3.1 電離平衡 課件 -高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

高二化學(xué)選擇性必修一第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡新化縣第一中學(xué)主講人：蔡威電離平衡【舊知回顧】電解質(zhì)非電解質(zhì)在________或__________下能夠?qū)щ姷腳_________水溶液熔融狀態(tài)化合物在________和__________下均不能夠?qū)щ姷腳_________水溶液熔融狀態(tài)化合物單質(zhì)和混合物既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)酸、堿、鹽、活潑金屬氧化物、少數(shù)有機(jī)物、水【類別】【類別】非金屬氧化物、大多有機(jī)物(蔗糖、酒精等）、NH33.1

電離平衡【練一練】下列物質(zhì)中：①NaOH溶液②NaCl③鹽酸④CO2

⑤CaCO3⑥Fe⑦硫酸⑧乙醇⑨融熔CaCl2⑩Na2O能導(dǎo)電的物質(zhì)是：

；屬于電解質(zhì)的是：

；屬于非電解質(zhì)的是：

；①③⑥⑨②⑤⑦⑨⑩④⑧3.1

電離平衡鹽酸主要用于衛(wèi)生清潔，如潔廁劑的主要成分是鹽酸(HCl)，為什么不用醋酸(CH3COOH)？為什么除水垢用醋酸(CH3COOH)、而不用鹽酸(HCl)。3.1

電離平衡0.1mol/LHCl0.1mol/LCH3COOHpH值pH=1pH≈30.1mol/L鹽酸pH＝10.1mol/L醋酸pH＝3【實(shí)驗(yàn)3-1】3.1

電離平衡0.1mol/LHCl0.1mol/LCH3COOH導(dǎo)電能力強(qiáng)弱離子濃度：0.1mol/L鹽酸＞0.1mol/L醋酸溶質(zhì)電離有差異【實(shí)驗(yàn)3-1】3.1

電離平衡思考與交流影響溶液導(dǎo)電性的因素：①水溶液中自由移動(dòng)的離子總濃度②離子總濃度相同時(shí)，看離子所帶的電荷數(shù)③與溫度也有關(guān)3.1

電離平衡0.1mol/LHCl0.1mol/LCH3COOH與鎂條反應(yīng)產(chǎn)生氣泡速度較快產(chǎn)生氣泡速度較慢【實(shí)驗(yàn)3-1】3.1

電離平衡根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，討論下列問題Mg+2H+=Mg2++H2↑反應(yīng)速率不同，pH不同，說明鹽酸和醋酸中的H+濃度是不同的。說明HCl和CH3COOH的電離程度不同。問題思考(1)鎂條和酸的反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？影響反應(yīng)速率的因素是什么？(2)當(dāng)酸溶液的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)，溶液中的H+濃度是否相等？怎么判斷？(3)為什么相同體積、相同濃度的鹽酸和醋酸中，H+濃度卻不同？3.1

電離平衡問題思考HCl在水中完全電離醋酸在水中部分電離主要粒子H2OH2OH+H+CH3COO?Cl?CH3COOH鹽酸與醋酸在水中的電離示意圖如下，觀察兩種溶液中溶質(zhì)微粒有多少種？問題思考3.1

電離平衡一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)在水溶液里只有一部分分子電離成離子的電解質(zhì)。如：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、絕大多數(shù)鹽類(包括難溶性鹽)、活潑金屬氧化物。如：弱酸、弱堿、水、少部分鹽。在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì)。強(qiáng)電解質(zhì)1弱電解質(zhì)2分類依據(jù)：在水溶液中是否完全電離3.1

電離平衡一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)CH3COOH等NH3·H2O等強(qiáng)電解質(zhì)（全部電離）弱電解質(zhì)（部分電離）電解質(zhì)KOH、Ca(OH)2、NaOH、Ba(OH)2AgCl、BaSO4等HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4等醋酸鉛、HgCl2等【常見的強(qiáng)、弱電解質(zhì)】Na2O等活潑金屬氧化物強(qiáng)酸強(qiáng)堿大部分鹽水弱酸弱堿少數(shù)鹽：3.1

電離平衡一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)電離方程式的書寫強(qiáng)電解質(zhì)完全電離，符號(hào)用“＝”。如：HCl=H++Cl-Ba(OH)2=Ba2++2OH-Na2CO3=2Na++CO32-NaHSO4

=Na+

+H+

+SO42-NaHCO3

=

Na+

+HCO3-CH3COONH4=CH3COO-+NH4+3.1

電離平衡一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)

部分電離，符號(hào)選用“?”,如：一元弱酸一元弱堿多元弱酸

分步電離，必須分步寫出（以第一步電離為主）

多元弱堿分步電離，但一步寫出

電離方程式的書寫3.1

電離平衡一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)H2SO3Fe(OH)3BaSO4

NaHSO4NaHCO3Al(OH)31、寫出下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式2、寫出下列物質(zhì)在熔融狀態(tài)時(shí)的電離方程式Al2O3NaHSO4即時(shí)練習(xí)3.1

電離平衡一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)電解質(zhì)的強(qiáng)弱與其溶解性有何關(guān)系？強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)能否根據(jù)溶液導(dǎo)電能力判斷電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱？無關(guān)不能思考與交流難溶：BaSO4Fe(OH)3易溶：HClCH3COOH3.1

電離平衡二、弱電解質(zhì)的電離平衡3.1.1

強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的電離平衡(1)開始時(shí)，V電離和V結(jié)合怎樣變化？(2)當(dāng)V電離=V結(jié)合時(shí)，可逆過程達(dá)到一種什么樣的狀態(tài)？畫出V～t圖。思考：在一定的條件下,往一杯水中加進(jìn)一定量的冰醋酸會(huì)發(fā)生如何的變化？CH3COOHCH3COO-+H+電離結(jié)合二、弱電解質(zhì)的電離平衡

c(H+)c(CH3COO-)c(CH3COOH)v(電離)v(結(jié)合)醋酸初溶于水時(shí)

接著

最后

0(最小)0(最小)最大增大最大0(最小)增大減小減小增大不變不變不變不變不變電離平衡狀態(tài)建立反應(yīng)速率V(電離)V(結(jié)合)V(電離)=V(結(jié)合)電離平衡狀態(tài)弱電解質(zhì)電離平衡狀態(tài)建立示意圖時(shí)間3.1

電離平衡二、弱電解質(zhì)的電離平衡逆：弱電解質(zhì)的電離是可逆過程在一定條件(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)合成分子的速率相等時(shí),電離過程就達(dá)到了平衡狀態(tài)，

這種平衡狀態(tài)叫做弱電解質(zhì)的電離平衡。動(dòng)：電離平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡

定：條件不變,溶液中各分子、離子的濃度不變變：條件改變時(shí)，電離平衡發(fā)生移動(dòng)等：V電離=V結(jié)合≠0定義1特征23.1

電離平衡二、弱電解質(zhì)的電離平衡電離平衡的影響因素（以CH3COOH例）(1)內(nèi)因：電解質(zhì)自身性質(zhì)決定了其電離程度的大小(2)外因：電離平衡是動(dòng)態(tài)平衡，遵循勒夏特列原理。影響電離平衡的條件有溫度、濃度、電解質(zhì)(酸堿鹽等)1）溫度越熱越電離——遵循勒夏特列原理弱電解質(zhì)的電離為吸熱，升溫促使電離平衡正向移動(dòng)

溫度升高,平衡正向移動(dòng),電離程度增大ΔH

＞03.1

電離平衡二、弱電解質(zhì)的電離平衡2）濃度

①增大醋酸濃度②加水稀釋平衡移動(dòng)方向電離程度正向減小正向增大越稀越電離電離平衡的影響因素（以CH3COOH例）3.1

電離平衡二、弱電解質(zhì)的電離平衡3）同離子效應(yīng)加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，將抑制弱電解質(zhì)的電離,即平衡逆向移動(dòng)。電離平衡的影響因素（以CH3COOH例）4）離子反應(yīng)效應(yīng)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(shí)，可以使電離平衡向電離方向(正向)移動(dòng)。

3.1

電離平衡3.1

電離平衡CH3COOHH++CH3COO-ΔH>0NaOH固體冰醋酸H2OCH3COONa固體通入HCl氣體升高溫度導(dǎo)電能力電離度平衡常數(shù)K值平衡移動(dòng)方向c(CH3COO-)c(H+)c(CH3COOH)外界干擾體系變化→↘↗↗↗↗↗↗←↗↘不變↘↗↗←↗↘不變↘↗↘不變↗→↘←不變↘↗↘→↘↗不變↗↗↘↘↗↗↗3.1.1

強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的電離平衡ccbd課堂練習(xí)3.1

電離平衡定性→定量鹽酸和醋酸電離程度有多大？定量計(jì)算電離程度不同電離程度鹽酸強(qiáng)于醋酸三、電離平衡常數(shù)3.1

電離平衡

什么是電離平衡常數(shù)？

影響電離平衡常數(shù)的因素是什么？

電離平衡常數(shù)有什么作用？三、電離平衡常數(shù)3.1

電離平衡

對(duì)于一元弱酸HA?H++A-，平衡時(shí)：Ka=c(H+).c(A-)c(HA)注意：弱電解質(zhì)的電離常數(shù)表達(dá)式中均為達(dá)到電離平衡后溶液中的濃度值。在溫度一定時(shí)，其電離常數(shù)就是一個(gè)定值。

表達(dá)式三、電離平衡常數(shù)3.1

電離平衡①一元弱酸、一元弱堿的電離常數(shù)NH3·H2O?NH4++OH-

②多元弱酸、多元弱堿的電離常數(shù)多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的，每一步各有電離常數(shù)通常用K1K2K3等來分別表示。例如：

CH3COOH?CH3COO-+H+

三、電離平衡常數(shù)3.1

電離平衡例如H3PO4?H++H2PO4-

H2PO4-?

H++HPO42-

HPO42-?

H++PO43-

三、電離平衡常數(shù)3.1

電離平衡(1)電離平衡常數(shù)與濃度無關(guān)，只與溫度有關(guān)，升高溫度，K

值增大。

(2)多元弱酸的各級(jí)電離常數(shù)逐漸減小。多元弱酸各步電離常數(shù)大小比較：K1>>K2>>K3,因此多元弱酸的酸性主要由第一步電離決定的（記?。悍植竭M(jìn)行，一步定性）。特點(diǎn)三、電離平衡常數(shù)3.1

電離平衡電離常數(shù)的影響因素(1)電離常數(shù)只受溫度影響，由于電離是吸熱的，因此升高溫度，電離常數(shù)

。增大注意：升高溫度對(duì)電離常數(shù)影響不大因此在室溫范圍內(nèi)可以忽略電離常數(shù)變化。(2)電離常數(shù)與弱酸、弱堿的濃度無關(guān)。同一溫度下，無論弱酸弱堿濃度如何變化，其電離常數(shù)始終不會(huì)變化。三、電離平衡常數(shù)3.1

電離平衡電離平衡的相關(guān)計(jì)算1、電離程度αC(已電離）C(初始）α%=×100%

C(已電離）C(初始）α%=×100%=C初/mol·L－1

m00?C/mol·L－1

x

x

xC平/mol·L－1

m－x

x

xm×100%x三、電離平衡常數(shù)3.1

電離平衡電離平衡的相關(guān)計(jì)算2、電離平衡常數(shù)C初/mol·L－1 0.200?C/mol·L－1

C平/mol·L－1

=0.21.7×10-3≈×1.7×10-31.4×10-51.7×10?30.2?1.7×10?31.7×10?31.7×10?31.7×10?31.7×10?3三、電離平衡常數(shù)3.1

電離平衡電離常數(shù)的意義(1)電離常數(shù)常用于比較弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱，即對(duì)于弱電解質(zhì)，其電離常數(shù)越大，一般此弱電解質(zhì)的電離程度越大，對(duì)于弱酸來講，其酸性一般越強(qiáng)。H2SO3H3PO4HFHNO2HCOOHCH3COOHH2CO3H2SHCN>>>>>>>>三、電離平衡常數(shù)3.1

電離平衡(2)比較溶液中離子濃度的大小比較如磷酸的三步電離的電離常數(shù)，第一步

第二步

第三步。在磷酸溶液中C(H+)

c(H2PO4-)

c(HPO42-)

c(PO43-

c(OH-)>>>>>>(3)比較離子結(jié)合質(zhì)子的能力大小一般弱酸的電離常數(shù)越小，電離程度越弱，弱酸的酸性越弱，此時(shí)弱酸根離子結(jié)合氫離子的能力就越

。強(qiáng)四、酸性強(qiáng)弱的比較3.1

電離平衡實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有

產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論CH3COOH酸性大于碳酸Ka大小比較Ka(CH3COOH)

Ka1(H2CO3)實(shí)驗(yàn)探究：CH3COOH與H2CO3酸性強(qiáng)弱比較氣泡大于1四、酸性強(qiáng)弱的比較3.1

電離平衡思考與討論

鎂條與等濃度、等體積鹽酸、醋酸的反應(yīng)向兩個(gè)錐形瓶中各加入0.05g鎂條，蓋緊橡膠塞，然后用注射器分別注入2mL2mol·L－1鹽酸、2mL2mol·L－1醋酸，測(cè)得錐形瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。2四、酸性強(qiáng)弱的比較3.1

電離平衡由上述圖像分析兩種反應(yīng)的反應(yīng)速率的變化情況。

宏觀辨識(shí)微觀探析反應(yīng)初期鹽酸的反應(yīng)速率比醋酸__鹽酸是強(qiáng)酸，

電離，醋酸是弱酸，____電離，同濃度的鹽酸和醋酸，鹽酸中的c(H＋)

，因而反應(yīng)速率____反應(yīng)過程中鹽酸的反應(yīng)速率始終比醋酸__，鹽酸的反應(yīng)速率減小____，醋酸的反應(yīng)速率減小

.醋酸中存在電離平衡，隨反應(yīng)的進(jìn)行，電離平衡

，消耗的氫離子能及時(shí)

，所以一段時(shí)間速率變化不明顯大完全部分較大較大大明顯不明顯正向移動(dòng)電離補(bǔ)充四、酸性強(qiáng)弱的比較3.1

電離平衡最終二者產(chǎn)生的氫氣的量基本____，速率幾乎都變?yōu)開__鎂條稍微過量，兩種酸的物質(zhì)的量_____，隨醋酸電離，平衡正向移動(dòng)，醋酸乎

,最終二者與鎂條反應(yīng)的氫離子的物質(zhì)的量幾乎_____因而產(chǎn)生的H2的量幾乎

。兩種酸都幾乎消耗完全，反應(yīng)停止，因而反應(yīng)速率幾乎_________相等零相同消耗完全相同相同都變?yōu)?四、酸性強(qiáng)弱的比較3.1

電離平衡1.相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的一元強(qiáng)酸(如鹽酸)與一元弱酸(如醋酸)的比較

比較項(xiàng)目

酸c(H＋)酸性中和堿的能力與足量活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生H2的總量與同一金屬反應(yīng)時(shí)的起始反應(yīng)速率一元強(qiáng)酸___________________________一元弱酸______________大強(qiáng)小弱相同相同大小四、酸性強(qiáng)弱的比較3.1

電離平衡2.相同體積、相同c(H＋)的一元強(qiáng)酸(如鹽酸)與一元弱酸(如醋酸)的比較比較項(xiàng)目

酸c(H＋)酸性中和堿的能力與足量活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生H2的總量與同一金屬反應(yīng)時(shí)的起始反應(yīng)速率一元強(qiáng)酸__________________________一元弱酸__________相同相同小大少多相同應(yīng)用體驗(yàn)1.相同體積、相同c(H＋)的某一元強(qiáng)酸溶液①和某一元弱酸溶液②分別與足量的鋅粉發(fā)生反應(yīng)，下列關(guān)于產(chǎn)生氫氣的體積(V)隨時(shí)間(t)變化的示意圖正確的是√應(yīng)用體驗(yàn)2.在a、b兩支試管中分別裝入形態(tài)相同、質(zhì)量相等的一顆鋅粒(鋅足量)，然后向兩支試管中分別加入相同物質(zhì)的量濃度、相同體積的稀鹽酸和稀醋酸。填寫下列空白：(1)a、b兩支試管中生成氣體的速率v(a)______(填“大于”“小于”或“等于”，下同)v(b)，反應(yīng)完畢后生成氣體的總體積V(a)______V(b)，原因是______________________________________________________________________________。大于等于

反應(yīng)開始時(shí)，鹽酸中所含H＋的濃度較大，但二者最終能電離出的H＋的總物質(zhì)的量相等應(yīng)用體驗(yàn)(2)若a、b兩支試管中分別加入c(H＋)相同、體積相同的稀鹽酸和稀醋酸，則a、b兩支試管中開始生成氣體的速率v(a)________(填“大于”“小于”或“等于”，下同)v(b)，反應(yīng)完畢后生成氣體的總體積V(a)______V(b)，原因是_________________________________