苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 弱电解质的电离平衡第一课时学案

这是一份苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 弱电解质的电离平衡第一课时学案，共9页。


1．问题探究
盐酸和醋酸是两种常见的酸，根据你已有的知识和经验，推测它们在水溶液中的电离程度有无差异？说出理由，然后设计实验方案验证你的推测。
提示：有差异，在水溶液中HCl完全电离，CH3COOH部分电离，据此可设计实验方案如下：①测定相同条件盐酸、醋酸溶液的pH；②测定相同条件下二者的导电能力。
2．实验探究
(1)分别测量物质的量浓度均为1 ml·L－1的盐酸和醋酸溶液的pH。
(2)如下图所示，在两只锥形瓶中分别加入等体积、物质的量浓度均为1 ml·L－1的盐酸和醋酸溶液，在两只气球中分别加入经砂纸打磨过的大小相同的足量镁条，将气球套在锥形瓶瓶口，再将气球中的镁条送入锥形瓶中，观察、比较气球鼓起的快慢等现象。
[问题探讨]
1．浓度均为1 ml·L－1的盐酸和醋酸溶液的pH相同吗？为什么？
提示：不同，醋酸溶液的pH大。二者电离程度不同，CH3COOH部分电离，醋酸溶液的c(H＋)小，pH大。
2．相同条件下盐酸、醋酸溶液分别与大小相同的过量的镁条反应的过程中，你观察到了什么现象？如何解释？
提示：气球均变大，盛醋酸的装置中气球变大速率小。镁条与盐酸、醋酸溶液反应的实质是Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，醋酸溶液中的c(H＋)小，反应速率小，气球慢慢变大。
3．通过实验，你得出的实验结论是什么？判断HCl、CH3COOH中哪种物质属于弱电解质？
提示：HCl、CH3COOH的电离程度不同，其中CH3COOH属于弱电解质，HCl属于强电解质。
4．相同浓度的盐酸和醋酸溶液，哪一种溶液的导电能力强？为什么？
提示：HCl为强电解质，溶于水完全电离，溶液中自由移动的离子浓度大，导电能力强。
1．强、弱电解质的概念
(1)强电解质：在水溶液中能够全部电离的电解质称为强电解质。
(2)弱电解质：在水溶液中仅有部分电离的电解质称为弱电解质。
2．电解质的分类
3．强电解质和弱电解质的比较
续表
[名师点拨]
(1)电解质的强弱与溶解性无关
某些盐如BaSO4、CaCO3等，虽难溶于水却是强电解质；而如CH3COOH、NH3·H2O，尽管易溶于水，却部分电离，是弱电解质。
(2)电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然联系
溶液导电能力的强弱由溶液中自由离子的浓度和离子所带电荷的多少决定，很稀的强电解质溶液导电能力很弱，浓度较大的弱电解质溶液导电能力可能较强，弱电解质溶液的导电能力不一定弱。
(3)电解质的强弱与化学键没有必然联系
一般强电解质含有离子键或强极性共价键，但含有强极性共价键的化合物不一定是强电解质，如HF就是弱电解质。
1．用我们日常生活中的食用白醋(醋酸浓度约为1 ml·L－1)进行下列实验，能证明醋酸为弱电解质的是( )
A．白醋中滴入紫色石蕊试液呈红色
B．白醋中存在分子
C．蛋壳浸泡在白醋中有气体放出
D．经检验白醋中c(H＋)约为0.01 ml·L－1
解析：选D 白醋中滴入紫色石蕊试液呈红色，说明白醋呈酸性，不能说明醋酸部分电离，A错误；没有明确指出白醋中存在的分子是醋酸分子还是水分子，所以不能说明醋酸部分电离，B错误；蛋壳浸泡在白醋中有气体生成，说明醋酸的酸性强于碳酸，但不能说明醋酸部分电离，C错误；白醋中c(H＋)约为0.01 ml·L－1，远小于1 ml·L－1，说明醋酸部分电离，醋酸为弱电解质，D正确。
2．下列说法中，正确的是( )
A．强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
B．强电解质的水溶液中不存在分子
C．SO2和乙醇均属共价化合物，在水中都不能电离，均属非电解质
D．不同的弱电解质只要物质的量浓度相同，电离程度也相同
解析：选C 溶液的导电能力与溶液中离子的浓度及离子所带的电荷数有关，与电解质的强弱无关，强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强，故A错误；强电解质溶于水的部分完全电离，但水是弱电解质，微弱电离，大部分仍以水分子的形式存在，故B错误；SO2自身不能电离，是非电解质，乙醇在水中不能电离，是非电解质，故C正确；不同的弱电解质浓度相同时，电离程度不一定相同，故D错误。
3．现有：①硫酸铜溶液 ②CO2 ③石墨 ④KOH
⑤CH3COOH ⑥NH3 ⑦NH3·H2O ⑧NaHCO3
其中属于强电解质的是________(填序号，下同)，属于弱电解质的是________，属于非电解质的是________，既不是电解质，也不是非电解质的是________。
解析：强电解质一般包括强酸、强碱和大部分盐类等，KOH、NaHCO3属于强电解质；弱电解质一般包括弱酸、弱碱和水等，CH3COOH、NH3·H2O属于弱电解质；单质和混合物既不是电解质，也不是非电解质，硫酸铜溶液、石墨既不是电解质，也不是非电解质；CO2、NH3是非电解质。
答案：④⑧ ⑤⑦ ②⑥ ①③
eq \a\vs4\al(弱电解质的电离平衡特征)
弱电解质醋酸在水中部分电离，电离的示意图如下。
[问题探讨]
1．醋酸溶于水，部分电离产生离子，在一定温度下，建立电离平衡，请写出醋酸的电离方程式，并利用化学平衡的有关知识，分析其建立电离平衡的过程，并用v­t图像表示。
提示：CH3COOHH＋＋CH3COO－；醋酸电离平衡的建立过程
2．利用化学平衡的有关知识，推测电离平衡有哪些特征？
提示：逆、等、动、定、变。
3．向醋酸溶液中滴几滴紫色石蕊试液，溶液变红且不随时间的延长而变化，是否意味着CH3COOH不再电离？加热后溶液的红色加深，为什么？
提示：溶液红色不变，说明建立了电离平衡，此时反应并未停止，只是CH3COOH电离出CH3COO－、H＋的速率与CH3COO－、H＋结合成CH3COOH分子的速率相等；加热后溶液红色加深，说明温度升高，电离平衡正向移动，溶液中c(H＋)增大，溶液酸性增强。
1．弱电解质的电离平衡
在一定温度下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等，溶液中弱电解质分子和离子的浓度不再发生变化时，弱电解质的电离过程达到了电离平衡状态。
2．弱电解质电离平衡的建立
3．电离平衡的特征
(1)逆：弱电解质的电离过程是可逆的，存在电离平衡。
(2)等：弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等。
(3)动：弱电解质分子电离成离子和离子结合成弱电解质分子的速率相等，不等于零，是动态平衡。
(4)定：弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液中离子的浓度、分子的浓度都不再改变。
(5)变：外界条件改变时，平衡被破坏，电离平衡可能发生移动。
4．电离方程式的书写
[名师点拨]
(1)弱电解质的电离过程一般是吸热的。
(2)在弱电解质溶液中，分子、离子在溶液中共存，完全不同于强电解质。
(3)弱电解质在溶液中的电离都是微弱的，一般来说，电离的分子极少，绝大多数弱电解质以分子形式存在，如0.1 ml·L－1的CH3COOH溶液中，c(H＋)大约为1×10－3 ml·L－1。
(4)弱电解质的电离达到平衡后，加水稀释，电离程度增大，但电解质分子、电解质电离出的离子(包括H＋或OH－)浓度均减小。判断离子浓度比值变化时，只考虑物质的量的比值即可。
(5)酸式盐：强酸的酸式盐完全电离，一步完成。
如：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (水溶液中)，NaHSO4===Na＋＋HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) (熔融状态)。
弱酸的酸式盐强中有弱，分步完成。
如：NaHCO3===Na＋＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) H＋＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 。
1．下列电离方程式书写正确的是( )
A．H2S2H＋＋S2－
B．H2S＋H2OH3O＋＋HS－
C．NH3＋H2O===NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋OH－
D．HClO===H＋＋ClO－
解析：选B H2S为多元弱酸，应分步电离，故A错误；H2S＋H2OH3O＋＋HS－相当于H2SH＋＋HS－，故B正确；C项，正确的电离方程式应为NH3·H2ONH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋OH－，错误；弱电解质的电离用“”，故D错误。
2．下列说法正确的是( )
A．电解质在溶液中存在电离平衡状态
B．电离平衡状态时v结合＝v电离＝0
C．弱电解质溶液中，既存在离子也存在分子
D．电解质的电离是可逆过程
解析：选C A．弱电解质在溶液中存在电离平衡状态，而强电解质在溶液中不存在电离平衡，错误；B.电离平衡状态时v结合＝v电离≠0，错误；C.弱电解质溶液中存在电离平衡，既存在离子，也存在未电离的电解质分子，正确；D.弱电解质的电离是可逆过程，而强电解质在溶液中完全电离，不存在可逆过程，错误。
[分级训练·课课过关]_____________________________________________
1．下列物质属于弱电解质的是( )
A．NaCl B．NaOH
C．NH3·H2O D．H2SO4
解析：选C NaCl、NaOH、H2SO4是强电解质，NH3·H2O在水中部分电离，是弱电解质。
2．下列事实可证明NH3·H2O为弱碱的是( )
A．氨水能与氯化铝溶液反应生成氢氧化铝
B．经实验测得在氨水中存在NH3·H2O分子
C．碳酸铵受热易分解
D.等浓度、等体积的氨水和氢氧化钠溶液分别与醋酸中和，二者消耗的醋酸的物质的量相同
解析：选B 氨水、氢氧化钠都能与氯化铝溶液反应生或氢氧化铝，只能证明NH3·H2O属于碱，但不能证明其为弱碱，A不符合题意；强电解质在水溶液中完全电离，水溶液中不存在强电解质分子，氨水中存在NH3·H2O 分子，则表明NH3·H2O不能完全电离，故其为弱碱，B符合题意；碳酸铵受热易分解，说明碳酸铵具有不稳定性，不能证明一水合氨为弱碱，C不符合题意；不管是强碱还是弱碱，与醋酸反应时，都发生完全电离，所以二者消耗的醋酸的物质的量相同，不能证明NH3·H2O为弱碱，D不符合题意。
3．在水溶液中，下列物质的电离方程式书写正确的是( )
A．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))
B．HF＋H2O===H3O＋＋F－
C．H2SO32H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))
D．NH3·H2ONH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋OH－
解析：选D HF、NH3·H2O属于弱电解质，不完全电离，故D项正确，B项错误；H2SO3为二元中强酸，属于弱电解质，应分步电离，故C项错误；NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na＋＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，故A项错误。
4．在醋酸溶液中，CH3COOH电离达到平衡的标志是( )
A．溶液显电中性
B．溶液中检测出CH3COOH分子、CH3COO－共同存在
C．c(H＋)恒定不变
D．c(H＋)＝c(CH3COO－)
解析：选C 不管CH3COOH电离是否达到平衡，CH3COOH溶液均显电中性，故A不是CH3COOH电离达到平衡的标志；不管CH3COOH电离是否达到平衡，溶液中CH3COOH分子、CH3COO－总是共同存在，故B不是CH3COOH电离达到平衡的标志；c(H＋)恒定不变，表明CH3COOH电离达到平衡，故C是CH3COOH电离达到平衡的标志；c(H＋)与c(CH3COO－)的比值与CH3COOH的电离平衡之间没有一定关系，故D不是CH3COOH电离达到平衡的标志。
5．下列叙述中，能证明某物质是弱电解质的是( )
A．水溶液的导电能力很弱
B．熔化状态时不导电
C．在水溶液中，存在分子
D．稀溶液中已电离的离子和未电离的分子共存
解析：选D A．水溶液导电能力与溶液中的离子浓度有关，强电解质的稀溶液的导电能力也弱，错误；B.熔化状态不导电的不一定是弱电解质，如HCl是强电解质，但熔融状态不导电，错误；C.在水溶液中存在分子的物质不一定是电解质，如蔗糖，错误；D.稀溶液中存在离子与未电离的分子，说明该物质能发生电离，但部分电离，所以是弱电解质，正确。
明课程标准
扣核心素养
1.知道强、弱电解质的区别。
2.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡。
3.能够书写常见弱电解质的电离方程式。
变化观念与平衡思想：知道弱电解质在水溶液中存在电离平衡，能正确书写弱电解质的电离方程式。
强电解质
弱电解质
电离过程
不可逆过程，全部电离
可逆过程，部分电离
溶液中存
在的粒子
(水分子不计)
只有电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子
既有电离出的阴、阳离子，又有电解质分子
强电解质
弱电解质
化合物
类型
离子化合物、共价化合物
共价化合物
电离方
程式
以HCl为例：HCl===H＋＋Cl－
以CH3COOH为例：CH3COOHH＋＋CH3COO－
共同特点
在水溶液中能产生自由移动的阴、阳离子
类型
电离方程式的特点
典型例子
强电解质
完全电离，电离方程式写“===”
H2SO4===2H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
NaOH===Na＋＋OH－
NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
弱电解质
一元弱酸或弱碱
不完全电离，电离方程式写“”
CH3COOHCH3COO－＋H＋
NH3·H2ONH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋OH－
多元弱酸
分步电离，以第一步为主，电离方程式写“”
H2CO3H＋＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (主)
HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) H＋＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) (次)
多元弱碱
分步电离，一
步书写，且电
离方程式写“”
Cu(OH)2Cu2＋＋2OH－