3.1 電離平衡 課件 -高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修1

高二化學選擇性必修一第三章水溶液中的離子反應與平衡新化縣第一中學主講人：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)有機物、水【類別】【類別】非金屬氧化物、大多有機物(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【實驗3-1】3.1

電離平衡0.1mol/LHCl0.1mol/LCH3COOH導電能力強弱離子濃度：0.1mol/L鹽酸＞0.1mol/L醋酸溶質(zhì)電離有差異【實驗3-1】3.1

電離平衡思考與交流影響溶液導電性的因素：①水溶液中自由移動的離子總濃度②離子總濃度相同時，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與鎂條反應產(chǎn)生氣泡速度較快產(chǎn)生氣泡速度較慢【實驗3-1】3.1

電離平衡根據(jù)實驗現(xiàn)象，討論下列問題Mg+2H+=Mg2++H2↑反應速率不同，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)鎂條和酸的反應的實質(zhì)是什么？影響反應速率的因素是什么？(2)當酸溶液的物質(zhì)的量濃度相等時，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：強酸、強堿、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、強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)CH3COOH等NH3·H2O等強電解質(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、弱電解質(zhì)】Na2O等活潑金屬氧化物強酸強堿大部分鹽水弱酸弱堿少數(shù)鹽：3.1

電離平衡一、強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)電離方程式的書寫強電解質(zhì)完全電離，符號用“＝”。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、強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)

部分電離，符號選用“?”,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)時的電離方程式Al2O3NaHSO4即時練習3.1

電離平衡一、強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)電解質(zhì)的強弱與其溶解性有何關(guān)系？強電解質(zhì)弱電解質(zhì)能否根據(jù)溶液導電能力判斷電解質(zhì)的相對強弱？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

強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的電離平衡(1)開始時，V電離和V結(jié)合怎樣變化？(2)當V電離=V結(jié)合時，可逆過程達到一種什么樣的狀態(tài)？畫出V～t圖。思考：在一定的條件下,往一杯水中加進一定量的冰醋酸會發(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

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,電離過程就達到了平衡狀態(tài)，

這種平衡狀態(tài)叫做弱電解質(zhì)的電離平衡。動：電離平衡是一種動態(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，電離平衡發(fā)生移動等：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

溫度升高,平衡正向移動,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）同離子效應加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的強電解質(zhì)，將抑制弱電解質(zhì)的電離,即平衡逆向移動。電離平衡的影響因素（以CH3COOH例）4）離子反應效應加入能與弱電解質(zhì)電離產(chǎn)生的某種離子反應的物質(zhì)時，可以使電離平衡向電離方向(正向)移動。

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氣體升高溫度導電能力電離度平衡常數(shù)K值平衡移動方向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？定量計算電離程度不同電離程度鹽酸強于醋酸三、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

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

表達式三、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行，一步定性）。特點三、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)的相對強弱，即對于弱電解質(zhì)，其電離常數(shù)越大，一般此弱電解質(zhì)的電離程度越大，對于弱酸來講，其酸性一般越強。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，此時弱酸根離子結(jié)合氫離子的能力就越

。強四、酸性強弱的比較3.1

電離平衡實驗操作

實驗現(xiàn)象有

產(chǎn)生實驗結(jié)論CH3COOH酸性大于碳酸Ka大小比較Ka(CH3COOH)

Ka1(H2CO3)實驗探究：CH3COOH與H2CO3酸性強弱比較氣泡大于1四、酸性強弱的比較3.1

電離平衡思考與討論

鎂條與等濃度、等體積鹽酸、醋酸的反應向兩個錐形瓶中各加入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，測得錐形瓶內(nèi)氣體的壓強隨時間的變化如圖所示。2四、酸性強弱的比較3.1

電離平衡由上述圖像分析兩種反應的反應速率的變化情況。

宏觀辨識微觀探析反應初期鹽酸的反應速率比醋酸__鹽酸是強酸，

電離，醋酸是弱酸，____電離，同濃度的鹽酸和醋酸，鹽酸中的c(H＋)

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

.醋酸中存在電離平衡，隨反應的進行，電離平衡

，消耗的氫離子能及時

，所以一段時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電離補充四、酸性強弱的比較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，醋酸乎

,最終二者與鎂條反應的氫離子的物質(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，反應停止，因而反應速率幾乎_________相等零相同消耗完全相同相同都變?yōu)?四、酸性強弱的比較3.1

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

比較項目

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

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

酸c(H＋)酸性中和堿的能力與足量活潑金屬反應產(chǎn)生H2的總量與同一金屬反應時的起始反應速率一元強酸__________________________一元弱酸__________相同相同小大少多相同應用體驗1.相同體積、相同c(H＋)的某一元強酸溶液①和某一元弱酸溶液②分別與足量的鋅粉發(fā)生反應，下列關(guān)于產(chǎn)生氫氣的體積(V)隨時間(t)變化的示意圖正確的是√應用體驗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)，反應完畢后生成氣體的總體積V(a)______V(b)，原因是______________________________________________________________________________。大于等于

反應開始時，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)的量相等應用體驗(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)，反應完畢后生成氣體的總體積V(a)______V(b)，原因是_________________________________