到了電離平衡狀態(tài)。這一平衡的建立過程，同樣可以用速率—時間圖來描述。 【板書】 弱電解質(zhì)電離平衡狀態(tài)建立示意圖 【歸納】請同學(xué)們根據(jù)上圖的特點(diǎn)，結(jié)合化學(xué)平衡的概念，說一下什么叫電離平衡。 【學(xué)生敘述，教師板書】2、在一定條件（如溫度、濃度）下，當(dāng)電解質(zhì)分子電離成離子的速率和離子重新結(jié)合生成分子的速率相等時，電離過程就達(dá)到了平衡狀態(tài)，這叫電離平衡。 【提問】電離平衡也屬于一種化學(xué)平衡，那么電離平衡狀態(tài)有何特征？ 【學(xué)生討論后回答】前提：弱電解質(zhì)的電離；①達(dá)電離平衡時，分子電離成離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等；②動態(tài)平衡，即達(dá)電離平衡時分子電離成離子和離子結(jié)合成分子的反應(yīng)并沒有停止；③達(dá)電離平衡時，離子和分子共存，其濃度不再發(fā)生變化；④指電離平衡也是一定條件下的平衡，外界條件改變，電離平衡會發(fā)生移動。 【提問】哪些條件改變可引起化學(xué)平衡移動？ 【回答】濃度、溫度、壓強(qiáng)。 【投影】在氨水中存在電離平衡：NH3H2O NH4＋+OH－ 下列幾種情況能否引起電離平衡移動？向哪個方向移動？ ①加NH4Cl固體 ②加NaOH溶液 ③加HCl ④加CH3COOH溶液 ⑤加熱 ⑥加水 ⑦加壓 【答案】①逆向移動 ②逆向移動 ③正向移動 ④正向移動 ⑤正向移動 ⑥正向移動 ⑦不移動 【講述】加水時，會使單位體積內(nèi)NH3H2O分子、NH4＋、OH－粒子數(shù)均減少，根據(jù)勒沙特列原理，平衡會向粒子數(shù)增多的方向，即正向移動。但此時溶液中的NH4＋及OH－濃度與原平衡相比卻減小了，這是為什么呢？請根據(jù)勒夏特列原理說明。 【回答】因?yàn)楦鶕?jù)勒沙特列原理，平衡移動只會“減弱”外界條件的改變，而不能“消除”。 【板書】3、影響因素：①濃度 ②溫度 【練習(xí)1】分析一元弱酸或弱減的電離平衡，完成下列問題： 1、寫出弱酸和弱減的電離方程式。 2、填寫下表中的空白。 HA電離過程中體系各離子濃度變化 C（H+） C（A－） C（HA） HA初溶于水時 小 小 大 達(dá)到電離平衡前 變大 變大 變小 達(dá)到電離平衡時 不再變化 不再變化 不再變化 BOH電離過程中體系各離子濃度變化 C（OH－） C（B＋） C（HA） 等體積等濃度的B＋、OH－混和時 小 小 大 達(dá)到電離平衡前 變大 變大 變小 不再變化 不再變化 不再變化 【練習(xí)2】由于弱電解質(zhì)存在電離平衡，因此弱電解質(zhì)的電離方程式的書寫與強(qiáng)電解質(zhì)不同。試寫出下列物質(zhì)的電離方程式： 1、H2CO3 2、H2S 3、 NaHCO3 4、NaHSO4 5、HClO 1、H2CO3 H＋+HCO HCO H＋+CO 2、H2S H＋+HS－ HS－H＋+S2－ 3、NaHCO3====Na＋+HCO HCOH＋+CO 4、NaHSO4====Na＋+H＋+SO 5、HClO H＋+ClO－ 【過渡】氫硫酸和次氯酸都是弱酸，那么它們的酸性誰略強(qiáng)一些呢？那就要看誰的電離程度大了，弱酸電離程度的大小可用電離平衡常數(shù)來衡量。 【板書】三、電離平衡常數(shù) 【講述】對于弱電解質(zhì)，一定條件下達(dá)到電離平衡時，各組分濃度間有一定的關(guān)系，就像化學(xué)平衡常數(shù)一樣。如弱電解質(zhì)AB： 【板書】AB A++B－ 【講述】弱酸的電離平衡常數(shù)一般用Ka表示，弱堿用Kb表示。請寫出CH3COOH和NH3H2O的電離平衡常數(shù)表達(dá)式 【學(xué)生活動】Ka= Kb= 【講解】從電離平衡常數(shù)的表達(dá)式可以看出，分子越大，分母越小，則電離平衡常數(shù)越大，即弱電解質(zhì)的電離程度越大，電離平衡常數(shù)越大，因此，電離平衡常數(shù)可用來衡量弱電解質(zhì)相對強(qiáng)弱。那么，用電離平衡常數(shù)來比較電解質(zhì)相對強(qiáng)弱時，要注意什么問題呢？ 【啟發(fā)】電離平衡常數(shù)和化學(xué)平衡常數(shù)一樣，其數(shù)值隨溫度改變而改變，但與濃度無關(guān)。電離平衡常數(shù)要在相同溫度下比較。 【實(shí)驗(yàn)】3－2：向兩支分別盛有0．1mol/LCH3COOH和硼酸的試管中加入等濃度的碳酸鈉溶液，觀察現(xiàn)象。 【結(jié)論】酸性：CH3COOH>碳酸>硼酸。 【講述】多元弱酸是分步電離的，每步都有各自的電離平衡常數(shù)，那么各步電離平衡常數(shù)之間有什么關(guān)系？ 多元弱酸與其他酸比較相對強(qiáng)弱時，用哪一步電離平衡常數(shù)來比較呢？請同學(xué)們閱讀課本43有關(guān)內(nèi)容。 【學(xué)生看書后回答】多元弱酸電離平衡常數(shù)：K1＞K2＞K3，其酸性主要由第一步電離決定。 【講述】請打開書，從表3－1中25℃時一些弱酸電離平衡常數(shù)數(shù)值，比較相對強(qiáng)弱。 【回答】草酸>磷酸>檸檬酸>碳酸。 【講述】對于多元弱堿的電離情況與多元弱酸相似，其堿性由第一步電離的電離平衡常數(shù)決定。 【小結(jié)并板書】 1．電離平衡常數(shù)的意義：判斷弱酸、弱堿的相對強(qiáng)弱。 2．溫度升高電離平衡常數(shù)增大，但濃度改變電離常數(shù)不變。 3．多元弱酸、多元弱堿分步電離，K1＞K2＞K3……，酸性或堿性由K1決定。 【課堂練習(xí)】 1．甲酸的下列性質(zhì)中可以證明它是弱電解質(zhì)的是 ( ) A．1 molL－1的甲酸溶液的c（H＋）約為0．01 molL－1 B．甲酸與水以任意比例互溶 C．10 mL 1 molL－1甲酸恰好與10 mL 1 molL－1NaOH溶液完全反應(yīng) D．在相同條件下，甲酸的導(dǎo)電性比一元強(qiáng)酸溶液的弱 2．用水稀釋0．1 molL－1氨水時，溶液中隨著水量的增加而減小的是( ) A．c（OH－）／c（NH3H2O） B．c（NH3H2O）／c（OH－） C．c（H＋）和c（OH－）的乘積 D．OH－的物質(zhì)的量 3．當(dāng)溶液中HS－＋H2OS2－＋H3O＋達(dá)到平衡時，欲使c(S2－)增大，應(yīng)加入( ) A．Cu2＋ B．CO C．H2O D．HCl 4．在RNH2H2ORNH＋OH－形成的平衡中，要使RNH2H2O的電離程度及c（OH－）都增大，可采取的措施是( ) A．通入HCl B．加少量NaOH固體 C．加水 D．升溫 5．在稀氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH＋OH－，如進(jìn)行下列操作，則NH3、NH、H＋、OH－濃度如何變化？試用“增大”“減小”“不變”填寫。 （1）通適量HCl氣體時，c(NH3) ，c(H＋) 。 （2）加入少量NaOH固體時，c(NH) ，c(OH－) 。 （3）加入NH4Cl晶體時，c(NH) ，c(OH－) 。 6．在a、b兩支試管中，分別裝上形態(tài)相同、質(zhì)量相等的一顆鋅粒，然后向兩支試管中分別加入相同物質(zhì)的量、相同體積的稀鹽酸和稀醋酸。填寫下列空白： （1） a、b兩支試管中的現(xiàn)象：相同點(diǎn)是 ；不同點(diǎn)是 。 原因是 。 （2） a、b兩支試管中生成氣體的體積開始時是a 于b，反應(yīng)完畢后生成氣體的總體積是a b，原因是 。 參考答案： 1．AD 2．B 3．B 4．D 5．（1）減小 增大 （2）減小 增大 （3）增大 減小 6．（1）都產(chǎn)生氣泡，Zn溶解 a產(chǎn)生氣泡、Zn溶解速度都快 HCl完全電離，HCl中的c(H+)大于CH3COOH中的c(H+) （2）大 等于 a中c(H＋)大于b中的c(H＋)，而酸的總量相等 板書設(shè)計(jì)： 第三章 水溶液中的離子平衡 第一節(jié) 弱電解質(zhì)的電離 一、電解質(zhì)有強(qiáng)弱之分 在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì)叫強(qiáng)電解質(zhì)；如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、絕大多數(shù)鹽。 只有一部分分子電離成離子的電解質(zhì)叫弱電解質(zhì)。如弱酸、弱減、水。 二、弱電解質(zhì)的電離過程是可逆的 1、CH3COOH CH3COO－+H＋ 弱電解質(zhì)電離平衡狀態(tài)建立示意圖 2、在一定條件（如溫度、濃度）下，當(dāng)電解質(zhì)分子電離成離子的速率和離子重新結(jié)合生成分子的速率相等時，電離過程就達(dá)到了平衡狀態(tài)，這叫電離平衡。 3、影響因素：①濃度 ②溫度 三、電離平衡常數(shù) AB A++B－ 1．電離平衡常數(shù)的意義：判斷弱酸、弱堿的相對強(qiáng)弱。 2．溫度升高電離平衡常數(shù)增大，但濃度改變電離常數(shù)不變。 3．多元弱酸、多元弱堿分步電離，K1＞K2＞K3……，酸性或堿性由K1決定。