高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 电离平衡优质学案
展开第一课时 电离平衡
【学习目标】
1.了解弱电解质在水溶液中电离过程的特点和复杂性。
2.掌握电离平衡的概念,知道弱电解质在溶液中会逐渐离解为自由移动的离子。
3.理解影响弱电解质电离平衡的因素,包括温度、浓度、酸碱性等,能够根据这些因素进行简单的计算。
4.能够利用电离平衡解释一些化学现象和进行相关的计算。
5.知道电离平衡常数的概念和用途,能够利用电离平衡常数进行相对比较和简单的计算。
6.培养学生对弱电解质电离平衡的兴趣和探究精神,鼓励学生通过实验和观察来加深对电离平衡的理解。
【学习重难点】
重点:弱电解质电离平衡的影响因素
难点:弱电解质电离平衡的平衡常数计算
【课前预习】
旧知回顾:
一、电解质、非电解质:
电解质:在水溶液或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质:在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物。
【预习题1】下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是
A.KOHB.CH3COOHC.蔗糖D.SO2
【答案】D
【详解】A.氢氧化钾在溶液中能电离出自由移动的离子,属于电解质,氢氧化钾溶液能导电,故A不符合题意;
B.醋酸在溶液中能部分电离出自由移动的离子,属于弱电解质,醋酸溶液能导电,故B不符合题意;
C.蔗糖在溶液中不能电离出自由移动的离子,属于非电解质,蔗糖溶液不能导电,故C不符合题意;
D.二氧化硫不能电离出自由移动的离子,属于非电解质,但二氧化硫与水反应生成的亚硫酸能电离出自由移动的离子,二氧化硫的水溶液能导电,故D符合题意;
【预习题2】人的手上常会沾有NaCl(汗液的成分之一),给电器设备通电时,湿手操作容易发生触电事故。这一生活常识说明
A.NaCl溶液能导电,因此NaCl溶液是电解质
B.NaCl固体不导电,因此NaCl固体不是电解质
C.易溶电解质形成的水溶液可以导电
D.电解质只有在水溶液中才可能导电
【答案】C
【详解】A.NaCl溶液能导电,但NaCl溶液是混合物,不是化合物,因此NaCl溶液不属于电解质,A错误;
B.NaCl固体不导电,但NaCl溶于水或受热熔化时会电离产生自由移动的离子而能够导电,因此NaCl固体是电解质,B错误;
C.人的手上常会沾有NaCl(汗液的成分之一),给电器设备通电时,湿手操作容易发生触电事故,是由于NaCl溶于水形成NaCl溶液时产生了自由移动的离子而能够导电,C正确;
D.电解质在水溶液中会发生电离而导电,有些电解质在熔融状态下也能够发生电离而导电,因此不是电解质只有在水中才可能导电,D错误;
故合理选项是C。
【课中探究】
<情景导入>除烧水壶的水垢可以用食醋,而用于除厕所水垢的洁厕灵中却含有腐蚀性较强的盐酸。用同浓度的醋酸代替盐酸,效果一样吗?
【设问】盐酸是强酸、醋酸是弱酸,那这个强弱体现在哪呢?
强弱电解质的电离
活动一、弱电解质的电离
任务1:电解质与非电解质的判断
【教师提问】NaCl溶液,CO2,金属单质是不是电解质?
【答题要点】
1.金属单质既不是电解质,也不是非电解质;电解质和非电解质是针对化合物来分类的。
2.NaCl溶液是混合物。电解质和非电解质是针对化合物来分类的。
3.电解质必须是自身能电离出离子。CO2自身不能电离出离子。
任务2.强弱电解质的实验探究
【活动】组织学生根据已有知识储备预测实验的现象,巡逻、指导学生操作实验。控制整个实验过程时间为5分钟内,实验结束请学生分享实验记录。
【教师】实验—同浓度的HCl和CH3COOH,分别加入镁条,观察实验现象:
【答题要点】
1.观察到盐酸中镁条产生的气泡速度快;
2.向两张精密pH试纸上分别滴加浓度均为0.1ml/L的盐酸和醋酸,并与标准比色卡对比。观察到盐酸pH为1,醋酸pH约为3。说明盐酸完全电离而醋酸不完全电离;
3.分别用0.1ml/L的盐酸和醋酸进行导电性实验,观察灯泡亮度。看到接入盐酸的灯泡比接入醋酸的亮。
【教师总结】取相同体积、0.1 ml/L的盐酸和醋酸,比较它们pH的大小,试验其导电能力,并分别与等量镁条反应,观察、比较并记录。
【实验记录表单】
【教师提问】以上3个实验现象都说明了氯化氢在水中的电离程度要大于醋酸,那差距到底有多大?相同浓度的盐酸、醋酸溶液导电能力谁强?
【答题要点】导电能力与什么有关:离子浓度和离子所带电荷。
活动二、讲解电解质的电离方程式的书写方法
任务1.电离方程式的书写注意事项
【答题技巧】
①强电解质:“ ”、弱电解质:“ ”
②多元弱酸分步电离,分步书写
③多元弱碱分步电离,一步书写
④强酸酸式盐的电离,熔融状态分步电离、水溶液一步电离
⑤弱酸酸式盐的电离,分步电离
任务2:书写不同类型的电解质的电离方程式
1.强电解质用等号,弱电解质用可逆号
H2SO4 = 2H+ + SO42- CH3COOH CH3COO - + H+
2.二元及多元弱酸的电离分步完成, 并以第一步电离为主。
H2CO3 H+ + HCO3-
HCO3- H+ + CO32-
3.多元弱碱的电离认为一步完成。
Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH-
4.酸式盐的电离
强酸酸式盐:NaHSO4=Na++H++SO42-
弱酸酸式盐:NaHCO3=Na++HCO3- HCO3- H++CO32-
活动3:技巧总结
教师对电解质电离方程式写的规律口诀总结
【答题要点】强等号、弱可逆;多元弱酸分步写;多元弱碱一步完;酸式盐看强弱、看条件
【练习1】下列事实中一定能证明CH3COOH是弱电解质的是
①用CH3COOH溶液做导电实验,灯泡很暗
②0.1CH3COOH溶液中
③往NaHCO3溶液中滴加CH3COOH溶液,产生大量气泡
④20mL0.2CH3COOH溶液恰好与20mL0.2NaOH溶液完全反应
⑤1mL 的CH3COOH溶液稀释至1L,
A.①②B.②③C.②⑤D.③④
【解析】①中未指明浓度,也没有参照物,不能说明CH3COOH是弱电解质;
②0.1CH3COOH溶液中,说明CH3COOH未完全电离,说明CH3COOH是弱电解质;
③往NaHCO3溶液中滴加CH3COOH溶液,产生大量气泡,生成了CO2,说明酸性:CH3COOH>H2CO3,H2CO3是弱酸,不能说明CH3COOH是弱电解质;
④20mL0.2CH3COOH溶液恰好与20mL0.2NaOH溶液完全反应,不能说明CH3COOH是弱电解质;
⑤1mL 的CH3COOH溶液稀释至1L,,说明CH3COOH未完全电离,加水稀释促进了电离,能够说明CH3COOH是弱电解质;故选C。
【练习2】下列电离方程式中,错误的是
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】A.Fe2(SO4)3是强电解质,完全电离出Fe3+和,且符合质量守恒、电荷守恒,A正确;
B.H2SO4是强酸,完全电离出H+和,符合质量守恒、电荷守恒,B正确;
C.为弱酸根离子,不能完全电离,不能写成H+和,正确的应为,C错误;
D.Ba(OH)2为强碱,完全电离出Ba2+和OH-,且符合质量守恒、电荷守恒,D正确;
正确答案为C。
二、弱电解质的电离
活动一、分析弱电解质电离平衡图像
任务1:弱电解质电离平衡的特点
【实验探究】CH3COOH在水溶液中的电离可逆
【图像分析】分析弱电解质电离平衡图像
任务1:总结弱电解质的电离平衡特点,思考可能影响的因素。
【答题要点】
1. 电离平衡特点:逆、等、定、动、变
2.通过分析特征,我们可以感觉到电离平衡和我们前面学的化学平衡非常类似, 温度,压强(气体)、浓度(溶液、气体)、催化剂
任务2:讨论在水溶液中影响电离平衡的因素,示例:CH3COOH CH3COO - + H+填写下列表格
【答题要点】
任务3:总结弱电解质电离平衡影响因素
【答题要点】
(1)溶液加水稀释:弱电解质溶液的浓度越小,电离程度越大;但在弱酸溶液中c(H+)减小,弱碱溶液中c(OH-)减小。
(2)改变温度:电离是吸热的,升高温度使电离平衡向右移动,溶液中弱电解质分子数减小,溶液中离子浓度增大。
(3)同离子效应:当向弱电解质溶液中加入的物质含有与弱电解质相同的离子时,由于同种离子的相互影响,使电离平衡向左移动,弱电解质的电离程度减小。
(4)加入能反应的物质:当向弱电解质溶液中加入的物质能和弱电解质电离出的离子反应时,电离平衡向右移动,参加反应的离子浓度减小,其他的离子浓度增大。
【练习3】蚁酸(HCOOH)是一种一元弱酸,下列说法可以证明它是弱电解质的是
A.蚁酸溶液的pH值=2B.常温下HCOONa溶液的pH>7
C.蚁酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳D.蚁酸溶液与锌反应比强酸溶液缓
【答案】B
【详解】A.蚁酸溶液的浓度未知,蚁酸溶液的pH值=2,不能确定其是否完全电离,所以不能证明它是弱电解质,故A错误;
B.常温下HCOONa溶液的pH>7,说明HCOONa为强碱弱酸盐,水解显碱性,即HCOOH为弱酸,故B正确;
C.根据强酸制弱酸原理可知,蚁酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳,说明蚁酸的酸性强于碳酸,并不能证明蚁酸是弱电解质,故C错误;
D.蚁酸溶液或强酸溶液与锌反应的实质是锌与氢离子反应,因两者溶液浓度未知,因此无法根据反应速率判定蚁酸是否为弱电解质,故D错误;
【练习4】现有①、②HCl、③三种溶液,下列说法不正确是
A.pH相同时,其物质的量浓度由大到小的顺序是①>②>③
B.物质的量浓度相同时,其pH由大到小的顺序是①>②>③
C.中和等量的烧碱溶液,需等物质的量浓度的①②③三种酸溶液的体积比为2:2:1
D.用相同大小的铁片与少量pH相同的三种溶液制取氢气,收集相同体积的气体所需时间①>②=③
【答案】D
【详解】A.当它们pH相同时,溶液中氢离子浓度相同,假设提供1ml/L的氢离子,需要醋酸浓度应大于1ml/L;需要②溶液浓度为1ml/L;、需要③H2SO4溶液浓度为0.5ml/L;其物质的量浓度由大到小排列的是①>②>③,A正确;
B.当它们的物质的量浓度相同时,假设浓度都是1ml/L;①CH3COOH溶液电离出氢离子浓度小于1ml/L、②HCl电离出氢离子浓度为1ml/L、③H2SO4,电离出的氢离子浓度为2ml/L;pH由大到小排列的是①>②>③,B正确;
C.中和等量的烧碱溶液,假设氢氧化钠物质的量为1ml,需要①醋酸1ml,需要②HCl1ml;需要③H2SO40.5ml;需同浓度的三种酸溶液的体积比为2∶2∶1,C正确;
D.pH相同的①、②、③三溶液,开始的H+浓度相同,随着反应的进行,醋酸继续电离出H+,反应速率快,而盐酸和硫酸不再电离,H+浓度不变,反应速率不变,故收集相同体积的气体所需时间①<②=③,D错误。
三、纯弱电解质中的稀释过程
任务1:弱电解质稀释过程的导电情况的探究—以冰醋酸为例
【答题要点】
图示:
2.在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力如图所示,请回答:
(1)“O”点导电能力为0的理由是冰醋酸中没有自由移动的离子。
(2)a、b、c三点溶液中醋酸的电离程度由小到大的顺序为a(3)a、b、c三点溶液中CH3COO-物质的量最大的是c。
【思考】若使b点对应的溶液中c(CH3COO-)增大,c(H+)减小,可采用的方法是②④(填序号)
加入H2O ② 加入NaOH固体
③ 加入浓硫酸 ④ 加入Na2CO3固体
【练习5】将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,在相同温度下测得溶液的导电能力变化如图所示,下列说法不正确的是
A.a、b、c三点的电离程度:
B.a、b、c三点溶液的pH:
C.a、b、c三点溶液中水的电离程度:
D.a、b、c三点溶液中比值:
【详解】A.弱酸越稀释,电离程度越大,则a、b、c三点CH3COOH的电离程度:aB.溶液中存在电离平衡CH3COOH⇌H++CH3COO-,溶液的导电能力越强,H+浓度越大,pH越小,导电能力:ca>b,B正确;
C.溶液的导电能力越强,CH3COOH电离生成的H+浓度越大,对水的电离抑制作用越大,水的电离程度越小,由选项B分析知,H+浓度:ca>b,C错误;
D.,温度不变不变,由CH3COOH⇌H++CH3COO-可知,溶液的导电能力越强,c(CH3COO-)越大,导电能力:c故选C。
课 后 作 业
1.古代染坊常用某种“碱剂”来精炼丝绸,该“碱剂”的主要成分是一种盐,能促进蚕丝表层的丝胶蛋白杂质水解而除去。这种“碱剂”可能是
A.食盐B.烧碱C.胆矾D.草木灰
【答案】D
【解析】该“碱剂”的主要成分是一种盐,根据盐的水解原理可知该盐应该为强碱弱酸盐,草木灰主要成分是K2CO3,选项中只有草木灰符合题意,故选D。
2.下列说法正确的是
A.反应常温下能自发进行,则该反应的
B.常温下,向稀醋酸溶液中缓慢通入少量NH3,溶液中的值增大
C.合成氨反应放热,采用低温可以提高氨的生成速率
D.常温下,pH均为9的NaOH溶液与CH3COONa溶液中,水的电离程度相同
【答案】B
【解析】A.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)是气体体积减小的反应,ΔS<0,要使反应在常温下能自发进行,则根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS<0知,该反应的ΔH<0,A错误;
B.稀醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+,常温下向稀醋酸溶液中缓慢通入少量NH3,消耗醋酸电离产生的氢离子,促进醋酸电离平衡正向移动,使得c(CH3COO−)增大,c(CH3COOH)减小,溶液中的值增大,B正确;
C.温度降低,正逆反应速率均减慢,氨的生成速率减慢,C错误;
D.常温下,pH为9的NaOH溶液,水的电离受到抑制,由水电离产生的c(H+)=10-9ml/L,pH为9的CH3COONa溶液,水的电离受到促进,由水电离产生的c(H+)=10-5ml/L,因而二者水的电离程度不相同,D错误;
3.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.溶液中的数目为
B.固体中含有的阳离子数为
C.晶体中含有
D.常温、常压下,乙醛中含有的键数目为
【答案】D
【解析】A.可以水解,会有部分损失,所以数目小于,故A错误;
B.是由和构成的离子化合物,即固体中阳离子数目为,故B错误;
C.晶体中含有,故C错误;
D.1个乙醛中有3根键(甲基中的C与H之间是键),乙醛(即乙醛)中含有的键数目为,故D正确;
4.常温下,为证明NH3•H2O是弱电解质。下列方法不正确的是
A.测定0.01ml•L-1氨水的pH
B.测定0.01ml•L-1NH4Cl溶液的酸碱性
C.测定pH为10的氨水稀释十倍后的pH
D.比较0.01ml•L-1的氨水和1ml•L-1NaOH溶液的导电能力
【答案】D
【解析】A.通过测定氨水的,可证明是弱电解质,A正确;
B.若溶液呈酸性,则说明是强酸弱碱盐,从而说明是弱电解质,B正确;
C.的氨水稀释10倍后,可以证明氨水稀释过程中有电离出来,从而说明是弱电解质,C正确;
D.氨水浓度小于溶液的浓度,无法用导电能力证明是弱电解质,D错误;
故选D。
5.常温时,下列叙述正确的是
A.醋酸溶液的,将此溶液稀释10倍后,溶液的,则
B.若1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7则NaOH溶液的pH=11
C.盐酸的,盐酸的
D.在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7
【答案】B
【解析】A.醋酸是弱酸,加水稀释促进醋酸电离,则将pH=a的醋酸稀释10倍后,稀释后的溶液中c(H+)大于原来的,所以稀释后溶液pH值增大值小于1,所以b<a+1<7,A错误;
B.盐酸与NaOH均为强电解质,常温下pH=1的盐酸中c(H+)=0.1ml/L,1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则n(H+)=n(OH-),即0.001L×0.1ml/L=0.1L×c(NaOH),c(OH-)=c(NaOH)=0.001ml/L,c(H+)=ml/L=10-11ml/L,pH=11,所以NaOH溶液的pH=11,B正确;
C.常温下,酸溶液的pH<7,则1.0×10-8ml•L-1盐酸的pH<7,不可能pH=8.0,C错误;
D.已知酚酞的变色范围是8~10,在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl溶液恰好无色,说明此时溶液的pH<8,但该溶液的pH可能大于7,D错误;
6.常温下,下列事实能说明某一元酸是一元强酸的是
A.溶液的
B.溶液
C.溶液比硝酸导电能力弱
D.溶液与溶液混合
【答案】D
【解析】A.溶液的,说明HX在水溶液中只能部分电离,属于一元弱酸,A不合题意;
B.溶液,说明NaX是强碱弱酸盐,因为X-水解呈碱性,即HX为一元弱酸,B不合题意;
C.溶液比硝酸导电能力弱说明HX只能部分电离,属于一元弱酸,C不合题意;
D.溶液与溶液,二者前后完全反应生成NaX,混合后溶液即说明NaX为强酸强碱盐,即说明HX为一元强酸,D符合题意;
电解质
非电解质
定义
在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物
在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物
本质区别
溶于水或熔融时,自身能电离
溶于水和熔融时,自身不能电离
实例
酸、碱、盐、活泼金属氧化物等
非金属氧化物、大多数有机物、NH3等
酸
0.1 ml/L 盐酸
0.1 ml/L 醋酸
pH
1
3
导电能力
灯泡明亮
灯泡按
与镁条反应
反应剧烈,产生大量气泡
反应缓慢,产生少量气泡
高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡精品导学案: 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1<a href="/hx/tb_c4002420_t4/?tag_id=42" target="_blank">第二节 化学平衡精品导学案</a>,共12页。
人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡优秀导学案: 这是一份人教版 (2019)选择性必修1<a href="/hx/tb_c4002420_t4/?tag_id=42" target="_blank">第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡优秀导学案</a>,共10页。学案主要包含了化学平衡移动与勒夏特列含义,平衡移动方向的判据等内容,欢迎下载使用。
人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡精品学案设计: 这是一份人教版 (2019)选择性必修1<a href="/hx/tb_c4002420_t4/?tag_id=42" target="_blank">第二节 化学平衡精品学案设计</a>,共16页。学案主要包含了化学平衡常数含义,化学平衡常数的特点等内容,欢迎下载使用。