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鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 弱电解质的电离 盐类的水解教课内容ppt课件
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这是一份鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 弱电解质的电离 盐类的水解教课内容ppt课件，共48页。PPT课件主要包含了学习目标，任务分项突破，课堂小结提升，学科素养测评，自主梳理，电离平衡，各种离子，的浓度次方的乘积，未电离的分子的浓度，互动探究等内容，欢迎下载使用。
1.通过弱电解质电离平衡的学习,认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡。2.通过电离平衡常数的学习,了解电离平衡常数的含义及意义。
学习任务1 电离平衡常数与电离度
1.电离平衡常数(1)定义:在一定条件下达到 时,弱电解质电离生成的 . 与溶液中 之比是一个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数。
(3)意义:电离常数表征了弱电解质的电离能力。相同温度下,K越大,弱电解质的电离程度越 ,酸(或碱)性越 。(4)影响因素:对于同一弱电解质,电离常数只与 有关,由于电离过程一般为吸热过程,所以一般电离常数随温度升高而增大。微点拨:电离常数在弱电解质“稀溶液”中才适用,在浓的弱电解质溶液中,电离常数不成立。
微点拨:电离度相当于化学平衡中的平衡转化率,只是叫法不同而已。(2)影响因素:与化学平衡的平衡转化率一样,α不仅受温度影响,还受浓度影响(但不受压强影响,因为电离没有气体参与,溶液中弱电解质浓度不受压强影响)。弱电解质浓度越大,其电离度 ;浓度越小,电离度 ,可总结为“越稀越电离”。
电解质的电离学说是由瑞典物理化学家阿伦尼乌斯提出的。当时他认识到,要解释电解质水溶液在稀释时电导率的增强,就必须假定溶液中的电解质在无外界电流的作用下,就具有2种不同的形态:非活性的分子形态、活性的离子形态,当溶液被稀释时就可以使前者更多地转化为后者,从而使电导率增强。这种电离假说,连著名化学家门捷列夫也都极力反对,但是阿伦尼乌斯依然坚定自己的想法,继续深入研究,并且和奥斯特瓦尔德、范特霍夫等合作,随着他们的共同努力和科学技术的发展,电离学说最终被人们所接受,并且阿伦尼乌斯于1903年获得诺贝尔化学奖。下面我们沿着前人的足迹进行我们的探究。
探究 醋酸溶液中的电离平衡问题1:室温下,取6 g冰醋酸,用容量瓶配制成 1 L稀溶液,该稀醋酸溶液的物质的量浓度为多少?提示:6 g冰醋酸(纯醋酸)的物质的量为0.1 ml,所以所配制的稀醋酸溶液的物质的量浓度为0.1 ml·L-1。
问题2:室温下,用pH计测得上述稀醋酸溶液pH≈3.0,则醋酸电离常数为多少?
问题3:上述醋酸电离度为多少?
问题4:上述醋酸溶液稀释1 000倍后,假定温度不变,Ka是否变化?稀释后的pH为多少?电离度为多少?
电离平衡常数的应用(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱。相同温度下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
1.(2021·甘肃兰州期中)部分弱酸的电离平衡常数(ml·L-1)如下表,下列选项不正确的是( )
3.已知室温时0.1 ml·L-1某一元酸HA溶液有0.1%HA发生电离,下列叙述错误的是( )A.该溶液的pH=4B.升高温度,溶液的KW增大C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7 ml·L-1D.该溶液里不存在HA分子
解析:HA在水中有0.1%发生电离,即HA部分电离,所以在溶液中存在HA分子,故D错误。
酸的强弱可以根据其电离常数来进行比较,比如Ka(CH3COOH)=1.7×10-5 ml·L-1,Ka(HF)=6.8×10-4 ml·L-1,所以酸性HF>CH3COOH,这里的酸性是条件相同时一种理论上的结果。但实际的溶液酸性还要考虑酸的浓度,比如较高浓度的醋酸溶液,其酸性有可能比很稀的HF溶液要强一些。
学习任务2 影响电离平衡的因素
1.电离平衡状态(1)概念:在一定条件(如温度、浓度)下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时,电离过程就达到了电离平衡状态。
(2)以v-t图像描述平衡建立过程。
(3)电离平衡的特征。
2.电离平衡的影响因素
某老师运用手持技术探究醋酸电离平衡移动方向。实验仪器及药品有pH传感器、温度传感器、磁力搅拌器、烧杯;0.05 ml·L-1醋酸溶液、蒸馏水、CH3COONa固体等。测得温度与pH关系如图1,醋酸溶液加水后pH与时间关系如图2。据此探究。
探究 醋酸电离平衡受外界条件的影响问题 1:根据图1,升温后,pH如何变化?c(H+)如何改变?醋酸电离平衡向哪个方向移动?提示:pH降低,c(H+)增大,说明醋酸电离平衡正向移动。问题2:根据图2,A点加水后pH突然升高到B点,而后pH降低直至C点再次不变 (达到平衡)。分析加水后醋酸电离平衡向哪个方向移动;再次平衡后 c(H+)与加水前相比有何改变。提示:加水后从B点到C点c(H+)增大,说明醋酸电离平衡正向移动;再次平衡后c(H+)(C点)比加水前(A点)小。
问题4:醋酸溶液加入CH3COONa固体,忽略温度变化,从Q与Ka的关系角度,分析醋酸电离平衡移动方向。此时pH传感器探测的溶液pH如何变化?
酸、碱溶液稀释后pH的变化规律1.酸或碱溶液稀释10n倍时pH的变化规律(1)强酸稀释10n倍:pH(稀)=pH(浓)+n;强碱稀释10n倍:pH(稀)=pH(浓)-n。(2)弱酸稀释10n倍:pH(浓)
(2)浓度相等的酸或碱溶液稀释。
1.(2021·天津三中期中)在100 mL 0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液中,欲使CH3COOH的电离程度和溶液的pH都增大,可采用的方法是( )A.加少量1 ml·L-1 NaOH溶液B.加少量1 ml·L-1盐酸C.加少量CH3COONa固体D.微热
解析:加入1 ml·L-1 NaOH溶液,与氢离子反应,氢离子浓度减小,pH增大,醋酸电离平衡向正反应方向移动,电离程度增大,A正确;加入1 ml·L-1盐酸,使溶液中氢离子浓度增大,醋酸电离平衡向逆反应方向移动,电离程度减小,B错误;加入醋酸钠固体,实际增加了醋酸根离子的浓度,醋酸电离平衡向逆反应方向移动,电离程度减小,C错误;醋酸电离吸热,升高温度,醋酸电离平衡向正反应方向移动,氢离子浓度增大,pH减小,D错误。
电离平衡与化学平衡移动分析方法完全相同,既可以根据勒·夏特列原理定性判断,又可以根据Q与K的关系定量判断。电离平衡中弱电解质分子相当于化学平衡的反应物,弱电解质电离出的离子相当于化学平衡的生成物。QKa或b,平衡逆向移动;Q=Ka或b,恰好处于平衡状态。
2.误认为电离平衡正向移动,电离常数会增大,其实电离常数与浓度平衡常数一样仅受温度影响,浓度因素会导致平衡移动,但电离常数不变。3.误认为等体积、等浓度的CH3COOH、HCl两溶液,后者中和的NaOH的量更多。其实不然,一般中和反应程度非常高(除非一些非常弱的酸或碱),几乎能完全反应,虽然等浓度的醋酸溶液的氢离子浓度小于盐酸的,但是在反应过程中,随着H+消耗,电离平衡不断向右移动,可以把未电离的H+释放出来,最终醋酸中的H+几乎完全反应,所以两者等体积、等浓度时消耗氢氧化钠的量相同。
4.误认为等体积、等浓度的CH3COOH、HCl两溶液,后者与金属(如Zn)反应产生H2更多。其实不然,实际两者产生氢气的量相同,原理同上。5.误认为电离平衡向右移动,弱电解质的电离度一定增大。其实不然,例如向CH3COOH溶液中加冰醋酸,电离平衡向右移动,但CH3COOH的电离度减小。
氨水与食醋都有一定的药用价值。赵学敏的《本草纲目拾遗》中将氨水称为“鼻冲水”,明确指出:“出西洋,舶上带来,不知其制……宜外用,勿服。治外感风寒等症,嗅之大能发汗。”《本草纲目》关于食醋的记载如下:醋者,酢、苦酒也。气味酸、苦、温、无毒。主治:霍乱吐泻、脚转筋、腋下狐臭、痈疽不溃、牙齿疼痛、蜈蚣咬毒、汤火伤、乳痈坚硬等症。下面我们一起探究这两种弱电解质的电离平衡。
(2)常温下,有pH相同、体积相同的a.醋酸溶液、b.盐酸,现采取以下措施:①分别加适量醋酸钠晶体后,醋酸溶液中c(H+) (填“增大”“减小”或“不变”,下同),盐酸中c(H+) 。
答案:(2)①减小 减小
解析:(2)常温下,pH相同、体积相同的醋酸溶液和盐酸中氢离子浓度相同,醋酸是弱酸,部分电离,HCl是强酸,完全电离,则醋酸溶液中溶质浓度大于盐酸中HCl的浓度。①分别加适量醋酸钠晶体后,引入醋酸根离子,醋酸的电离平衡左移,故醋酸溶液中的c(H+)减小;加入醋酸钠晶体,能和强酸HCl反应生成弱酸醋酸,故溶液中c(H+)减小。
(2)常温下,有pH相同、体积相同的a.醋酸溶液、b.盐酸,现采取以下措施:②分别加水稀释10倍后,醋酸溶液中的c(H+) (填“>”“=”或“<”,下同)盐酸中的c(H+)。
解析:②加水稀释后,溶液中氢离子浓度都减小,所以pH都增大,醋酸是弱酸,存在电离平衡,又电离出氢离子,醋酸溶液中的c(H+)>盐酸中的c(H+)。
(2)常温下,有pH相同、体积相同的a.醋酸溶液、b.盐酸,现采取以下措施:③分别加等浓度的NaOH溶液至恰好反应,所需NaOH溶液的体积:醋酸溶液 盐酸。
解析:③pH相同的醋酸溶液和盐酸,醋酸溶液中溶质的浓度大于盐酸中HCl的浓度,加等浓度的NaOH溶液至恰好反应,所需NaOH溶液的体积为醋酸溶液>盐酸。
(2)常温下,有pH相同、体积相同的a.醋酸溶液、b.盐酸,现采取以下措施:④温度都升高20 ℃,醋酸溶液中c(H+) 盐酸中c(H+)。
解析:④HCl是强酸,其水溶液中不存在电离平衡,升高温度基本不影响盐酸的pH,醋酸是弱酸,其水溶液中存在电离平衡,升高温度,促进醋酸电离,导致醋酸溶液中氢离子浓度增大,所以醋酸溶液的pH减小,醋酸溶液中c(H+)>盐酸中c(H+)。
(3)将0.1 ml·L-1的醋酸溶液加水稀释,下列有关稀释后醋酸溶液的说法正确的是 。 A.电离程度增大 B.溶液中离子总数增多C.溶液导电性增强 D.溶液中醋酸分子增多
解析:(3)将0.1 ml·L-1的醋酸溶液加水稀释,其电离平衡右移,电离程度增大,离子总数增多,但浓度减小,溶液导电性减弱,醋酸分子减少。
命题解密与解题指导情境解读:食醋、氨水在中医药中的药用价值。素养立意:通过探究弱电解质电离平衡,培养变化观念与平衡思想素养;通过学习食醋、氨水中医药的价值,培养学生科学态度与社会责任素养。
思维建模:弱电解质电离解题的思维方法及计算(1)思维方法
1.通过弱电解质电离平衡的学习,认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡。2.通过电离平衡常数的学习,了解电离平衡常数的含义及意义。
学习任务1 电离平衡常数与电离度
1.电离平衡常数(1)定义:在一定条件下达到 时,弱电解质电离生成的 . 与溶液中 之比是一个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数。
(3)意义:电离常数表征了弱电解质的电离能力。相同温度下,K越大,弱电解质的电离程度越 ,酸(或碱)性越 。(4)影响因素:对于同一弱电解质,电离常数只与 有关,由于电离过程一般为吸热过程,所以一般电离常数随温度升高而增大。微点拨:电离常数在弱电解质“稀溶液”中才适用,在浓的弱电解质溶液中,电离常数不成立。
微点拨:电离度相当于化学平衡中的平衡转化率,只是叫法不同而已。(2)影响因素:与化学平衡的平衡转化率一样,α不仅受温度影响,还受浓度影响(但不受压强影响,因为电离没有气体参与,溶液中弱电解质浓度不受压强影响)。弱电解质浓度越大,其电离度 ;浓度越小,电离度 ,可总结为“越稀越电离”。
电解质的电离学说是由瑞典物理化学家阿伦尼乌斯提出的。当时他认识到,要解释电解质水溶液在稀释时电导率的增强,就必须假定溶液中的电解质在无外界电流的作用下,就具有2种不同的形态:非活性的分子形态、活性的离子形态,当溶液被稀释时就可以使前者更多地转化为后者,从而使电导率增强。这种电离假说,连著名化学家门捷列夫也都极力反对,但是阿伦尼乌斯依然坚定自己的想法,继续深入研究,并且和奥斯特瓦尔德、范特霍夫等合作,随着他们的共同努力和科学技术的发展,电离学说最终被人们所接受,并且阿伦尼乌斯于1903年获得诺贝尔化学奖。下面我们沿着前人的足迹进行我们的探究。
探究 醋酸溶液中的电离平衡问题1:室温下,取6 g冰醋酸,用容量瓶配制成 1 L稀溶液,该稀醋酸溶液的物质的量浓度为多少?提示:6 g冰醋酸(纯醋酸)的物质的量为0.1 ml,所以所配制的稀醋酸溶液的物质的量浓度为0.1 ml·L-1。
问题2:室温下,用pH计测得上述稀醋酸溶液pH≈3.0,则醋酸电离常数为多少?
问题3:上述醋酸电离度为多少?
问题4:上述醋酸溶液稀释1 000倍后,假定温度不变,Ka是否变化?稀释后的pH为多少?电离度为多少?
电离平衡常数的应用(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱。相同温度下,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
1.(2021·甘肃兰州期中)部分弱酸的电离平衡常数(ml·L-1)如下表,下列选项不正确的是( )
3.已知室温时0.1 ml·L-1某一元酸HA溶液有0.1%HA发生电离,下列叙述错误的是( )A.该溶液的pH=4B.升高温度,溶液的KW增大C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7 ml·L-1D.该溶液里不存在HA分子
解析:HA在水中有0.1%发生电离,即HA部分电离,所以在溶液中存在HA分子,故D错误。
酸的强弱可以根据其电离常数来进行比较,比如Ka(CH3COOH)=1.7×10-5 ml·L-1,Ka(HF)=6.8×10-4 ml·L-1,所以酸性HF>CH3COOH,这里的酸性是条件相同时一种理论上的结果。但实际的溶液酸性还要考虑酸的浓度,比如较高浓度的醋酸溶液,其酸性有可能比很稀的HF溶液要强一些。
学习任务2 影响电离平衡的因素
1.电离平衡状态(1)概念:在一定条件(如温度、浓度)下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时,电离过程就达到了电离平衡状态。
(2)以v-t图像描述平衡建立过程。
(3)电离平衡的特征。
2.电离平衡的影响因素
某老师运用手持技术探究醋酸电离平衡移动方向。实验仪器及药品有pH传感器、温度传感器、磁力搅拌器、烧杯;0.05 ml·L-1醋酸溶液、蒸馏水、CH3COONa固体等。测得温度与pH关系如图1,醋酸溶液加水后pH与时间关系如图2。据此探究。
探究 醋酸电离平衡受外界条件的影响问题 1:根据图1,升温后,pH如何变化?c(H+)如何改变?醋酸电离平衡向哪个方向移动?提示:pH降低,c(H+)增大,说明醋酸电离平衡正向移动。问题2:根据图2,A点加水后pH突然升高到B点,而后pH降低直至C点再次不变 (达到平衡)。分析加水后醋酸电离平衡向哪个方向移动;再次平衡后 c(H+)与加水前相比有何改变。提示:加水后从B点到C点c(H+)增大,说明醋酸电离平衡正向移动;再次平衡后c(H+)(C点)比加水前(A点)小。
问题4:醋酸溶液加入CH3COONa固体,忽略温度变化,从Q与Ka的关系角度,分析醋酸电离平衡移动方向。此时pH传感器探测的溶液pH如何变化?
酸、碱溶液稀释后pH的变化规律1.酸或碱溶液稀释10n倍时pH的变化规律(1)强酸稀释10n倍:pH(稀)=pH(浓)+n;强碱稀释10n倍:pH(稀)=pH(浓)-n。(2)弱酸稀释10n倍:pH(浓)
(2)浓度相等的酸或碱溶液稀释。
1.(2021·天津三中期中)在100 mL 0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液中,欲使CH3COOH的电离程度和溶液的pH都增大,可采用的方法是( )A.加少量1 ml·L-1 NaOH溶液B.加少量1 ml·L-1盐酸C.加少量CH3COONa固体D.微热
解析:加入1 ml·L-1 NaOH溶液,与氢离子反应,氢离子浓度减小,pH增大,醋酸电离平衡向正反应方向移动,电离程度增大,A正确;加入1 ml·L-1盐酸,使溶液中氢离子浓度增大,醋酸电离平衡向逆反应方向移动,电离程度减小,B错误;加入醋酸钠固体,实际增加了醋酸根离子的浓度,醋酸电离平衡向逆反应方向移动,电离程度减小,C错误;醋酸电离吸热,升高温度,醋酸电离平衡向正反应方向移动,氢离子浓度增大,pH减小,D错误。
电离平衡与化学平衡移动分析方法完全相同,既可以根据勒·夏特列原理定性判断,又可以根据Q与K的关系定量判断。电离平衡中弱电解质分子相当于化学平衡的反应物,弱电解质电离出的离子相当于化学平衡的生成物。Q
2.误认为电离平衡正向移动,电离常数会增大,其实电离常数与浓度平衡常数一样仅受温度影响,浓度因素会导致平衡移动,但电离常数不变。3.误认为等体积、等浓度的CH3COOH、HCl两溶液,后者中和的NaOH的量更多。其实不然,一般中和反应程度非常高(除非一些非常弱的酸或碱),几乎能完全反应,虽然等浓度的醋酸溶液的氢离子浓度小于盐酸的,但是在反应过程中,随着H+消耗,电离平衡不断向右移动,可以把未电离的H+释放出来,最终醋酸中的H+几乎完全反应,所以两者等体积、等浓度时消耗氢氧化钠的量相同。
4.误认为等体积、等浓度的CH3COOH、HCl两溶液,后者与金属(如Zn)反应产生H2更多。其实不然,实际两者产生氢气的量相同,原理同上。5.误认为电离平衡向右移动,弱电解质的电离度一定增大。其实不然,例如向CH3COOH溶液中加冰醋酸,电离平衡向右移动,但CH3COOH的电离度减小。
氨水与食醋都有一定的药用价值。赵学敏的《本草纲目拾遗》中将氨水称为“鼻冲水”,明确指出:“出西洋,舶上带来,不知其制……宜外用,勿服。治外感风寒等症,嗅之大能发汗。”《本草纲目》关于食醋的记载如下:醋者,酢、苦酒也。气味酸、苦、温、无毒。主治:霍乱吐泻、脚转筋、腋下狐臭、痈疽不溃、牙齿疼痛、蜈蚣咬毒、汤火伤、乳痈坚硬等症。下面我们一起探究这两种弱电解质的电离平衡。
(2)常温下,有pH相同、体积相同的a.醋酸溶液、b.盐酸,现采取以下措施:①分别加适量醋酸钠晶体后,醋酸溶液中c(H+) (填“增大”“减小”或“不变”,下同),盐酸中c(H+) 。
答案:(2)①减小 减小
解析:(2)常温下,pH相同、体积相同的醋酸溶液和盐酸中氢离子浓度相同,醋酸是弱酸,部分电离,HCl是强酸,完全电离,则醋酸溶液中溶质浓度大于盐酸中HCl的浓度。①分别加适量醋酸钠晶体后,引入醋酸根离子,醋酸的电离平衡左移,故醋酸溶液中的c(H+)减小;加入醋酸钠晶体,能和强酸HCl反应生成弱酸醋酸,故溶液中c(H+)减小。
(2)常温下,有pH相同、体积相同的a.醋酸溶液、b.盐酸,现采取以下措施:②分别加水稀释10倍后,醋酸溶液中的c(H+) (填“>”“=”或“<”,下同)盐酸中的c(H+)。
解析:②加水稀释后,溶液中氢离子浓度都减小,所以pH都增大,醋酸是弱酸,存在电离平衡,又电离出氢离子,醋酸溶液中的c(H+)>盐酸中的c(H+)。
(2)常温下,有pH相同、体积相同的a.醋酸溶液、b.盐酸,现采取以下措施:③分别加等浓度的NaOH溶液至恰好反应,所需NaOH溶液的体积:醋酸溶液 盐酸。
解析:③pH相同的醋酸溶液和盐酸,醋酸溶液中溶质的浓度大于盐酸中HCl的浓度,加等浓度的NaOH溶液至恰好反应,所需NaOH溶液的体积为醋酸溶液>盐酸。
(2)常温下,有pH相同、体积相同的a.醋酸溶液、b.盐酸,现采取以下措施:④温度都升高20 ℃,醋酸溶液中c(H+) 盐酸中c(H+)。
解析:④HCl是强酸,其水溶液中不存在电离平衡,升高温度基本不影响盐酸的pH,醋酸是弱酸,其水溶液中存在电离平衡,升高温度,促进醋酸电离,导致醋酸溶液中氢离子浓度增大,所以醋酸溶液的pH减小,醋酸溶液中c(H+)>盐酸中c(H+)。
(3)将0.1 ml·L-1的醋酸溶液加水稀释,下列有关稀释后醋酸溶液的说法正确的是 。 A.电离程度增大 B.溶液中离子总数增多C.溶液导电性增强 D.溶液中醋酸分子增多
解析:(3)将0.1 ml·L-1的醋酸溶液加水稀释,其电离平衡右移,电离程度增大,离子总数增多,但浓度减小,溶液导电性减弱,醋酸分子减少。
命题解密与解题指导情境解读:食醋、氨水在中医药中的药用价值。素养立意:通过探究弱电解质电离平衡,培养变化观念与平衡思想素养;通过学习食醋、氨水中医药的价值,培养学生科学态度与社会责任素养。
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