弱电解质的电离及溶液的酸碱性 教案

弱电解质的电离及溶液的酸碱性适用学科化学适用年级高二适用区域全国本讲时长120min知识点1.电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的定义2.弱电解质的电离平衡 3.影响电离平衡的因素4.水的电离和水的离子积5.溶液酸碱性的判断学习目标1.能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，2.了解电离平衡常数及其意义3.了解强电解质和弱电解质与结构的关系4.通过实验，培养学生观察、分析能力，掌握推理、归纳、演绎和类比等科学方法5.通过本节课的学习，意识到整个自然界实际就是各类物种相互依存、各种变化相互制约的复杂的平衡体系

学习重难点1.弱电解质的概念和弱电解质的概念和水的电离平衡2.弱电解质的电离平衡、溶液酸碱性学习过程知识讲解考点1电解质和非电解质1、电解质和非电解质电解质：在水溶液或熔融状态下能导电的化合物。如：酸、碱、盐、H2O等非电解质：在水溶液里或熔融状态下都不能导电的化合物。如：大多数有机物、SO3、CO2、NH3等2、强电解质和弱电解质强电解质:在水分子作用下，能完全电离为离子的化合物。如：包括大多数盐类、强酸、强碱、部分碱性氧化物等弱电解质:在水分子作用下，只有部分分子电离成为离子化合物。如：包括弱酸(如CH3COOH、H2S)、弱碱(如NH3·H2O)、Al(OH)3、H2O等【思考】(1)能导电的物质一定是电解质吗？(2)电解质一定能导电吗？【提示】(1)不一定，如金属或溶液等能导电，但不是电解质。(2)不一定，如固体NaCl不导电。考点2弱电解质的电离平衡电离平衡的建立在一定条件(如温度、浓度一定)下，弱电解质在溶液中电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等，电离过程就达到了平衡状态。如图：2、弱电解质电离方程式的书写(1)弱电解质电离是可逆的，用表示。如：CH3COOHCH3COO－＋H＋NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－(2)多元弱酸分步电离，以第一步电离为主。如H2S的电离方程式为H2SH＋＋HS－、HS－H＋＋S2－。(3)多元弱碱用一步电离来表示：如Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。3、弱电解质的电离平衡特征：

弱电解质的电离平衡属于化学平衡中的一种，具有以下一些特征：

“逆”——弱电解质的电离是可逆的

“动”——电离平衡是动态平衡

“等”——

v(离子化)=v

(分子化)≠0

“定”——在电离平衡状态时，溶液中分子和离子的浓度保持不变。

“变”——电离平衡是相对的、暂时的，当外界条件改变时，平衡就会发生移动考点3影响电离平衡的因素与其它平衡相同，弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小主要由电解质本身的性质决定，同时受到外界条件的影响。电离过程的热效应较小，在温度变化不大的情况下，一般不考虑温度对其电离平衡的影响。若温度升高较多时，电离程度增强，离子浓度增大。在一定温度下，稀释溶液，弱电解质电离程度增强，离子数目增多，但由于溶液体积增大而离子浓度降低。当加入含有弱电解质组成的相同的离子时，弱电解质的电离平衡向左移动。对CH3COOHH＋＋CH3COO－的电离平衡，小结如下：条件变化平衡移动电离度K离子数目离子浓度加热正向移动增大增大增多增大稀释正向移动增大不变增多减小加冰醋酸正向移动减小不变增多增大加盐酸逆向移动减小不变H＋增多CH3COO－减少加醋酸钠逆向移动减小不变H＋减少CH3COO－增多考点4弱电解质的电离平衡常数1、概念在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比。2、影响因素电离常数服从化学平衡常数的一般规律，它只与温度有关，由于电离过程是吸热过程，升温，K值增大。3、应用电离常数表征了弱电解质的电离能力，根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的相对强弱：K越大，表示弱电解质的电离程度越大，弱酸的酸性或弱碱的碱性相对越强。表达式弱酸在水中的电离常数通常用Ka表示。例如：CH3COOHH＋＋CH3COO－Ka＝eq\f(cCH3COOH,cH＋·cCH3COO－)考点5水的电离和水的离子积常数水的电离电离电离方程式：H2O＋H2OH3O＋＋OH－简写：H2OH＋＋OH－2、水的离子积表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)常温下：Kw＝1.0×10－14，此时c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7mol/L例如某温度下纯水中c（H+）=2.0×10-7mol/L，则此时溶液中的c（OH-）=__________。若温度不变，滴入稀盐酸使c（H+）=5×10-6mol/L，则此时溶液中的c（OH-）=_____。考点6、影响水的电离平衡的因素及水的离子积常数1．水的电离平衡H2OH＋＋OH－ΔH>0条件变化移动方向c(H＋)c(OH－)Kw升高温度向右移动增大增大增大加酸向左移动增大减小不变加碱向左移动减小增大不变加活泼金属(如Na)向右移动减小增大不变加强碱弱酸盐向右移动减小增大不变加强酸弱碱盐向右移动增大减小不变加强酸强碱盐不移动不变不变不变2.水的离子积常数在一定温度时，c(H+)与c(OH-)的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积。KW=c(H+)·c(OH-)，25℃时，KW=1×10-14(无单位)。①KW只受温度影响，水的电离吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，KW增大。25℃时KW=1×10-14，100℃时KW约为1×10-12。②水的离子积不仅适用于纯水，也适用于其他稀溶液。不论是纯水还是稀酸、碱、盐溶液，只要温度不变，KW就不变。(2)影响因素Kw随温度的变化而变化，温度升高，Kw增大；温度降低，Kw减小。(3)表达式的应用Kw表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中相应离子总物质的量浓度。但是一般情况下有：酸溶液中Kw＝c(H＋)酸·c(OH－)水(忽略水电离出的H＋的浓度)。碱溶液中Kw＝c(H＋)水·c(OH－)碱(忽略水电离出的OH－的浓度)。考点7、溶液的酸碱性与酸碱强弱的关系1、溶液的酸碱性取决于溶液中的c(H+)与c(OH-)的相对大小。在常温下，中性溶液：c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L；酸性溶液：c(H+)>c(OH-),c(H+)>1×10-7mol/L；碱性溶液：c(H+)<c(OH-)，c(H+)<1×10-7mol/L。2、溶液的pH⑴表示方法pH=-lgc(H+)c(H+)=10-pHpOH=-lgc(OH-)c(OH-)=10-pOH常温下，pH+pOH=-lgc(H+)-lgc(OH-)=-lgc(H+)·c(OH-)=14。3、溶液的酸碱性与pH的关系(常温时)①中性溶液：c(H+)=c(OH-)=1×107mol·L-1，pH=7。②酸性溶液：c(H+)>1×10-7mol·L-1>c(OH-),pH<7，酸性越强，pH越小。③碱性溶液：c(H+)<1×10-7mol·L-1>c(OH-),pH>7，碱性越强，pH越大。思考：1、甲溶液的pH是乙溶液的2倍，则两者的c(H+)是什么关系？2、pH<7的溶液是否一定呈酸性？（注意：pH=0的溶液c(H+)=1mol/L。）4、pH的适用范围c(H+)的大小范围为：1.0×10-14mol·L-1<c(H+)<1mol·L-1。即pH范围通常是0～14。当c(H+)≥1mol·L-1或c(OH-)≥1mol·L-1时，用物质的量浓度直接表示更方便。5、溶液pH的测定方法①酸碱指示剂法：只能测出pH的范围，一般不能准确测定pH。指示剂甲基橙石蕊酚酞变色范围pH3.1～4.45.0～8.08.2～10.0溶液颜色红→橙→黄红→紫→蓝无色→浅红→红②pH试纸法：粗略测定溶液的pH。pH试纸的使用方法：取一小块pH试纸放在玻璃片(或表面皿)上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在试纸的中部，随即(30s内)与标准比色卡比色对照，确定溶液的pH。测定溶液pH时，pH试剂不能用蒸馏水润湿(否则相当于将溶液稀释，使非中性溶液的pH测定产生误差)；不能将pH试纸伸入待测试液中，以免污染试剂。标准比色卡的颜色按pH从小到大依次是：红(酸性)，蓝(碱性)。③pH计法：精确测定溶液pH。6、有关pH的计算基本原则：一看常温，二看强弱（无强无弱，无法判断），三看浓度（pHorc）酸性先算c(H+)，碱性先算c(OH—)⑴单一溶液的pH计算 ①由强酸强碱浓度求pH ②已知pH求强酸强碱浓度⑵加水稀释计算 ①强酸pH=a，加水稀释10n倍，则pH=a+n。 ②弱酸pH=a，加水稀释10n倍，则pH<a+n。 ③强碱pH=b，加水稀释10n倍，则pH=b-n。 ④弱碱pH=b，加水稀释10n倍，则pH>b-n。 ⑤酸、碱溶液无限稀释时，pH只能约等于或接近于7，酸的pH不能大于7，碱的pH不能小于7。⑥对于浓度（或pH）相同的强酸和弱酸，稀释相同倍数，强酸的pH变化幅度大。⑶酸碱混合计算 ①两种强酸混合c(H+)混=②两种强碱混合c(OH-)混= ③酸碱混合，一者过量时 c(OH-)混或c(H+)混=若酸过量，则求出c(H+)，再得出pH；若碱适量，则先求c(OH-)，再由KW得出c(H+)，进而求得pH，或由c(OH-)得出pOH再得pH。三、例题精析【例题1】已知0.1mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)的值增大，可以采取的措施是()A．加少量烧碱溶液B．升高温度C．加少量冰醋酸D．加水【例题2】25℃时，下列叙述正确的是()A．向水中加入稀氨水，水的电离平衡逆向移动，c(OH－)降低B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变C．向水中加入少量CH3COOH，水的电离平衡逆向移动，c(H＋)降低D．将水加热，Kw增大，pH不变四、课堂运用【基础】1、下列物质的分类组合全部正确的是()选项强电解质弱电解质非电解质ANaClHClCO2BNaHCO3NH3·H2OCCl4CBa(OH)2BaCO3CuDH2SO4NaOHC2H5OH2、下列电离方程式中，正确的是()A．H2S2H＋＋S2－B．NaHCO3==Na＋＋H＋＋COeq\o\al(2－,3)C．NaCl=Na＋＋Cl－D．CH3COOH=CH3COO－＋H＋3、下列关于电离常数的说法正确的是()A．电离常数随着弱电解质的浓度增大而增大B．CH3COOH的电离常数表达式为Ka＝eq\f(cCH3COOH,cH＋·cCH3COO－)C．CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液，电离常数减小D．电离常数只与温度有关，与浓度无关4．在氨水中存在下列电离平衡：NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，下列情况能引起电离平衡向正向移动的有()①加NH4Cl固体②加NaOH溶液③通HCl④加CH3COOH溶液⑤加水⑥加压A．①③⑤B．①④⑥C．③④⑤D．①②④5、已知25℃时水的离子积为Kw＝1.0×10－14,35℃时水的离子积为Kw＝2.1×10－14。下列说法中正确的是()A．水中的c(H＋)随温度的升高而降低B．25℃时水呈中性，35℃时水呈酸性C．水的电离过程是吸热过程D．一定温度下，向水中加入酸或碱时，水的离子积将发生变化【巩固】1、25℃时，0.01mol·L－1的H2SO4溶液中，水电离出的c(H＋)是()A．0.01mol·L－1B．0.02mol·L－1C．1×10－12mol·L－1D．5×10－13mol·L－12、关于pH的测定下列说法正确的是()A．pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿B．用广泛pH试纸测得某盐酸的pH＝2.3C．利用酸碱指示剂可以测溶液的pHD．pH计是精确测定溶液pH的仪器3、常温时，0.01mol·L－1某一元弱酸的电离常数Ka＝10－6，则下列说法正确的是()A．上述弱酸溶液的pH＝4B．加入NaOH溶液后，弱酸的电离平衡向右移动，K值增大C．加入等体积0.01mol·L－1NaOH溶液后，所得溶液的pH＝7D．加入等体积0.01mol·L－1NaOH溶液后，所得溶液的pH<74、一定温度下，向0.1mol·L－1CH3COOH溶液中加少量水，下列有关说法错误的()A．溶液中所有离子的浓度都减小B．CH3COOH的电离程度变大C．水的电离程度变大D．溶液的pH增大5．下列关于0.1mol·L－1氨水的叙述正确的是 ()A．加入少量氯化钠溶液，平衡不移动B．加入少量NaOH固体，平衡正向移动C．通入少量氯化氢气体，平衡正向移动D．加入少量MgSO4固体，抑制NH3·H2O电离6．室温下，有两种溶液：①0.01mol·L－1NH3·H2O溶液、②0.01mol·L－1NH4Cl溶液，下列操作可以使两种溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))都增大的是 ()A．加入少量H2O B．加入少量NaOH固体C．通入少量HCl气体 D．升高温度【拔高】1、下列溶液一定呈中性的是()A．pH＝7的溶液B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液C．由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液D．非电解质溶于水得到的溶液2、室温下向10mLpH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是 ()A．溶液中导电粒子的数目减少B．溶液中eq\f(cCH3COO－,cCH3COOH·cOH－)不变C．醋酸的电离程度增大，c(H＋)亦增大D．再加入10mLpH＝11的NaOH溶液，混合液pH＝73、25℃时，弱酸的电离平衡常数如表所示，下列说法正确的是 ()弱酸CH3COOHHCNH2CO3Ka1.8×10－54.9×10－10K1：4.3×10－7K2：5.6×10－11A.等物质的量浓度溶液pH关系：pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)B．amol·L－1HCN与bmol·L－1NaOH溶液等体积混合后所得溶液中c(Na＋)>c(CN－)，则a一定小于bC．往冰醋酸中逐滴加水，溶液导电能力先增大，后减小D．NaHCO3和Na2CO3的混合液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(COeq\o\al(2－,3))课堂总结本堂课主要学习了弱电解质的电离及影响因素和溶液酸碱性的表示方法和影响因素。并且还学习到酸碱中和滴定的实验。课后作业【基础】1、下列溶液一定显碱性的是()A．溶液中c(OH－)>c(H＋)B．溶液中含有OH－C．滴加甲基橙后溶液显红色D．滴加甲基橙后溶液显黄色2、常温下，某溶液由水电离出的c(OH－)＝1×10－13mol·L－1，对该溶液的叙述正确的是()A．溶液一定显酸性B．溶液一定显碱性C．溶液一定不显中性D．溶液可能是pH＝13的溶液3、下列物质溶于水时会破坏水的电离平衡，且属于电解质的是()A．氯气B．二氧化碳C．碘化钾D．醋酸钠4、用我们日常生活中的食用白醋(醋酸浓度约为1mol·L－1)进行下列实验，能证明醋酸为弱电解质的是()A．白醋中滴入石蕊试液呈红色B．白醋加入豆浆中有沉淀产生C．蛋壳浸泡在白醋中有气体放出D．经检验白醋中c(H＋)约为0.01mol·L－15、将1mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1L溶液。下列各项中，表明已达到电离平衡状态的是()A．醋酸的浓度达到1mol·L－1B．H＋的浓度达到0.5mol·L－1C．醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H＋的浓度均为0.5mol·L－1D．醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等6、欲使醋酸溶液中的CH3COO－浓度增大，电离平衡向右移动，且不放出气体，可向醋酸溶液中加入少量固体()A．NaOHB．NaHCO3C．CH3COOKD．Mg【巩固】1、取pH均等于2的盐酸和醋酸各100mL，分别稀释2倍后，再分别加入0.03g锌粉，在相同条件下充分反应，下列叙述正确的是()A．醋酸与锌反应生成的氢气多B．盐酸和醋酸中生成的氢气一样多C．醋酸与锌反应的速率大D．盐酸和醋酸与锌反应的速率一样大2、下列说法中正确的是()A．HCl溶液中无OH－B．NaOH溶液中无H＋C．NaCl溶液中既无OH－也无H＋D．常温下，任何物质的水溶液中都有H＋和OH－，且KW＝c(H＋)·c(OH－)＝10－143、下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：弱酸HCNHFCH3COOHHNO2电离常数6.2×10－106.8×10－41.8×10－56.4×10－6则0.1mol·L－1的下列溶液中，pH最小的是()A．HCNB．HFC．CH3COOHD．HNO24、下列说法正确的是()A．电离平衡常数受溶液浓度的影响B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱C．电离常数大的酸溶液中c(H＋)一定比电离常数小的酸中大D．H2CO3的电离常数表达式：K＝eq\f(cH＋·cCO\o\al(2－,3),cH2CO3)5、25℃时，Kw＝1.0×10－14；100℃时，Kw＝1×10－12，下列说法正确的是 ()A．100℃时，pH＝10的NaOH溶液和pH＝2的H2SO4恰好中和，所得溶液的pH＝7B．25℃时，0.2mol·L－1Ba(OH)2溶液和0.2mol·L－1HCl等体积混合，所得溶液pH＝7C．25℃时，0.2mol·L－1NaOH溶液与0.2mol·L－1CH3COOH恰好中和，所得溶液的pH＝7D．25℃时，pH＝12的氨水和pH＝2的H2SO4等体积混合，所得溶液的pH>7【拔高】1、如果25℃时，KW＝1.0×10－14，某温度下Kw＝1.0×10－12。这说明()A．某温度下的电离常数较大B．前者的c(H＋)较后者大C．水的电离过程是一