2016-2017學(xué)年人教版選修4 第3章第1節(jié) 弱電解質(zhì)的電離 教案

教案課題：第三章水溶液中的離子平衡第一節(jié)弱電解質(zhì)的電離授課班級課時2教學(xué)目的知識與技能1、能描述弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡，了解酸堿電離理論2、了解電離平衡常數(shù)及其意義3、了解強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系過程與方法通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析能力，掌握推理、歸納、演繹和類比等科學(xué)方法情感態(tài)度價值觀通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，意識到整個自然界實際就是各類物種相互依存、各種變化相互制約的復(fù)雜的平衡體系重點強、弱電解質(zhì)的概念和弱電解質(zhì)的概念難點弱電解質(zhì)的電離平衡知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計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、強弱電解質(zhì)電解質(zhì)(electrolyte)：在水溶液或熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。強電解質(zhì)(strongelectrolyte):在水分子作用下，能完全電離為離子的化合物(如強酸、強堿和大多數(shù)鹽)弱電解質(zhì)(weakelectrolyte):在水分子作用下，只有部分分子電離成為離子化合物(如弱酸、弱堿和水)二、弱電解質(zhì)的電離1、CH3COOHCH3COO－+H＋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，電離過程就達到了平衡狀態(tài)，這叫電離平衡(ionizationequilibrium)。3、電離平衡的特征：(1)逆--弱電解質(zhì)的電離是可逆的(2)等--V電離=V結(jié)合≠0(3)動--電離平衡是一種動態(tài)平衡(4)定--條件不變，溶液中各分子、離子的濃度不變，溶液里既有離子又有分子(5)變--條件改變時，電離平衡發(fā)生移動。4、影響因素：(1)內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)。通常電解質(zhì)越弱，電離程度越小。(2)外因：①濃度：溫度升高，平衡向電離方向移動。②濃度：溶液稀釋有利于電離eq\o\ac(○,3)同離子效應(yīng)：在弱電解質(zhì)溶液中加入同弱電解質(zhì)具有相同離子的強電解質(zhì)，使電離平衡向逆方向移動三、電離平衡常數(shù)1、定義：在一定條件下，弱電解質(zhì)的電離達到平衡時，溶液中電離所生成的各種離子濃度的乘積嗖溶液中未電離的分子濃度的比是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做電離平衡常數(shù)，用K表示。2、表示方法：ABA++B－3、同一弱電解質(zhì)在同一溫度下發(fā)生濃度變化時，其電離常數(shù)不變。4、K值越大，電離程度越大，相應(yīng)酸(或堿)的酸(或堿)性越強。K值只隨溫度變化。5、同一溫度下，不同種弱酸，電離常數(shù)越大，其電離程度越大，酸性越強。6、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。教學(xué)過程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法【回顧】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)。非電解質(zhì)指的是在水溶液里和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物?！就队啊空埓蠹腋鶕?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)。、NH3、Na2O溶于水可導(dǎo)電，所以均為電解質(zhì)。【講解】電解質(zhì)、非電解質(zhì)都是化合物，單質(zhì)既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。故1錯。在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電兩個條件具備其一即可，不須兩個條件同時具備。故2錯?；衔锉旧黼婋x出自由移動的離子而導(dǎo)電時，才是電解質(zhì)。故3對。但NH3、SO2、CO2和P2O5卻是非電解質(zhì)。故4錯。因此，我們要格外注意的是，電解質(zhì)不一定導(dǎo)電，導(dǎo)電物質(zhì)不一定是電解質(zhì)；非電解質(zhì)不導(dǎo)電，但不導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是非電解質(zhì)?！就队靶〗Y(jié)】電解質(zhì)與非電解質(zhì)比較電解質(zhì)非電解質(zhì)概念在水溶液或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔镌谒芤夯蛉廴跔顟B(tài)下不能夠?qū)щ姷幕衔镫婋x特點全部或部分電離化合物不直接電離溶液中存在的微粒離子或分子與離子共存溶質(zhì)分子結(jié)構(gòu)特點離子化合物，少量共價化合物極性鍵結(jié)合的共價化合物實例酸、堿、鹽、金屬氧化物和水非金屬氧化物、氣態(tài)氫化物、大多數(shù)有機物【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【思考與交流】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？【提問】醋酸的去水垢能力不如鹽酸強，除濃度之外是否還有其它因素？【回答】醋酸腐蝕性比鹽酸小，酸性弱?！就队啊繉嶒?-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/LHCl1mol/LCH3COOH與鎂條反應(yīng)現(xiàn)象溶液的pH值【講解】在實驗中我們要注意的是：(1)HCl和CH3COOH都是電解質(zhì)，在水溶液中都能發(fā)生電離。(2)鎂無論是與鹽酸還是醋酸反應(yīng)，其實質(zhì)都是與溶液中的H＋反應(yīng)。(3)由于酸液濃度、溫度、體積均相同，且鎂條的量也相同，因此，實驗中影響反應(yīng)速率的因素只能是溶液中H＋的濃度的大小，【實驗結(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？【探討結(jié)果】由于鎂與鹽酸反應(yīng)速率較大，表明同體積、同濃度的鹽酸比醋酸溶液中c(H＋)大，并由此推斷：在水溶液中，HCl易電離，CH3COOH較難電離；由于相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸比醋酸溶液的pH小，且鹽酸的物質(zhì)的量濃度與鹽酸中的H＋濃度幾乎相等，表明溶液中HCl分子是完全電離，而CH3COOH分子只有部分電離?！窘Y(jié)論】不同電解質(zhì)在水中的電離程度不一定相同。【板書】一、強弱電解質(zhì)電解質(zhì)(electrolyte)：在水溶液或熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。強電解質(zhì)(strongelectrolyte):在水分子作用下，能完全電離為離子的化合物(如強酸、強堿和大多數(shù)鹽)弱電解質(zhì)(weakelectrolyte):在水分子作用下，只有部分分子電離成為離子化合物(如弱酸、弱堿和水)【投影小結(jié)】強弱電解質(zhì)的比較強電解質(zhì)弱電解質(zhì)概念在水溶液中全部電離的電解質(zhì)在水溶液中部分電離的電解質(zhì)物質(zhì)類別強酸、強堿、大部分鹽類弱酸、弱堿、水電離過程不可逆、完全電離可逆、部分電離溶液中存在的微粒只有離子有離子、也有分子實例【投影小結(jié)】強弱電解質(zhì)與物質(zhì)類型的關(guān)系強酸：HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr弱酸：CH3COOH、H2CO3、H2SO3、H3PO4、HClO、HF、所有的有機酸強堿：NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2【科學(xué)探究】實驗：用兩支試管分別取mol/L的鹽酸溶液和L的醋酸溶液各5mL，測其溶液的pH另取兩支小燒杯，分別盛50mL蒸餾水。向其中一個燒杯內(nèi)滴入1滴(約mL)L鹽酸，向另一燒杯中滴入1滴mol/L的醋酸，攪拌后，分別測其pH。【投影】【科學(xué)探究】現(xiàn)象：鹽酸被稀釋1000倍后，溶液的pH增大3個單位值，表明鹽酸中的氫離子濃度減小到了原來的1/1000；而醋酸被稀釋1000倍后，溶液的pH增大不足2個單位值，表明醋酸中H＋的濃度降低要小得多，甚至未低于原溶液的1/100。結(jié)論：證明了強電解質(zhì)—HCl在水中是完全電離的，弱電解質(zhì)—醋酸在水中只有部分部分分子發(fā)生電離；但隨著溶液的稀釋，發(fā)生電離的醋酸分子數(shù)目增多。即醋酸在水中的電離過程是動態(tài)的，其電離程度并非固定不變，而是隨著溶液的稀釋而增大。實驗結(jié)論：醋酸的電離程度可以隨著外界條件的改變而改變?！舅伎寂c交流】既然CH3COOH的電離過程是動態(tài)的，那么，已經(jīng)電離產(chǎn)生的CH3COO―和H＋是否能重新結(jié)合成CH3COOH分子呢？有沒有什么辦法可以證明這一點？【科學(xué)探究】實驗：取上述盛有剩余溶液的兩支試管，在盛有鹽酸的試管內(nèi)加入克NaCl晶體，在盛有醋酸的試管內(nèi)加入0.5克CH3COONH4晶體，充分振蕩后，測其溶液的現(xiàn)象：在盛鹽酸的試管中加入NaCl晶體，溶液的pH沒有明顯變化；在盛醋酸溶液的試管中加入CH3COONH4晶體，溶液的pH明顯變大結(jié)論：由于c(CH3COO―)增大，導(dǎo)致pH明顯變大，即c(H＋)明顯減小，所以醋酸分子電離為離子的過程是可逆的?！局v解】綜合上述兩個科學(xué)探究的實驗可得出結(jié)論：弱電解質(zhì)的電離是可逆的，其電離程度可以隨著外界條件的改變而改變。因此，弱電解質(zhì)的電離也與可逆的化學(xué)反應(yīng)一樣，它的兩種相反的變化趨勢最終會達到平衡。即在一定條件下，弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率與其離子重新結(jié)合成分子的速率相等，溶液中弱電解質(zhì)的分子和離子的濃度保持不變，這就是電離平衡。【板書】二、弱電解質(zhì)的電離【講解】因為HCl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？【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?！景鍟?、CH3COOHCH3COO－+H＋【講解】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?！景鍟咳蹼娊赓|(zhì)電離平衡狀態(tài)建立示意圖【講解】請同學(xué)們根據(jù)上圖的特點，結(jié)合化學(xué)平衡的概念，說一下什么叫電離平衡?！景鍟?、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，電離過程就達到了平衡狀態(tài)，這叫電離平衡(ionizationequilibrium)。【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。【板書】3、電離平衡的特征：(1)逆--弱電解質(zhì)的電離是可逆的(2)等--V電離=V結(jié)合≠0(3)動--電離平衡是一種動態(tài)平衡(4)定--條件不變，溶液中各分子、離子的濃度不變，溶液里既有離子又有分子(5)變--條件改變時，電離平衡發(fā)生移動?！咎釂枴磕男l件改變可引起化學(xué)平衡移動？【投影】在氨水中存在電離平衡：NH3·H2ONH4＋+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HCl④加CH3COOH溶液⑤加熱⑥加水⑦加壓濃度、溫度、壓強?！敬鸢浮竣倌嫦蛞苿英谀嫦蛞苿英壅蛞苿英苷蛞苿英菡蛞苿英拚蛞苿英卟灰苿印局v解】加水時，會使單位體積內(nèi)NH3·H2O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?！景鍟?、影響因素：(1)內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)。通常電解質(zhì)越弱，電離程度越小?！局v解】由于弱電解質(zhì)的電離是吸熱的，因此升高溫度，電離平衡將向電離方向移動，弱電解質(zhì)的電離程度將增大。【板書】(2)外因：①濃度：溫度升高，平衡向電離方向移動?！局v解】同一弱電解質(zhì)，增大溶液的物質(zhì)的量濃度，電離平衡將向電離方向移動，但電解質(zhì)的電離程度減小；稀釋溶液時，電離平衡將向電離方向移動，且電解質(zhì)的電離程度增大。但是雖然電離程度變大，但溶液中離子濃度不一定變大?！景鍟鴀】②濃度：溶液稀釋有利于電離【講解】增大弱電解質(zhì)電離出的某離子的濃度，電離平衡向?qū)⑾螂x子結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的方向移動，弱電解質(zhì)的電離程度將減小；減小弱電解質(zhì)電離出的離子的濃度，電離平衡將向電離方向移動，弱電解質(zhì)的電離程度將增大?！景鍟縠q\o\ac(○,3)同離子效應(yīng)：在弱電解質(zhì)溶液中加入同弱電解質(zhì)具有相同離子的強電解質(zhì)，使電離平衡向逆方向移動【講解】］除此之外，我們還可以通過化學(xué)反應(yīng)影響平衡移動，在弱電解質(zhì)溶液中加入能與弱電解質(zhì)電離產(chǎn)生的某種離子反應(yīng)的物質(zhì)時，可以使電離平衡向電離方向移動?！舅伎寂c交流】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。【投影】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到電離平衡前變大變大變小達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－混和時小小大達到電離平衡前變大變大變小不再變化不再變化不再變化【隨堂練習(xí)】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電解質(zhì)不同。試寫出下列物質(zhì)的電離方程式：1、H2CO32、H2S3、NaHCO34、NaHSO45、HClO【投影】1、H2CO3H＋+HCOHCOH＋+CO2、H2SH＋+HS－ HS－H＋+S2－3、NaHCO3====Na＋+HCOHCOH＋+CO4、NaHSO4====Na＋+H＋+SO5、HClOH＋+ClO－【小結(jié)】強電解完全電離，用“==”，弱電解質(zhì)部分電離，用“”，多元弱酸的電離是分步進行的，以第一步電離為主。而多元弱堿則不分步。對于酸式鹽的電離要格外注意，強酸的酸式鹽要完全電離，弱酸的酸式鹽電離的是酸式酸根【投影】NaHSO4(水溶液)==Na＋+H＋+SO42―NaHSO4(熔融)==Na＋+HSO4―NaHCO3==Na＋+HCO3―【過渡】氫硫酸和次氯酸都是弱酸，那么它們的酸性誰略強一些呢？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)【講解】對于弱電解質(zhì)，一定條件下達到電離平衡時，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】1、定義：在一定條件下，弱電解質(zhì)的電離達到平衡時，溶液中電離所生成的各種離子濃度的乘積嗖溶液中未電離的分子濃度的比是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做電離平衡常數(shù)，用K表示。2、表示方法：ABA++B－【講解】弱電解質(zhì)的電離常數(shù)表達式中的C(A+)、C(B-)和C(AB)均為達到電離平衡后各粒子在溶液中的濃度值，并不是直接指溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度值。并且，在溫度一定時，其電離常數(shù)就是一個定值?！局v解】電離常數(shù)隨著溫度而變化，但由于電離過程熱效應(yīng)較小。溫度改變對電離常數(shù)影響不大，所以室溫范圍內(nèi)可忽略溫度對電離常數(shù)的影響。電離常數(shù)與弱酸、弱堿的濃度無關(guān)，同一溫度下，不論弱酸、弱堿的濃度如何變化，電離常數(shù)是不會改變的?！景鍟?、同一弱電解質(zhì)在同一溫度下發(fā)生濃度變化時，其電離常數(shù)不變?！局v解】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NH3·H2O的電離平衡常數(shù)表達式【投影】Ka=Kb=【講解】從電離平衡常數(shù)的表達式可以看出，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)相對強弱。那么，用電離平衡常數(shù)來比較電解質(zhì)相對強弱時，要注意什么問題呢？【板書】4、K值越大，電離程度越大，相應(yīng)酸(或堿)的酸(或堿)性越強。K值只隨溫度變化。【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?！就队啊繉嶒?－2：向兩支分別盛有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?！景鍟?、同一溫度下，不同種弱酸，電離常數(shù)越大，其電離程度越大，酸性越強?！局v解】弱電解質(zhì)的電離常數(shù)越大，只能說明其分子發(fā)生電離的程度越大，但不一定其溶液中離子濃度大，也不一定溶液的導(dǎo)電性強。【講解】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?！景鍟?、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?！局v解】電離難的原因：a、一級電離出H＋后，剩下的酸根陰離子帶負(fù)電荷，增加了對H＋的吸引力，使第二個H＋離子電離困難的多；b、一級電離出的H＋抑制了二級的電離?！緦W(xué)生活動】請打開書43頁，從表3－1中25℃草酸>磷酸>檸檬酸>碳酸?！就队啊俊局v解】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。【投影】知識拓展------電離度1、定義：弱電解質(zhì)在水中的電離達到平衡狀態(tài)