人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第一节 电离平衡优秀教案

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第一节 电离平衡优秀教案，共13页。教案主要包含了弱电解质的电离等内容，欢迎下载使用。
第一课时 电离平衡
课题： 3.1 电离平衡
课时
1
授课年级
高二
课标要求
1.了解弱电解质在水溶液中电离过程的特点和复杂性。
2.掌握电离平衡的概念，知道弱电解质在溶液中会逐渐离解为自由移动的离子。
3.理解影响弱电解质电离平衡的因素，包括温度、浓度、酸碱性等，能够根据这些因素进行简单的计算。
4.能够利用电离平衡解释一些化学现象和进行相关的计算。
5.知道电离平衡常数的概念和用途，能够利用电离平衡常数进行相对比较和简单的计算。
6.培养学生对弱电解质电离平衡的兴趣和探究精神，鼓励学生通过实验和观察来加深对电离平衡的理解。
教材
分析
本章是上一章化学平衡理论的延伸和扩展。第一节弱电解质的电离的课标要求主要是认识电解质的强弱和能用化学平衡理论描述电解质在水溶液中的电离平衡。本节理论性较强，是理论与实践相结合的一节，掌握方法是学好本节知识的关键。在具体的学习中，注意与初中和高中必修内容的衔接，增强知识的逻辑性，以化学平衡理论为指导，引出一系列新知识点；同时通过实验加强科学方法、科学态度的学习，加强能力和技能培养。电离平衡是弱电解质研究的基础，也是学生掌握电解质性质和计算的重要依据。在教材中，电离平衡涉及到弱电解质的分类、电离过程、影响因素和计算等多个方面。
首先，弱电解质的分类是电离平衡的基础。教材需要介绍不同类型的弱电解质，如强酸弱碱、强碱弱酸等，并解释它们在溶液中的性质和区别。这有助于学生了解不同类型的弱电解质的电离过程和影响因素，为后续学习打下基础。
其次，电离平衡的过程是可逆的，受到许多因素的影响，如温度、浓度、酸碱性等。教材需要详细介绍这些影响因素的作用和影响程度，使学生能够根据实际情况进行计算和判断。例如，温度对电离平衡的影响可以通过热力学数据来解释，而浓度和酸碱性对电离平衡的影响可以通过实验数据来证明。
此外，电离平衡的计算是化学计算的重要组成部分。教材需要介绍电离平衡中各种离子浓度、电导率、离子积等计算问题，并给出相应的计算方法和公式。这有助于学生掌握电解质溶液中各种离子的行为和浓度，为后续学习电解质性质和计算打下基础。
最后，电离平衡在化学实验中有着广泛的应用。教材可以通过实验案例来介绍电离平衡在实际中的应用和意义，如酸碱滴定、离子交换剂等。通过实验，学生可以更好地理解电离平衡的实际应用和意义，同时也可以加深对电离平衡的理解。
教学目标
知识目标：学生能够理解电离平衡的概念，掌握影响电离平衡的因素，能够根据这些因素进行简单的计算。
能力目标：学生能够利用电离平衡解释一些化学现象，进行电离平衡常数的相关计算，提高实验设计和操作能力。
情感目标：学生通过电离平衡的学习，能够对化学现象保持好奇心和探究精神，激发学习化学的兴趣和动机，培养团队合作和交流的能力。
重点
难点
重点：弱电解质电离平衡的影响因素
难点：弱电解质电离平衡的平衡常数计算
核心素养
科学探究与思维：学生需要运用科学探究的方法，通过实验和观察来理解电离平衡的过程和影响因素，培养科学思维和探究能力。
证据推理与模型认知：学生需要基于实验数据和现象，运用证据推理的思维方式，对电离平衡的概念和影响因素进行分析和理解。此外，还需要构建电离平衡的模型，把握其本质特征。
实践操作与动手能力：学生需要掌握电离平衡实验的操作技能，能够进行简单的实验设计和操作，培养实践操作和动手能力。
学情分析
学生在高一阶段已经掌握电解质的概念，了解电解质的电离以及电解质导电原理，但是高一阶段学生接触的主要是强电解质的电离，对于弱电解质电离比较陌生。学生通过选择性必修一第二章学习了化学平衡，了解了化学平衡的建立，平衡的移动，化学平衡常数以及影响化学平衡的因素，而本节内容的电离平衡实际也是一种化学平衡，通过引导让学生进行知识迁移，学生比较容易理解电离平衡。
教学过程
教学环节
教学活动
设计
意图
环节一、
创设情境，激发兴趣
生活情境、引入电解质的弱电解质的应用思考
【复习回顾】
一、电解质、非电解质：
电解质：在水溶液或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质：在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物。
电解质
非电解质
定义
在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物
在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物
本质区别
溶于水或熔融时，自身能电离
溶于水和熔融时，自身不能电离
实例
酸、碱、盐、活泼金属氧化物等
非金属氧化物、大多数有机物、NH3等
【教师】引导学生思考问题
【问题1】金属单质是不是电解质?
【学生】金属单质既不是电解质，也不是非电解质；电解质和非电解质是针对化合物来分类的。
【问题2】NaCl溶液可以导电，所以NaCl溶液是电解质?
【学生】NaCl溶液是混合物。电解质和非电解质是针对化合物来分类的。
【问题3】CO2水溶液可以导电，CO2是不是电解质?
【学生】电解质必须是自身能电离出离子。CO2自身不能电离出离子。
【情境引入】除烧水壶的水垢可以用食醋，而用于除厕所水垢的洁厕灵中却含有腐蚀性较强的盐酸。用同浓度的醋酸代替盐酸，效果一样吗？
【设问】盐酸是强酸、醋酸是弱酸，那这个强弱体现在哪呢？

通过复习、创设问题情境导入启发学生思考。达到温故知新的效果。
环
节
二
金属腐蚀的类型和特点。
活动一、
实验探究同浓度的强酸和弱酸与金属反应的现象
一、强电解质和弱电解质
【实验】让学生根据已有知识储备预测实验的现象，巡逻、指导学生操作实验。控制整个实验过程时间为5分钟内，实验结束请学生分享实验记录。
【教师】实验—同浓度的HCl和CH3COOH，分别加入镁条，观察实验现象：

【学生1】观察到盐酸中镁条产生的气泡速度快。
【学生2】向两张精密pH试纸上分别滴加浓度均为0.1ml/L的盐酸和醋酸，并与标准比色卡对比。观察到盐酸pH为1，醋酸pH约为3。说明盐酸完全电离而醋酸不完全电离。
【学生3】分别用0.1ml/L的盐酸和醋酸进行导电性实验，观察灯泡亮度。我们看到接入盐酸的灯泡比接入醋酸的亮。
【教师】对学生观察到的实验进行总结
【实验】取相同体积、0.1 ml/L的盐酸和醋酸，比较它们pH的大小，试验其导电能力，并分别与等量镁条反应，观察、比较并记录
【实验记录表单】
酸
0.1 ml/L 盐酸
0.1 ml/L 醋酸
pH
1
3
导电能力
灯泡明亮
灯泡按
与镁条反应
反应剧烈，产生大量气泡
反应缓慢，产生少量气泡
【过渡】以上3个实验现象都说明了氯化氢在水中的电离程度要大于醋酸，那差距到底有多大？
【学以致用】相同浓度的盐酸、醋酸溶液导电能力谁强？
【学生】导电能力与什么有关：离子浓度和离子所带电荷。
【教师】讲解电解质的电离方程式的书写方法
①强电解质：“ ”、弱电解质：“ ”
②多元弱酸分步电离，分步书写
③多元弱碱分步电离，一步书写
④强酸酸式盐的电离，熔融状态分步电离、水溶液一步电离
⑤弱酸酸式盐的电离，分步电离
【互动】
1.强电解质用等号，弱电解质用可逆号
H2SO4 = 2H+ + SO42- CH3COOH CH3COO - + H+
2.二元及多元弱酸的电离分步完成, 并以第一步电离为主。
H2CO3 H+ + HCO3-
HCO3- H+ + CO32-
3.多元弱碱的电离认为一步完成。
Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH-
4.酸式盐的电离
强酸酸式盐：NaHSO4＝Na＋＋H＋＋SO42－
弱酸酸式盐：NaHCO3＝Na＋＋HCO3－ HCO3－ H＋＋CO32－
【教师】口诀总结电解质电离方程式写的规律
强等号、弱可逆；多元弱酸分步写；多元弱碱一步完；酸式盐看强弱、看条件
【练习1】下列事实中一定能证明CH3COOH是弱电解质的是
①用CH3COOH溶液做导电实验，灯泡很暗
②0.1CH3COOH溶液中
③往NaHCO3溶液中滴加CH3COOH溶液，产生大量气泡
④20mL0.2CH3COOH溶液恰好与20mL0.2NaOH溶液完全反应
⑤1mL 的CH3COOH溶液稀释至1L，
A．①②B．②③C．②⑤D．③④
【解析】①中未指明浓度，也没有参照物，不能说明CH3COOH是弱电解质；
②0.1CH3COOH溶液中，说明CH3COOH未完全电离，说明CH3COOH是弱电解质；
③往NaHCO3溶液中滴加CH3COOH溶液，产生大量气泡，生成了CO2，说明酸性：CH3COOH>H2CO3，H2CO3是弱酸，不能说明CH3COOH是弱电解质；
④20mL0.2CH3COOH溶液恰好与20mL0.2NaOH溶液完全反应，不能说明CH3COOH是弱电解质；
⑤1mL 的CH3COOH溶液稀释至1L，，说明CH3COOH未完全电离，加水稀释促进了电离，能够说明CH3COOH是弱电解质；故选C。
【练习2】下列电离方程式中，错误的是
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】A．Fe2(SO4)3是强电解质，完全电离出Fe3+和，且符合质量守恒、电荷守恒，A正确；
B．H2SO4是强酸，完全电离出H+和，符合质量守恒、电荷守恒，B正确；
C．为弱酸根离子，不能完全电离，不能写成H+和，正确的应为，C错误；
D．Ba(OH)2为强碱，完全电离出Ba2+和OH-，且符合质量守恒、电荷守恒，D正确；
正确答案为C。
二、弱电解质的电离
【设问】CH3COOH在水溶液中的电离可逆吗？教师引导学生设计实验，寻找证据。
【教师】分析弱电解质电离平衡图像
【引导】教师引导学生用六个字总结弱电解质的电离平衡特点：逆、等、定、动、变
【教师】通过分析特征，我们可以感觉到电离平衡和我们前面学的化学平衡非常类似，那么当条件改变，电离平衡也可以发生移动，我们可以用“勒夏特列原理”解释。
【回顾】影响化学平衡移动的因素有哪些？
【学生】温度，压强（气体）、浓度（溶液、气体）、催化剂
【教师】在水溶液中影响电离平衡的因素有哪些？
小组讨论：CH3COOH CH3COO - + H+填写下列表格
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(Ac-)
c(HAc)
电离程度
导电能力
升高温度
通入HCl
加NaOH(s)
加NaAc(s)
加 水
加冰醋酸
【讨论结果】
【教师】总结弱电解质电离平衡影响因素
（1）溶液加水稀释：弱电解质溶液的浓度越小，电离程度越大；但在弱酸溶液中c(H＋)减小，弱碱溶液中c(OH－)减小。
（2）改变温度：电离是吸热的，升高温度使电离平衡向右移动，溶液中弱电解质分子数减小，溶液中离子浓度增大。
（3）同离子效应：当向弱电解质溶液中加入的物质含有与弱电解质相同的离子时，由于同种离子的相互影响，使电离平衡向左移动，弱电解质的电离程度减小。
（4）加入能反应的物质：当向弱电解质溶液中加入的物质能和弱电解质电离出的离子反应时，电离平衡向右移动，参加反应的离子浓度减小，其他的离子浓度增大。
【练习3】蚁酸(HCOOH)是一种一元弱酸，下列说法可以证明它是弱电解质的是
A．蚁酸溶液的pH值=2B．常温下HCOONa溶液的pH＞7
C．蚁酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳D．蚁酸溶液与锌反应比强酸溶液缓
【答案】B
【详解】A．蚁酸溶液的浓度未知，蚁酸溶液的pH值=2，不能确定其是否完全电离，所以不能证明它是弱电解质，故A错误；
B．常温下HCOONa溶液的pH＞7，说明HCOONa为强碱弱酸盐，水解显碱性，即HCOOH为弱酸，故B正确；
C．根据强酸制弱酸原理可知，蚁酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明蚁酸的酸性强于碳酸，并不能证明蚁酸是弱电解质，故C错误；
D．蚁酸溶液或强酸溶液与锌反应的实质是锌与氢离子反应，因两者溶液浓度未知，因此无法根据反应速率判定蚁酸是否为弱电解质，故D错误；
【练习4】现有①、②HCl、③三种溶液，下列说法不正确是
A．pH相同时，其物质的量浓度由大到小的顺序是①>②>③
B．物质的量浓度相同时，其pH由大到小的顺序是①>②>③
C．中和等量的烧碱溶液，需等物质的量浓度的①②③三种酸溶液的体积比为2：2：1
D．用相同大小的铁片与少量pH相同的三种溶液制取氢气，收集相同体积的气体所需时间①>②=③
【答案】D
【详解】A．当它们pH相同时，溶液中氢离子浓度相同，假设提供1ml/L的氢离子，需要醋酸浓度应大于1ml/L；需要②溶液浓度为1ml/L；、需要③H2SO4溶液浓度为0.5ml/L；其物质的量浓度由大到小排列的是①＞②＞③，A正确；
B．当它们的物质的量浓度相同时，假设浓度都是1ml/L；①CH3COOH溶液电离出氢离子浓度小于1ml/L、②HCl电离出氢离子浓度为1ml/L、③H2SO4，电离出的氢离子浓度为2ml/L；pH由大到小排列的是①＞②＞③，B正确；
C．中和等量的烧碱溶液，假设氢氧化钠物质的量为1ml，需要①醋酸1ml，需要②HCl1ml；需要③H2SO40.5ml；需同浓度的三种酸溶液的体积比为2∶2∶1，C正确；
D．pH相同的①、②、③三溶液，开始的H+浓度相同，随着反应的进行，醋酸继续电离出H+，反应速率快，而盐酸和硫酸不再电离，H+浓度不变，反应速率不变，故收集相同体积的气体所需时间①