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1、 第一节电离平衡新人教版选择性必修一第三章 水溶液中的离子反应与平衡 电离平衡第第1 1课时课时生活小经验 盐酸常用于卫生洁具的清洁，比如某些洁厕灵有效成分是盐酸。醋酸的腐蚀性比盐酸的小，为什么不用醋酸代替盐酸呢？任务一 研究在相同条件下，不同电解质的电离程度是否有区别。（以HCl和CH3COOH为例进行研究）【实验1】（已知：相同温度下，水质检测笔读数越大，溶液的导电性越强）用水质检测笔检测0.1 mol/L 盐酸、0.1 mol/L 醋酸、蒸馏水的导电性。读数：187读数：7180读数：2【实验1】用水质检测笔检测0.1 mol/L 盐酸、0.1 mol/L 醋酸、蒸馏水的导电性。数据分析
2、：读数：187读数：7180读数：2导电性：0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸离子浓度：0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸数据分析：读数：187读数：7180读数：2导电性：0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸离子浓度：0.1 mol/L 盐酸 0.1 mol/L 醋酸溶质电离行为的差异，造成实验结果不同 分别向等体积0.1 mol/L 盐酸、0.1 mol/L 醋酸中加入等量镁条。【实验2】分别向等体积0.1 mol/L 盐酸、0.1 mol/L 醋酸中加入等量镁条。【实验2】酸0.1 mol/L 盐酸0.1 mol/L 醋酸化学方程式实验现象反
3、应速率反应本质Mg 2HClMgCl2 H2镁条表面产生气泡较快镁条表面产生气泡较慢实验分析：Mg 2CH3COOH(CH3COO)2Mg H2酸0.1 mol/L 盐酸0.1 mol/L 醋酸化学方程式实验现象反应速率反应本质Mg 2HClMgCl2 H2镁条表面产生气泡较快镁条表面产生气泡较慢Mg失去电子，H+得到电子生成H2实验分析：Mg失去电子，H+得到电子生成H2相对较大相对较小0.1 mol/L 盐酸中c(H+)更高Mg 2CH3COOH(CH3COO)2Mg H2酸0.1 mol/L 盐酸0.1 mol/L 醋酸主要粒子【想一想】H2OH2OH+H+CH3COOCl 盐酸、醋酸的
4、对比酸0.1 mol/L 盐酸0.1 mol/L 醋酸主要粒子【想一想】H2OH2OH+H+CH3COOHCH3COOCl 盐酸、醋酸的对比酸0.1 mol/L 盐酸0.1 mol/L 醋酸主要粒子【想一想】H2OH2OH+H+CH3COOHCH3COOClHCl？盐酸、醋酸的对比假设HCl完全电离，则盐酸中不存在HCl分子。已知：pHlgc(H+)c(H+)10pH pH1c(H+)101 mol/L0.1 mol/LHCl H+Cl0.1 mol/L 0.1 mol/L常温时，测定0.1 mol/L 盐酸、0.1 mol/L 醋酸的pH。【实验3】0.1 mol/L 盐酸 pH10.1 m
5、ol/L 醋酸 pH3常温时，测定0.1 mol/L 盐酸、0.1 mol/L 醋酸的pH。【实验3】0.1 mol/L 盐酸 pH10.1 mol/L 醋酸 pH3c(H+)0.1 mol/Lc(H+)0.001 mol/L 盐酸、醋酸的对比酸0.1 mol/L 盐酸0.1 mol/L 醋酸主要粒子【分析结果】H2OH2OH+H+CH3COOHCH3COOClHCl完全电离CH3COOH部分电离水溶液中不存在溶质分子水溶液中存在溶质分子【小结1】强电解质和弱电解质依据电解质电离程度的差异对电解质进行分类 强电解质（全部电离）弱电解质（部分电离）电解质强酸强碱大部分盐弱酸弱碱H2SO4等NaO
6、H等NaCl等CH3COOH等NH3H2O等水强电解质和弱电解质电离行为微观示意图对比HCl在水中的电离示意图CH3COOH在水中的电离示意图研究弱电解质是如何电离的。（以CH3COOH电离为例进行研究）任务二【想一想】如何设计实验，研究溶液中的H+与CH3COO 能否结合为CH3COOH？设计关键点：宏观现象反映微观作用pH变化？H+与CH3COO结合？向0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入CH3COONH4固体，用pH传感器记录溶液pH变化。（已知：CH3COONH4水溶液呈中性）【实验4】pH 传感器记录结果实验结果：为什么加“固体”？pH 传感器记录结果实验结果：保证足量的溶质
7、，同时控制溶液体积基本不变为什么加“固体”？实验分析：CH3COOHCH3COO+H+pH升高，c(H+)下降醋酸铵溶液呈中性，醋酸铵的酸碱性不影响溶液pH实验分析：CH3COOHCH3COO+H+CH3COOHCH3COO+H+pH升高，c(H+)下降醋酸铵溶液呈中性，醋酸铵的酸碱性不影响溶液pH1.弱电解质的电离是可逆的，存在电离平衡弱电解质的电离平衡【小结2】强电解质电离方程式弱电解质电离方程式H2SO4 2H+SO24NaOH Na+OHNaCl Na+ClCH3COOH CH3COO+H+NH3H2O NH +OH+4强电解质和弱电解质电离过程符号表达的区别注意：对同一弱电解质，通常
8、溶液中弱电解质的浓度越小，离子间通过碰撞结合成分子的机会越少，电离程度越大。当浓度、温度等条件改变时，电离平衡会发生移动。弱电解质电离平衡特点 弱电解质电离平衡与其他化学平衡一样，属于动态平衡。pH计测定不同温度下0.05 mol/L 醋酸的pH，实验结果如下表所示：温度20 24 pH3.053.03请判断醋酸的电离过程是吸热过程还是放热过程？（已知pH越小，c(H+)越大）【想一想】当温度变化时候，电离平衡会如何移动？温度20 24 pH3.053.03H 0温度升高，溶液pH下降，c(H+)增大温度升高，电离平衡正向移动CH3COOH CH3COO+H+pH计测定不同温度下0.05 mo
9、l/L CH3COOH溶液的pH，实验结果如下表所示：1.弱电解质的电离是可逆的，存在电离平衡弱电解质的电离平衡【小结2】2.电离平衡属于动态平衡 讨论弱电解质的电离程度时候，应当指出该弱电解质中溶质的浓度和温度。如不注明温度，通常指25。【学以致用】醋酸的腐蚀性比盐酸的小，为什么不用醋酸代替盐酸呢？CaCO3是卫生洁具常见的污染物之一。去污原理如下：CaCO3+2H+CO2+H2O+Ca2+相同浓度盐酸比醋酸能够提供更大的c(H+)，可以增大去污反应的速率。实际产品兼顾安全性与去除效果，确定产品有效成分及浓度【想一想】教科书 第59页Mg条与盐酸、醋酸反应的化学方程式分别为：反应本质为Mg失
10、去电子，H+得到电子生成H2c(H+)为影响反应速率的主要因素问题分析：Mg 2HCl MgCl2H2Mg 2CH3COOH (CH3COO)2Mg H2 2 mol/L2 mol/L 的盐酸和醋酸，初始阶段的c(H+)分别为：小于 2 mol/L与Mg条反应，初始阶段的反应速率：盐酸 醋酸HCl H+ClCH3COOH CH3COO+H+随着反应的进行：c(H+)下降更为明显c(H+)下降，电离平衡正向移动c(H+)下降幅度不如盐酸中明显 与Mg条化学反应速率的变化，盐酸的减小非常明显，醋酸的相对变化幅度小。HCl H+ClCH3COOH CH3COO+H+Mg+Mg+n(H+)0.004
11、mol2 mL 2 mol/Ln(H+)0.004 moln(H2)0.002 mol相同条件下，两锥形瓶压强基本相等2 mL 2 mol/L 的盐酸和2 mL 2 mol/L醋酸可电离的n(H+)HCl H+ClCH3COOH CH3COO+H+反应结束后Mg过量总结电离导电性酸性碱性完全电离部分平衡分析解释化学问题条件应用微观行为宏观性质决定反映影响平衡移动存在电离平衡电离平衡第第2 2课时课时 在实验室中，经常将酸进行稀释，需要知道稀释后酸的浓度和氢离子浓度。实验情景质疑 在实验室中，经常将酸进行稀释，需要知道稀释后酸的浓度和氢离子浓度。实验情景质疑 分别取1 mL 2 mol/L 盐酸
12、和1 mL 2 mol/L 醋酸，均加水稀释到10 mL，请问稀释后的溶液，酸的浓度和氢离子浓度分别为多少？稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/L 0.2 mol/L 问题分析：HCl完全电离酸的浓度与氢离子浓度相等HCl H+Cl 稀释前 2 mol/LCH3COOH H+CH3COO 稀释后 0.2 mol/L 0.2 mol/L 问题分析：稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/LHCl完全电离酸的浓度与氢离子浓度相等CH3COOH部分电离酸的浓度与氢离子浓度不相等？HCl H+Cl任务一 研究如何定量表示弱电解质电离程度的大小。写出醋酸的电离方程式，并写出该电离方程
13、式的平衡常数表达式。【写一写】写出醋酸的电离方程式，并写出该电离方程式的平衡常数表达式。【写一写】Kc(CH3COO)c(H+)c(CH3COOH)这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数。CH3COOH H+CH3COO通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离常数。醋酸的电离常数表达式一水合氨的电离常数表达式Kac(CH3COO)c(H+)c(CH3COOH)Kbc(NH)c(OH)c(NH3H2O)+4NH3H2O NH +OH+4CH3COOH H+CH3COO 在某温度时，溶质的物质的量浓度为 0.2 molL1的氨水中，达到电离平衡时，已电离的NH3H2O为1.7103 molL1，试
14、计算该温度下NH3H2O的电离常数（Kb）。【练一练】NH3H2O的电离方程式及有关粒子的浓度如下：起始浓度/(molL1)变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)0.200NH3H2O NH +OH+4NH3H2O的电离方程式及有关粒子的浓度如下：起始浓度/(molL1)变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)0.2001.71030.2 1.71031.71031.71031.71031.7103NH3H2O NH +OH+4NH3H2O的电离方程式及有关粒子的浓度如下：起始浓度/(molL1)变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)0.2001.71030.2 1
15、.7103c(NH3H2O)(0.21.7103)molL1 0.2 molL11.71031.71031.71031.7103NH3H2O NH +OH+4NH3H2O的电离方程式及有关粒子的浓度如下：起始浓度/(molL1)变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)0.2001.71030.2 1.7103c(NH3H2O)(0.21.7103)molL1 0.2 molL11.71031.71031.71031.7103(1.7103)(1.7103)0.2 1.4105该温度下电离程度小NH3H2O NH +OH+4c(NH3H2O)Kbc(NH)c(OH)+4进一步计算该温度下
16、，有多少比例的NH3H2O发生了电离：已电离弱电解质分子数原弱电解质分子数100%1.7103V(溶液)0.2V(溶液)100%0.85%该温度下电离程度小任务二 研究影响电离常数大小的因素。类比化学平衡常数，对于给定的化学反应，化学平衡常数大小通常与温度相关。电离常数大小受温度影响推测 温度20 24 pH3.053.03 pH计测定不同温度下0.05 mol/L 醋酸的pH，实验结果如下表所示：Kac(CH3COO)c(H+)c(CH3COOH)分子变大分母变小升高温度电离平衡正向移动电离常数大小受温度影响 温度20 24 pH3.053.03证实 pH计测定不同温度下0.05 mol/L
17、 醋酸的pH，实验结果如下表所示：Kac(CH3COO)c(H+)c(CH3COOH)分子变大分母变小升高温度电离平衡正向移动【想一想】已知25 时，相同浓度的CH3COOH溶液与HCN溶液相比较，CH3COOH溶液酸性相对更强。你能比较该温度下CH3COOH、HCN电离常数的大小吗？CH3COOH HCN酸性：电离常数由物质本性决定Kac(CH3COO)c(H+)c(CH3COOH)Kac(CN)c(H+)c(HCN)Ka(CH3COOH)Ka(HCN)CH3COOH H+CH3COO HCN H+CN影响因素【小结】（2）外因：同一弱电解质的稀溶液，只受温度影响（1）内因：由物质本性决定电
18、离常数表达式电离常数如CH3COOH在25 时Ka为1.7510-5，0 时Ka为1.6510-5 室温时可以不考虑，温度对电离常数的影响。任务三 讨论电离常数有哪些具体应用。CH3COOH的电离常数（25）1.751056.21010CH3COOH HCN酸性：Kac(CH3COO)c(H+)c(CH3COOH)Kac(CN)c(H+)c(HCN)相同温度下，直接比较弱电解质的相对强弱HCN的电离常数（25）教科书附录II【查一查】某些弱电解质的电离常数（25）HClOHFHNO2教科书附录II酸性：HFHNO2HClO【查一查】某些弱电解质的电离常数（25）HClOHFHNO24.0108
19、6.31045.6104【想一想】若将0.1 mol/L 醋酸加水稀释，使其溶质的浓度变为原来的 ，你能判断醋酸电离平衡移动的方向吗？12【想一想】若将0.1 mol/L 醋酸加水稀释，使其溶质的浓度变为原来的 ，你能判断醋酸电离平衡移动的方向吗？稀释后，醋酸电离程度变大，平衡正向移动。对于同一弱电解质，通常溶液中弱电解质的浓度越小，离子间结合成分子的机会越少，电离程度越大。判断依据112判断依据2借助电离常数进行判断CH3COOH CH3COO+H+Q c(H+)2c(CH3COO)2c(CH3COOH)2Ka2 Ka 加水稀释，电离平衡向电离的方向移动Kac(CH3COO)c(H+)c(C
20、H3COOH)【想一想】Ka1.75105（25）查阅教科书附录IICH3COOH电离常数CH3COOH H+CH3COO 稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/LCH3COOH部分电离酸的浓度与氢离子浓度不相等？计算过程如下：起始浓度/(molL1)变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)假设25，0.2 mol/L醋酸溶液中，c(H+)x mol/LCH3COOH H+CH3COO0.200 xxxx0.2 xxc(CH3COOH)(0.2x)molL1 0.2 molL1Kac(CH3COO)c(H+)c(CH3COOH)xx0.2 1.75105起始浓度/(molL1
21、)变化浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)CH3COOH H+CH3COO0.200 xxxx0.2 xxc(CH3COOH)(0.2x)molL1 0.2 molL1c(H+)x 0.001 87 mol/L进一步分析：CH3COOH H+CH3COO 稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/L类比上述计算方法0.001 87 mol/L0.005 91 mol/L进一步分析：CH3COOH H+CH3COO 稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/L类比上述计算方法稀释10倍后，c(CH3COOH)降为之前浓度的0.001 87 mol/L0.005 91 mol/
22、L稀释10倍后，c(H+)降为之前浓度的1103.210进一步分析：CH3COOH H+CH3COO 稀释前 2 mol/L 稀释后 0.2 mol/L类比上述计算方法稀释10倍后，c(CH3COOH)降为之前浓度的稀释过程中，醋酸电离平衡正向移动平衡移动只能削弱反应条件的影响0.001 87 mol/L0.00 591 mol/L稀释10倍后，c(H+)降为之前浓度的1103.210（1）比较弱电解质的相对强弱（2）借助 Q 与 K 的关系，判断电离平衡移动方向（3）计算相关粒子的浓度电离常数【小结】影响因素表达式电离常数作用意义CO2、H2CO3？小孩大哭过后，容易出现抽抽搭搭，停不下来、
23、喘不上气，或者手脚僵硬的情况。多元弱酸、多元弱碱的电离1.多元弱酸或多元弱碱在水中的电离是分步的。H2CO3是二元弱酸，H2CO3的电离方程式为：H2CO3 H+HCOHCO H+CO33232.多元弱酸或多元弱碱每一步都有电离常数，通常用Ka、Ka 或Kb、Kb 加以区分。25 时，H2CO3的两步电离常数表达式为：c(H+)c(HCO )c(H2CO3)Ka 3c(H+)c(CO )c(HCO )Ka 23 3 H2CO3 H+HCOHCO H+CO2333121122 比较多元弱酸的各步电离常数可以发现，Ka Ka Ka 当Ka Ka 时，计算多元弱酸中的c(H+)，或比较多元弱酸酸性的
24、相对强弱时，通常只考虑第一步电离。25 时，H2CO3的两步电离常数分别为：4.4107c(H+)c(HCO )c(H2CO3)Ka 34.71011c(H+)c(CO )c(HCO )Ka 23 3 12 12312多元弱碱的情况与多元弱酸类似。人体血液的pH需维持在7.357.45。当pH7.35会导致酸中毒，pH大于7.45会导致碱中毒。已知人体血液中存在如下平衡：H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3【想一想】小孩大哭后出现的生理症状，与上述平衡相关，是随着哭泣，呼出大量CO2，平衡状态改变后，发生了轻微碱中毒。人体血液的pH需维持在7.357.45。当pH7.35会导致酸中毒，pH
25、大于7.45会导致碱中毒。已知人体血液中存在如下平衡：H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3【想一想】出现轻微碱中毒后，如何缓解中毒症状呢？人体血液的pH需维持在7.357.45。当pH7.35会导致酸中毒，pH大于7.45会导致碱中毒。已知人体血液中存在如下平衡：H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3【想一想】分析问题的化学本质直接吸入大量CO2合理吗？H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3 需要控制条件，使上述平衡正向移动分析问题的化学本质需要控制条件，使上述平衡正向移动可用纸袋，罩于鼻、口上再呼吸，增加动脉血CO2浓度。及时就医。H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3【实验】向盛
26、有2 mL 0.1 mol/L 醋酸的试管中加入等浓度 Na2CO3溶液，观察现象。【实验】向盛有2 mL 0.1 mol/L 醋酸的试管中加入等浓度 Na2CO3溶液，观察现象。【想一想】根据试管中产生大量气泡的现象，能否推测出CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka 的大小？1【想一想】根据试管中产生大量气泡的现象，能否推测出CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka 的大小？反应本质：2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa+H2O+CO2酸性：CH3COOH H2CO3 实验结论：Ka(CH3COOH)Ka(H2CO3)查阅教科书附录IICH3COOH Ka1.75105（25）H
27、2CO3 Ka4.5107（25）111进一步分析：为什么通常需要相对强酸提供H+？CH3COOH+CO HCO +CH3COO23 3 进一步分析：为什么通常需要相对强酸提供H+？CH3COOH+CO HCO +CH3COO23 3 Kc(HCO)3 c(CH3COO)c(CO )c(CH3COOH)23 Kc(HCO)3 c(CH3COO)c(CO )c(CH3COOH)23 c(H+)c(H+)K(CH3COOH)Ka(H2CO3)外加酸酸性越强，K越大，反应越有利2认识电离平衡的基本角度【总结】宏观层面物质反应平衡微观层面粒子的种类粒子的数量粒子间的相互作用弱电解质的生成可使体系中离子浓度减小粒子间存在平衡及移动电离平衡定性定量 Ku谢谢观看！