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1、第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡团风中学高二化学备课组团风中学高二化学备课组 罗志斌罗志斌第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡 酸、碱和盐在水溶液中的反应，以酸、碱和盐在水溶液中的反应，以离子反应离子反应为特征。为特征。离子反应的离子反应的速率速率决定于决定于溶液中离子浓度和离子的扩散速度溶液中离子浓度和离子的扩散速度，受温度影响不大，是一类不需要受温度影响不大，是一类不需要活化能活化能引发的反应，所以引发的反应，所以反应反应速率很高速率很高。在这一章里我们以化学平衡理论为基础，进一步探讨在这一章里我们以化学平衡理论为基础，进一步探讨和学习和学习电离平衡电离平衡
2、、水解平衡水解平衡、沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡及溶液及溶液pH、盐类水解、沉淀反应的应用等相关知识。盐类水解、沉淀反应的应用等相关知识。第一节第一节弱电解质的电离弱电解质的电离（第一课时）（第一课时）【学习目标】1、掌握强弱电解质的概念及其与物质类别、结构的关系。2、了解强弱电解质在水溶液中的电离，以及电解质溶液的导电性。3、掌握弱电解质的电离平衡，了解其影响因素。4、了解电离平衡常数。(1)什么叫电解质？什么叫电解质？(2)什么叫非电解质？什么叫非电解质？【思考思考】下列物质中下列物质中 属于电解质的是属于电解质的是 ；属于非电解质的是；属于非电解质的是 ；能导电的有；能导电的有 。NaCl溶
3、液溶液 熔融的熔融的NaOH H2SO4 Cu CH3COOH NH3H2O CO2 蔗糖蔗糖 水水 【学与问学与问】酸、碱、盐都是电解质，在水中都酸、碱、盐都是电解质，在水中都能电离出离子。不同的电解质的电离能电离出离子。不同的电解质的电离程度是否有区别？程度是否有区别？清洁厕所常用盐酸，为什么不用较安全的醋酸？清洁厕所常用盐酸，为什么不用较安全的醋酸？因为盐酸的去污能力比醋酸强因为盐酸的去污能力比醋酸强。醋酸醋酸盐酸盐酸对实验现象的解释对实验现象的解释溶液的溶液的pHpH与镁条反应与镁条反应【实验【实验3-1】探究同浓度的盐酸和醋酸溶液中】探究同浓度的盐酸和醋酸溶液中盐酸和醋酸的电离程度盐
4、酸和醋酸的电离程度 分别试验等体积、等浓度的盐酸、醋酸溶液与等量分别试验等体积、等浓度的盐酸、醋酸溶液与等量镁条的反应镁条的反应;并测这两种酸的并测这两种酸的pH【实验【实验3-13-1】分别实验等体积、等浓度的盐酸、分别实验等体积、等浓度的盐酸、醋酸与等量镁条的反应。醋酸与等量镁条的反应。【实验要点实验要点】盐酸和醋酸浓度均为盐酸和醋酸浓度均为1mol/L;1mol/L;镁条用砂纸打磨、长度相同镁条用砂纸打磨、长度相同(表面积相同表面积相同););观察、比较气球鼓起的快慢等现象。观察、比较气球鼓起的快慢等现象。反应条件反应条件与镁条反应的现象与镁条反应的现象 1mol/L 1mol/L CH
5、CH3 3COOHCOOH1mol/L1mol/L HClHCl对实验现象对实验现象的解释的解释镁与等浓度的盐酸、醋酸反应镁与等浓度的盐酸、醋酸反应 的速率的速率,前者快于后者。前者快于后者。镁与盐酸反应非常镁与盐酸反应非常剧烈剧烈，产生，产生大量的气泡，气球鼓起很大量的气泡，气球鼓起很快快。等浓度的盐酸中等浓度的盐酸中c(Hc(H+)比醋酸大比醋酸大.镁与醋酸反应镁与醋酸反应较快较快，产生气泡，产生气泡,气球鼓起较气球鼓起较慢慢。实验探究实验探究2:2:用用pHpH试纸测定试纸测定0.1mol/L0.1mol/L的盐酸、醋的盐酸、醋酸酸pH.pH.【实验数据实验数据】pH(HClpH(HCl
6、)=1)=1 pH(CH pH(CH3 3COOH)=3COOH)=3 【数据处理数据处理】【结结 论论】u 盐酸完全电离盐酸完全电离,电离程度电离程度(即电离度即电离度)为为100%100%；u 醋酸不完全电离醋酸不完全电离,电离程度较小，且小于电离程度较小，且小于100%100%，即醋酸的电离是可逆的。即醋酸的电离是可逆的。0.1mol/LHCl 0.1mol/LHCl c(Hc(H+)=0.1mol/L)=0.1mol/L 0.1mol/LCH0.1mol/LCH3 3COOH COOH c(Hc(H+)=0.001mol/L)=0.001mol/L 盐酸中存在盐酸中存在H H+、ClC
7、l-无无HClHCl分子分子醋酸溶液中存在醋酸溶液中存在H H+、CHCH3 3COOCOO-和和CHCH3 3COOHCOOH分子分子HClHCl是强电解质，是强电解质，CHCH3 3COOHCOOH是弱电解质。是弱电解质。电解质有强弱之分电解质有强弱之分一、强弱电解质一、强弱电解质电解质：电解质：非电解质：非电解质：强电解质：强电解质：弱电解质：弱电解质：在水溶液中或熔融状态时在水溶液中或熔融状态时能够导电的化合物。能够导电的化合物。在水溶液中和熔融状态时在水溶液中和熔融状态时都不能导电的化合物。都不能导电的化合物。在水溶液中在水溶液中能能全部电离全部电离的电解的电解质。质。在水溶液中在水
8、溶液中能能部分电离部分电离的电解的电解质。质。离子化合物离子化合物大部分大部分的盐类的盐类强强 碱碱共价化合物共价化合物强强 酸酸弱弱 酸酸弱弱 碱碱 水水弱电解质弱电解质强电解质强电解质【小结】怎样判断强弱电解质怎样判断强弱电解质强酸、强碱、大多数的盐强酸、强碱、大多数的盐都是强电解质都是强电解质弱酸、弱碱、水都是弱电解质弱酸、弱碱、水都是弱电解质强强 碱：碱：强强 酸：酸：弱弱 酸：酸：弱弱 碱：碱：记住：记住：HClHCl、H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3、HClOHClO4 4、HBrHBr、HIHICHCH3 3COOHCOOH、H H2 2COCO3 3、H H2 2
9、SOSO3 3、H H3 3POPO4 4、HClOHClO、HFHF、所有的有机羧酸所有的有机羧酸KOHKOH、NaOHNaOH、Ca(OH)Ca(OH)2 2、Ba(OH)Ba(OH)2 2NHNH3 3H H2 2O O【思考与交流思考与交流】强电解质溶液的导电能力一定比弱强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强，对吗电解质溶液的导电能力强，对吗？强电解质一定是易溶物，弱强电解质一定是易溶物，弱电解质一定是难溶物，对吗？电解质一定是难溶物，对吗？（1）离子浓度的大小）离子浓度的大小 浓度大导电能力强浓度大导电能力强（2）离子所带电荷的多少）离子所带电荷的多少 电荷多导电能力强
10、电荷多导电能力强溶液导电性溶液导电性 溶液能导电的原因是溶液能导电的原因是溶液中有自由移动的离子溶液中有自由移动的离子 溶液导电性强弱取决于溶液导电性强弱取决于 强弱电解质的区分依据不是看该物质强弱电解质的区分依据不是看该物质溶解度的大小溶解度的大小,也不是看其水溶液导电能力也不是看其水溶液导电能力的强弱的强弱,而是看溶于水的部分而是看溶于水的部分是否完全电离是否完全电离.CaCO3、Fe(OH)3的溶解度都很小，的溶解度都很小，CaCO3属于强电解质，而属于强电解质，而Fe(OH)3属于弱属于弱电解质；电解质；CH3COOH、HCl的溶解度都很的溶解度都很大，大，HCl属于强电解质，而属于强
11、电解质，而CH3COOH 属属于弱电解质。电解质的强弱与于弱电解质。电解质的强弱与 其溶解性其溶解性有何关系？怎样区分强弱电解质？有何关系？怎样区分强弱电解质？怎样表示强弱电解质的电离过程怎样表示强弱电解质的电离过程电离方程式电离方程式电离方程式的书写要点：电离方程式的书写要点：强电解质在溶液中完全电离，用强电解质在溶液中完全电离，用“”弱电解质在溶液中部分电离，用弱电解质在溶液中部分电离，用“”多元弱酸的电离多元弱酸的电离 应分步完成电离方程式，应分步完成电离方程式，多元弱碱则一步完成电离方程式。多元弱碱则一步完成电离方程式。请写出下列物质在水溶液中的电离方程式。请写出下列物质在水溶液中的电
12、离方程式。见导学案第教材助读第见导学案第教材助读第2 2、3 3问问【课堂练习课堂练习】【注意】【注意】先判断强、弱电解质，决定连接符号先判断强、弱电解质，决定连接符号多元弱碱也是分步电离，但书写电离方多元弱碱也是分步电离，但书写电离方 程式时一步写程式时一步写多元弱酸分步电离，电离能力逐渐降低多元弱酸分步电离，电离能力逐渐降低多元弱酸的酸式盐的电离方程式多元弱酸的酸式盐的电离方程式【要点】【要点】强等号、弱可逆；多元弱酸分步写，多元弱强等号、弱可逆；多元弱酸分步写，多元弱碱一步写。碱一步写。强酸的酸式盐在水溶液中完全电离，如强酸的酸式盐在水溶液中完全电离，如NaHSONaHSO4 4强弱电解
13、质的比较强弱电解质的比较强电解质强电解质弱电解质弱电解质概念概念物质类别物质类别电离过程电离过程溶液中存溶液中存在的微粒在的微粒实例实例区分依据区分依据【区分依据】【区分依据】在水溶液中是否完全电离在水溶液中是否完全电离二、弱电解质的电离二、弱电解质的电离 CH3COOH H+CH3COO H+CH3COO CH3COOH 弱电解质电离过程是可逆的弱电解质电离过程是可逆的 CH3COOH CH3COO+H+电离电离结合结合1.开始时，开始时，v(电离电离)和和 v(结合结合)怎样变化？怎样变化？2.当当v(电离电离)=v(结合结合)时，可逆过程时，可逆过程 达到一种什么样的状态？达到一种什么样
14、的状态？试画出试画出v t图。图。【思考与交流】【思考与交流】V V(电离电离)V V(结合结合)V V(电离电离)=)=V V(结合结合)电离平衡状态电离平衡状态反反应应速速率率时间时间、弱电解质溶液中存在电离平衡、弱电解质溶液中存在电离平衡弱电解质电离的弱电解质电离的V-t图像图像【思考与交流思考与交流】利用化学平衡理论，分析一元弱酸（利用化学平衡理论，分析一元弱酸（HAHA）、一元）、一元弱碱弱碱(BOH)(BOH)的电离平衡过程及各微粒浓度的变化的电离平衡过程及各微粒浓度的变化HAHA电离过程中体系各粒子浓度的变化电离过程中体系各粒子浓度的变化C(HC(H+)C(AC(A-)C(HA)
15、C(HA)HAHA初溶于水时初溶于水时达到电离平衡前达到电离平衡前达到电离平衡时达到电离平衡时最小最小最小最小最大最大变大变大变大变大变小变小不变不变不变不变不变不变BOHBOH电离过程中体系各粒子浓度的变化电离过程中体系各粒子浓度的变化C(BC(B+)C(OHC(OH-)C(BOH)C(BOH)等体积等浓度的等体积等浓度的B B+、OHOH-溶溶液相混合时液相混合时达到电离平衡前达到电离平衡前达到电离平衡时达到电离平衡时最大最大最大最大最小最小变小变小变小变小变大变大不变不变不变不变不变不变 一定条件，当一定条件，当分子电离分子电离成离子成离子的速率与的速率与离子重新结离子重新结合成分子合成
16、分子的速率相等时，电的速率相等时，电离过程就达到平衡状态，此离过程就达到平衡状态，此状态称为电离平衡状态。简状态称为电离平衡状态。简称叫电离平衡。称叫电离平衡。电离平衡的含义：电离平衡的含义：电离平衡状态的特征电离平衡状态的特征电离平衡是一种动态平衡电离平衡是一种动态平衡 条件不变，溶液中各分子、离子的浓度不条件不变，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，溶液里既有离子又有分子 条件改变时，电离平衡发生移动。条件改变时，电离平衡发生移动。弱电解质的电离是可逆过程弱电解质的电离是可逆过程 V V电离电离=V=V结合结合0 0逆：逆：动：动：等：等：定：定：变：变：CH3COOH
17、 CH3COO+H+电离电离结合结合 关于上述电离平衡，什么条关于上述电离平衡，什么条件的改变会使平衡向电离的方件的改变会使平衡向电离的方向移动？向移动？【思考与交流】【思考与交流】三、影响电离平衡的因素三、影响电离平衡的因素1 1、内内因因：电电解解质质本本性性。通通常常电电解解质质越越弱弱，电离程度越小。电离程度越小。2 2、外因：、外因：(1)浓度浓度：浓度越大，电离程度：浓度越大，电离程度 。在稀释溶液时，电离平衡在稀释溶液时，电离平衡 移动，而移动，而离子浓度一般会离子浓度一般会 。(2)温度温度：温度越高，电离程度：温度越高，电离程度 。因电离是因电离是 热反应。热反应。越小越小向
18、右向右减少减少越大越大吸吸(3).同离子效应：在某电解质溶液中，加入含同离子效应：在某电解质溶液中，加入含有某一相同离子的另一电解质，会抑制电解质有某一相同离子的另一电解质，会抑制电解质的电离的电离 如在醋酸溶液中加入醋酸钠或盐酸，均会抑如在醋酸溶液中加入醋酸钠或盐酸，均会抑制醋酸的电离。制醋酸的电离。(4).能反应的离子：加入能与电解质电离出来能反应的离子：加入能与电解质电离出来的离子发生反应的另一物质的离子发生反应的另一物质,会促进电解质的会促进电解质的电离。电离。改变条改变条件件平衡平衡移动移动H H+数目数目c c（H H+）c c（CHCH3 3COOCOO-）电离电离程度程度溶液的
19、导电溶液的导电能力能力NaOH(sNaOH(s)HCl(gHCl(g)NaAc(sNaAc(s)NaNa2 2COCO3 3(s)(s)加热加热冰醋酸冰醋酸水水加入镁加入镁粉粉【练习】对【练习】对CH3COOH HCH3COO的电离平衡，填表的电离平衡，填表Ka=c(H+).c(A-)c(HA)三、电离平衡常数（三、电离平衡常数（K）与化学平衡类似，电离平衡的平衡常数，叫与化学平衡类似，电离平衡的平衡常数，叫做做电离常数电离常数。1、定义：、定义：2、表达式：、表达式：对于弱酸对于弱酸 HA H+A-对于弱碱对于弱碱 BOH B+OH-Kb=c(+).c(OH-)c(OH)3、意义：、意义：K
20、值越大，电离程度越大，相应酸值越大，电离程度越大，相应酸(或碱或碱)的酸的酸(或碱或碱)性越强。性越强。K值只随温度变化。值只随温度变化。课本课本P42 实验实验3-2你能否推测你能否推测CH3COOH、H3BO3、H2CO3三种三种弱酸的相对强弱及其与电离常数大小的关系？弱酸的相对强弱及其与电离常数大小的关系？探究实验探究实验实验现象：实验现象：醋酸能与醋酸能与NaNa2 2COCO3 3溶液反应，放出溶液反应，放出COCO2 2气体，而硼气体，而硼酸不能酸不能NaNa2 2COCO3 3溶液反应。溶液反应。酸性：醋酸酸性：醋酸碳酸碳酸硼酸硼酸在相同温度下，电离常数在相同温度下，电离常数较大
21、较大，则，则酸性较强酸性较强，即，即电离常数的大小反映了酸性的强弱电离常数的大小反映了酸性的强弱。根据上述实验结果，你能否推测醋酸、碳酸和硼酸根据上述实验结果，你能否推测醋酸、碳酸和硼酸三种弱酸的相对强弱，及其与电离常数大小的关系？三种弱酸的相对强弱，及其与电离常数大小的关系？向两支分别盛有向两支分别盛有0.1 mol/L醋酸和饱和硼酸溶液醋酸和饱和硼酸溶液中滴加等浓度中滴加等浓度Na2CO3溶液，观察现象。溶液，观察现象。实验实验【3-2】弱电解质的电离弱电解质的电离多元弱酸的电离是分步进行的，每步各有电离多元弱酸的电离是分步进行的，每步各有电离常数，通常用常数，通常用K K1 1、K K2
22、 2、K K3 3等来分别表示。例如等来分别表示。例如H H3 3POPO4 4的电离：的电离：多元弱酸的分步电离多元弱酸的分步电离多元弱酸的分步电离多元弱酸的分步电离又如又如氢硫酸氢硫酸在水溶液中的电离：在水溶液中的电离：H2S H+HS-K1=1.310-7 HS-H+S2-K2=7.110-15一般一般K1 K2K3,即第二步电离通常比第一步难得多，第三步双比第二步即第二步电离通常比第一步难得多，第三步双比第二步电离难得多。电离难得多。【思考与交流】多元弱酸的第一级电离常数与第二级电离常数相差很大多元弱酸的第一级电离常数与第二级电离常数相差很大的原因是什么？的原因是什么？三、电离度不同的不同的弱电解质弱电解质在水中在水中电离电离的程度是不同的，的程度是不同的，一般用电离度和一般用电离度和电离常数电离常数来表示。电离度来表示。电离度弱电解质在溶液里达弱电解质在溶液里达电离平衡电离平衡时，已电离的时，已电离的电解质分子数占原来总分子数（包括已电离的电解质分子数占原来总分子数（包括已电离的和未电离的）的百分数。和未电离的）的百分数。