第一节弱电解质的电离2

第一节弱电解质的电离教学目的:1、知道强、弱电解质的定义，理解弱电解质在水溶液中的电离平衡，了解酸碱电离理论2、了解电离平衡常数及其意义3、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教学重点：强、弱电解质的概念和弱电解质的电离平衡教学难点：弱电解质的电离平衡教学过程：在必修1中我们学习了电解质的定义，请大家回忆一下电解质的定义是什么？【在水溶液或熔化状态下能导电的化合物】也就是说电解质首先必须是化合物，而且这种化合物有这样的特性：就是在水溶液中或者是在熔融状态下能够导电，这样的化合物我们就称之为电解质。一、强弱电解质1、电解质：在水溶液或熔化状态下能导电的化合物。如：HCl、NaOH、NaCl、CH3COOH等这些都是电解质；常见的电解质有活泼的金属氧化物、酸、碱、盐和水。反之，在水溶液中和熔融状态下都不能够导电的化合物叫做非电解质。如：蔗糖、酒精；常见的非电解质有非金属氧化物和大多数有机物。注意无论是电解质还是非电解质都是指的化合物，单质和混合物既不是电解质也不是非电解质；还有就是电解质不一定导电（如NaCl固体），能导电的物质也不一定就是电解质（如Cu、Fe）。电解质为什么在水溶液中或熔融状态下能够导电呢？电解质在水溶液中或熔融状态下之所以能够导电是因为他们发生了电离，产生了能够自由移动的阴、阳离子，而阴阳离子又带有电荷，因此电解质在水溶液中或熔融状态下能够导电。实验3-1：在这两个反应中，本质都是金属镁和H+的反应。但是实验表明，HCl、CH3COOH与活泼金属反应的剧烈程度和pH值都有差别，说明这两种溶液中的H+浓度是不同的。相同体积、浓度的盐酸和醋酸中H+的浓度却不相同，说明HCl、CH3COOH的电离程度不同。其中HCl在水溶液中是全部电离成，H+和Cl—；而CH3COOH在水溶液中却是部分电离成CH3COO—和H+。也就是说电解质在水中不都是全部电离的，在电离程度上是有差别的。我们就将能够全部电离的电解质称为强电解质，反之，只有一部分发生电离的电解质称为弱电解质。2、强电解质:在水分子作用下，能完全电离为离子的化合物强酸、强碱和大多数盐都是强电解质，如硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠、氯化钠、硝酸钾等，在强电解质中只存在水合离子，不存在溶质分子。3、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弱酸、弱碱和水是弱电解质，如：醋酸、次氯酸、氨水等，在弱电解质中既存在水合离子，又存在溶质分子。二、弱电解质的电离强电解质溶于水之后是完全电离成阴阳离子，即电离的程度很完全，溶液中只有水合离子。而弱电解质溶于水之后是部分电离，溶液中既存在水合离子又存在溶质分子。那弱电解质溶于水之后有哪些特点呢？下面我们以醋酸为例来学习弱电解质的电离平衡。当醋酸溶于水之后，存在着两个完全相反的过程。首先，在水分子的作用下，CH3COOH会电离成CH3COO－和H＋，但与此同时，电离出的CH3COO－和H+又会结合成弱电解质CH3COOH分子，即CH3COOH的电离过程是可逆的。1、CH3COOHCH3COO－+H＋（用可逆符号链接）随着CH3COOH分子的电离，CH3COOH分子的浓度逐渐减小，由CH3COOH分子电离成CH3COO－和H＋速率会逐渐减小；而随着电离的进行CH3COO－和H+浓度会逐渐增大，所以CH3COO－和H+结合成CH3COOH分子的速率逐渐增大。当某一时刻醋酸分子电离成离子的速率与离子结合成醋酸分子的速率相等的时候，溶液中分子的浓度和离子的浓度都保持不变，这个时候醋酸的电离就达到了平衡状态，这样的平衡我们称之为电离平衡。2、电离平衡：在一定条件（如温度、浓度）下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，这种平衡叫做电离平衡。化学平衡有其前提、本质和结果，电离平衡也属于一种化学平衡。那电离平衡的前提、本质和结果分别是什么呢？前提：弱电解质的电离；本质：电离的速率与结合的速率相等；结果：各组浓度保持不变［问］电离平衡状态有何特征？3、电离平衡的特征：(1)动：电离平衡是一种动态平衡(2)等:V电离=V结合(3)定:平衡时溶液中各分子、离子的浓度不变，溶液里既有离子又有分子(4)变：外界条件改变时，电离平衡发生移动。［问］既然电离平衡可以移动，哪些因素可引起电离平衡的移动呢？4、影响因素：(1)内因：电解质本身的性质。通常电解质越弱，电离程度越小。由于弱电解质的电离是吸热的过程，因此升高温度，电离平衡将向电离方向移动，弱电解质的电离程度将增大。(2)外因：①浓度：温度升高，平衡向电离方向移动。［讲］同一弱电解质，增大溶液的物质的量浓度，电离平衡将向电离方向移动，但电解质的电离程度减小；稀释溶液时，电离平衡将向电离方向移动，且电解质的电离程度增大。这时虽然电离程度变大，但溶液中离子浓度不一定变大。②浓度：溶液变稀有利于电离［讲］增大弱电解质电离出的某离子的浓度，电离平衡向将向离子结合成弱电解质分子的方向移动，弱电解质的电离程度将减小；减小弱电解质电离出的离子的浓度，电离平衡将向电离方向移动，弱电解质的电离程度将增大。③同离子效应：在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质，使电离平衡向逆方向移动［讲］除此之外，我们还可以通过化学反应影响平衡移动，在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时，可以使电离平衡向电离方向移动。例：在氨水中存在电离平衡：NH3·H2ONH4＋+OH－下列几种情况能否引起电离平衡移动？向哪个方向移动？①加NH4Cl固体②加NaOH溶液③加HCl④加CH3COOH溶液⑤加热⑥加水⑦加压［讲］加水时，会使单位体积内NH3·H2O分子、NH4＋、OH－粒子数均减少，根据勒沙特列原理，平衡会向粒子数增多的方向，即正向移动。但此时溶液中的NH4＋及OH－浓度与原平衡相比却减小了，这是为什么呢？请根据勒夏特列原理说明。不同的弱电解质电离的程度是不一样的，那怎样来衡量弱电解质电离的程度呢？在可逆反应中衡量可逆反应进行的程度是化学平衡常数，同样，在电离过程中我们可以用电离平衡常数来衡量弱电解质的电离程度。三、电离平衡常数1、定义：在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，用K表示。2、表示方法：ABA++B－AB)(c)-B(c)A(cK电离［讲］弱电解质的电离常数表达式中的C(A+)、C(B-)和C(AB)均为达到电离平衡后各粒子在溶液中的浓度值，并不是直接指溶质的物质的量浓度值。并且，在温度一定时，其电离常数就是一个定值。［讲］电离常数随着温度而变化，电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关，同一温度下，不论弱酸、弱碱的浓度如何变化，电离常数是不会改变的。3、同一弱电解质在同一温度下发生浓度变化时，其电离常数不变。［讲］弱酸的电离平衡常数一般用Ka表示，弱碱用Kb表示。请写出CH3COOH和NH3·H2O的电离平衡常数表达式Ka=COOH)CH(c)H(c)-COOCH(c33Kb=O)HNH(c)-OH(c)NH(c234［讲］从电离平衡常数的表达式可以看出，分子越大，分母越小，则电离平衡常数越大，即弱电解质的电离程度越大，因此，电离平衡常数可用来衡量弱电解质相对强弱。那么，用电离平衡常数来比较电解质相对强弱时，要注意什么问题呢？K值越大电离程度越大，相应酸(或碱)的酸(或碱)性越强。K值只随温度变化。实验3－2：向两支分别盛有0.1mol/LCH3COOH和硼酸的试管中加入等浓度的碳酸钠溶液，观察现象。结论：酸性：CH3COOH碳酸硼酸。5、同一温度下，不同种弱酸，电离常数越大，其电离程度越大，酸性越强。［讲］弱电解质的电离常数越大，只能说明其分子发生电离的程度越大，但不一定其溶液中离子浓度大，也不一定溶液的导电性强。［讲］前面讲的醋酸这些都是一元酸，一步就可以电离，那对于像H2CO3、H3PO4这些多元弱酸电离又是怎样的呢？实验证明多元弱酸是分步电离的，而且每步都有各自的电离平衡常数，那么各步电离平衡常数之间有什么关系？多元弱酸与其他酸比较相对强弱时，用哪一步电离平衡常数来比较呢？6、多元弱酸是分步电离的，电离平衡常数：K1＞K2＞K3，其酸性主要由第一步电离决定。［讲］电离难的原因：a、一级电离出H＋后，剩下的酸根阴离子带负电荷，增加了对H＋的吸引力，使第二个H＋离子电离困难的多；b、一级电离出的H＋抑制了二级的电离。