课件53张PPT。第三章 水溶液中的离子平衡 地球是个“水球”,海洋、
江河和地下水成了离子反应广
泛存在的条件。 地球化学 酸、碱和盐在水溶液中的
反应,以离子反应为特征。是
一类不需要用活化能来引发的
反应。 本章的学习以化学平衡理论为基础,进一步探讨酸、碱、盐在水中的离子反应,深入了解离子反应的本质;探究化学平衡、电离程度和溶解度之间的关系及其应用。本章内容1、弱电解质的电离
2、水的电离和溶液的酸碱性
3、盐类的水解
4、难溶电解质的溶解平衡第一节 弱电解质的电离第一课时(1)什么叫电解质? 举例说明.
(2)什么叫非电解质?举例说明.知识回顾:一、强弱电解质电解质:在水溶液中或熔融状态时能够导电的化合物非电解质:在水溶液中和熔融状态都不能导电的化合物练
习1.融化状态下能导电的物质一定是电解质2.融化状态下不能导电的物质一定不是电解质3.溶于水能导电的物质一定是电解质4.某些化合物溶于水能导电一定是电解质(一)、电解质、非电解质的概念1.石墨能导电,所以是电解质。
2.由于BaSO4不溶于水,所以不是电解质。
3.盐酸能导电,所以盐酸是电解质。
4.SO2、NH3、Na2O溶于水可导电,所以均为电解质。
讨论:以下几种说法是否正确,并说明原因。 SO2、NH3、Cl2的水溶液均能导电,它们是电解质
吗?某些离子化合物(如Na2O、Na2O2、CaO)溶于
水后电离出的离子并非其自身的,它们却属于电
解质,为什么?怎样区分电解质与非电解质?思考1电解质、非电解质的区分看水溶液或熔融状态下
能否导电,而且能导电的原因是自身能电离出自
由移动的离子
注意2.CO2、NH3等溶于水得到的水溶液能导电,但它们不是电解质,因为导电的物质不是其本身3.难溶的盐(BaSO4等)虽然水溶液不能导电
但是在融化时能导电,也是电解质。 根据实验现象,探索下列问题:
(1)反应的实质是什么?影响反应的速率的因素是什么?
(2)当酸溶液的物质的量浓度相等时,pH 值是否相等,即c(H+)是否相等? 实验3-1:体积相同,浓度相同的盐酸和醋酸与等量镁条反应,并测量酸溶液的pH值 快慢02开始1mol/LHCl与镁条反应剧烈,说明1mol/LHCl中氢离子浓度大,即氢离子浓度为1mol/L,说明HCl完全电离;而开始1mol/LCH3COOH与镁条反应较慢,说明其氢离子浓度较盐酸小,即小于1mol/L,说明醋酸在水中部分电离。HCl是强电解质,CH3COOH是弱电解质。探究结果:强电解质:在水溶液里几乎完全电离的电解质。
如强酸、强碱、绝大多数盐
弱电解质:在水溶液里只有部分电离的电解质。
如弱酸、弱碱、水。(二)、强弱电解质的概念练习:判断下列物质,哪些是强电解质?哪些弱电解质?NaCl、 NaOH 、 H2SO4、CH3COOH、NH3·H2O、Cl2、Cu问题1:为什么电解质溶于水或在熔融状态下能导电?问题2:NaCl晶体能否导电?为什么?它的水溶液或熔融状态呢?判断:强电解质的水溶液导电能力一定比弱电解质的强。思考题问题3:水溶液的导电能力与哪些因素有关系?离子的浓度和离子所带的电荷数CaCO3、Fe(OH)3的溶解度都很小, CaCO3属于强电
解质,而Fe(OH)3属于弱电解质;CH3COOH、HCl的
溶解度都很大, HCl属于强电解质,而CH3COOH 属于
弱电解质。电解质的强弱与其溶解性有何关系?
怎样区分强弱电解质?
思考题强弱电解质的区分依据不是看该物质溶解度的大小,
也不是看其水溶液导电能力的强弱,而是看溶于水的部分
是否完全电离.练习下列物质能导电的是______,属于强电解质的是______,属于弱电解质的是________,属于非电解质的是_______.
a.铜丝 b.金刚石 c.石墨 d.NaCl e.盐酸 f.蔗糖 g.CO2 h.Na2O i.硬脂酸 j.醋酸 k.硅酸 l.碳酸氢铵 m.氢氧化铝 n.氯气 o. BaSO4 a.c.e.d.h.l.oi.j.k.m.f.g.分析与讨论:1、NaCl、NaOH是由什么键构成的什么化合
物?在水溶液里电解质以什么形式存在?2、HCl、H2SO4是由什么键构成的什么化合物?在水溶液里电解质以什么形式存在?(三)、强弱电解质与结构的关系离 子 化 合 物(如强碱和大部分盐类)NaCl == Na+ + Cl-(如强酸)电离方程式可表示为:某些具有
极性键的共价化合物}强电解质 CH3COOH、NH3·H2O是由什么键构成的什么化合物?在水溶液里电解质以什么形式存在?某些具有极性键的共价化合物
(如弱酸、弱碱和水)弱电解质CH3COOHCH3COO - + H+分析与讨论: (四)、电解质的电离方程式书写
(1)强电解质——完全电离,书写时用“=”号 (2)弱电解质练习:写出下列电解质电离的方程式:
H2SO4、 H2S、 HF 、Cu(OH)2 、Ba(OH)2
CH3COONH4、K2CO3、KHCO3、KHSO4、
H3PO4 、NaH2PO4
小结电离方程式:
强等号、弱可逆 多元弱酸分步写 多元弱碱一步完小结:离子化合物大部分的盐类强 碱共价化合物强 酸弱 酸弱 碱 水弱
电
解
质强电解质离子型氧化物电解质非
电
解
质多数有机物某些非金属氧化物化合物第一节 弱电解质的电离第二课时物质混合物纯净物单质化合物电解质非电解质强电解质弱电解质强碱大多数盐部分活泼金属氧化物强酸弱酸弱碱水某些有机物某些非金属氧化物离子化合物共价化合物物质的分类复习回忆强电解质与弱电解质的比较完全电离部分电离不可逆过程可逆过程电离方程式用等号电离方程式用可逆符号水合离子分子、水合离子 弱电解质分子与其电离出来的离子共同存在,在这里也存在着一个平衡,————电离平衡
下列关于电解质与结构关系的叙述正确的是A.非金属氧化物可能是强电解质
B.极性共价化合物一定是强电解质
C.绝大多数离子化合物和某些具有极性键的共价化合物是强电解质
D.某些具有极性键的共价化合物是弱电解质
课堂练习CD二、弱电解质的电离平衡思考与讨论: (2)当V电离 = V结合时,可逆过程达到一种什么样的状态。 (1)开始时,V电离 和 V结合怎样变化? (3)关于上述电离平衡,什么条件的改变会使平衡向电离的方向移动?电离平衡状态建立反应速率V(电离)V(结合)V(电离) = V(结合) 电离平衡状态弱电解质电离平衡状态建立示意图时间电离平衡和化学平衡一样,当外界条件改变时符合勒夏特列原理。 思考与交流(见课本P42)2.填写下表的空白:达到电离平衡时最小最小最大变大变大变小不变不变不变最大最大最小变小变小变大不变不变不变电离平衡 1.定义:2.特点: 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成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态——动 电离平衡是一种动态平衡 定 条件不变,溶液中各分子、离子 的浓度不变,溶液里既有离子又有分子 变 条件改变时,电离平衡发生移动。 逆 弱电解质的电离二、弱电解质的电离平衡 例:在氨水中存在怎样的电离平衡?若向其中分别加入: 思考与讨论:右左左右右
?右?3.影响电离平衡的因素
(1)温度
电离过程是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动。
(2)浓度
弱电解质浓度越大,电离程度越小。
(3)其他因素
同离子效应(即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)、化学反应增大增大增大增大增大增大增大?增大?增大增大增大增大减小?减小?减小减小减小减小减小减小1.弱电解质加水稀释时,电离程度_____,离子浓度______? (填变大、变小、不变或不能确定) 变大不能确定 画出用水稀释冰醋酸时离子浓度随加水量的变化曲线。问题讨论练习1.把0.05molNaOH固体分别加入100mL下列液体中,溶液的导电性变化不大的是( )
A.自来水
B.0.5mol/LNH4Cl溶液
C.0.5mol/L 醋酸
D.0.5mol/L盐酸 BD练习2.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为减缓反应速率而不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的 ( )
A.NaOH(固) B.H2O C.NH4Cl(固) D.CH3COONa (固) BD
2.金属导电与电解质溶液导电有何不同?升温对二者的导电性有何影响?
*前者自由电子的定向移动;后者自由移动的离子定向移动*升温,金属导电性减弱;电解质溶液导电性增强问题讨论练习1.将0 .1mol/L的氨水稀释10倍,随着氨水浓度的降低,下列数据逐渐增大的是( )
A. C(H+) B. C(OH-)
C. C(OH-) /C(NH3·H2O) D. C(NH4+)AC练习2.有浓度相同、体积相等的三种酸:
a、盐酸 b、硫酸 c、醋酸,同时加入足量的锌,则开始反应时速率_________ ,反应完全后生成H2的质量_________。(用<、=、> 表示)b > a=cb>a > c3.有H+浓度相同、体积相等的三种酸:
a、盐酸 b、硫酸 c、醋酸,同时加入足量的锌,则开始反应时速率______,反应完全后生成H2的质量_________。(用<、=、> 表示)a=b=ca=b(1)温度
(2)浓度
(3)其他因素
复习回忆电离过程是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动。弱电解质浓度越大,电离程度越小。同离子效应:使电离平衡向逆移. 问题:怎样定量的比较弱电解质的相对强弱?电离程度相对大小怎么比较? 看课本自学相关内容并思考:
(1)什么叫电离平衡常数?
(2)电离平衡常数的化学含义是什么?
(3)怎样用电离平衡常数比较弱电解质的相对强弱?
(4)影响电离平衡常数的因素是什么?三、电离平衡常数(K)----弱电解质电离程度相对大小一种参数对于一元弱酸 HA H++A-,平衡时对于一元弱碱 MOH M++OH-,平衡时2、电离平衡常数的化学含义:1、计算方法:K值越大,电离程度越大,相应酸 (或碱)的酸(或碱)性越强。3、影响电离平衡常数的因素
K值只随温度变化。写出H3PO4在水溶液中的电离方程式。H3PO4H+ + H2PO4- 一(1)H2PO4-H+ + HPO42- 一(2)HPO42-H+ + PO43- 一(3)②多元弱酸是分步电离的,K1》K2(一般要相差105)。 多元弱酸的酸性由第一步电离决定。①电离平衡是动态平衡,平衡移动符合勒夏特列原理说明: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。你知道第二步电离难的原因吗?
试根据课本中P43“一些弱酸和弱碱的电离平衡常数”比较它们的相对强弱。草酸>磷酸>柠檬酸>碳酸 四 、弱电解质电离程度相对大小的另一种参数-------电离度α 练习1.下列物质的导电性最差的是( )A.0.1mol/L的盐酸 B.0.1mol/L的氢氟酸
C. 0.1mol/L的氢氰酸 D. 石墨棒
已知氢氟酸的K大于氢氰酸
C验证醋酸是弱电解质的实验方案方案一 配制某浓度的醋酸溶液,向其中滴入几滴甲基橙试液,然后再加入少量醋酸钠晶体,振荡。 现 象 溶液由红色逐渐变为橙色。 原 理 醋酸是弱电解质,其水溶液中存在着电离平衡:
CH3COOH CH3COO-+H+
根据化学平衡移动原理,在醋酸溶液中加入醋酸钠晶体后,溶液中的醋酸根离子浓度增大,醋酸电离平衡向左移动,导致H+浓度减小,因此溶液由红色逐渐变为橙色。 。方案二 配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液。 现 象 溶液由无色变为浅红色。 原 理 醋酸钠是强碱弱酸盐,溶于水后要发生水解,其水溶液中存在着水解平衡:CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- 。根据盐类水解理论,醋酸根离子与水电离出的氢离子结合生成弱电解质醋酸,破坏了水的电离平衡,导致氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,使溶液显碱性。 方案三 称取一定量的无水醋酸配制0.1mol/L的醋酸溶液,测定该溶液的pH。 现 象 测出的pH>1。 原 理 因为醋酸为弱酸(弱电解质),在水溶液中只有部分电离,所以0.1mol/L的醋酸溶液中的H+ 浓度小于0.1mol/L,溶液的pH>1。 方案四 在烧杯里加入浓醋酸,接通电源,然后缓缓加入蒸馏水并不断搅拌,观察电流表中电流强度的变化。 现 象 电流表中电流强度先逐渐变大,然后逐渐变小。 原 理 强电解质浓溶液成倍稀释时,导电能力是成倍减弱的;而弱电解质浓溶液在稀释时, 因大部分弱电解质尚未电离,在加入少量水后,弱电解质电离程度增大,电离出的离子数目增加其增加的幅度大于稀释的影响,导电性增强(表现为电流表中电流强度增大); 变成稀溶液后,电离程度虽然增大,稀释的影响大于离子数目增加的影响,导电性又逐渐减弱(表现为电流表中电流强度减小)。方案五 配制浓度相同的盐酸和醋酸,取相同体积分别同时加入如上图所示的两个装置的烧杯中,接通电源。 现 象 通过电流表的电流强度:盐酸>醋酸。 原 理 电解质溶液的导电能力与溶液中自由移动的离子的浓度及离子所带的电荷有关。因为盐酸和醋酸都是一元酸,盐酸中电流强度大于醋酸中的电流强度,说明盐酸中离子浓度大,醋酸中离子浓度小,而盐酸是强电解质,因此醋酸是弱电解质。