高中化学 电离平衡

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第一节弱电解质的电离第二节水的电离和溶液的酸碱性第三节盐类的水解第四节难溶电解质的溶解平衡一、电解质与非电解质一、强电解质与弱电解质二、弱电解质的电离过程知识回顾1.电离:物质溶于水或受热融化时生成能够自由移动的离子的过程,称为电离。2.电离方程式3.酸:电离出的阳离子全部都是H+的化合物4.碱:电离出的阴离子全部都是OH-的化合物5.盐:由酸提供的阴离子和碱提供的阳离子组成的化合物酸碱盐能电离出自由离子去导电,都属于电解质例如:KNO3=K++NO3-思考与交流(1)NaCl固体、KNO3固体、NaOH固体、蔗糖固体,无水酒精。(2)NaCl溶液、KNO3溶液、NaOH溶液、HCl水溶液(盐酸)、H2SO4溶液、酒精溶液、蔗糖溶液下列物质能否导电?物质导电的条件:有能够自由移动带电的粒子。(3)熔融的NaCl、KNO3、NaOH实验探究同浓度NaCl、NaOH、稀盐酸、酒精溶液、蔗糖溶液的导电性实验对比亮亮亮不亮不亮实验探究同浓度HCl、NaOH、NaCl溶液、CH3COOH溶液、氨水的导电性实验对比亮暗暗不亮亮亮一、电解质与非电解质在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质。1.电解质:酸、碱、盐、水、金属氧化物依据化合物在水溶液里或熔融状态能否导电2.非电解质:在水溶液里或熔融状态下都不导电的化合物叫做非电解质。大多数的有机物、非金属氧化物如:蔗糖、酒精、CO2、NH3、SO2、SO3等(1)电解质:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物思考1:CO2溶于水可导电,CO2是电解质吗?电解质在水溶液中自身产生自由离子,从而能导电,而不是与水发生化学反应CO2不是电解质,H2CO3是电解质思考2:NaCl溶液能导电,NaCl溶液是电解质吗?混合物不是电解质,电解质的水溶液能导电,只能称之为电解质溶液一、电解质与非电解质(2)电解质包括:酸、碱、盐、活泼金属氧化物、水一、电解质与非电解质导电情况熔融状态水溶液酸(HCl)碱(NaOH)盐(NaCl)活泼金属氧化物(Na2O)×√√√√√√-酸由分子构成,熔融状态不导电,只有在水的作用下,才能电离成离子水电离出的离子浓度很小,导电能力很弱思考3:氧气在水溶液里和熔融状态下都不能导电,氧气是非电解质吗?铜能导电,铜是电解质吗?单质既不是电解质,也不是非电解质除了电解质,其他化合物都是非电解质(3)非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物纯净物化合物单质非电解质电解质辨析:电解质不一定导电导电物质不一定是电解质非电解质一定不导电非电解质溶于水所得溶液可能导电不导电物质不一定是非电解质能否导电——能否产生自由离子硫酸铜固体不能导电,硫酸铜是电解质吗?导电能力大小——自由离子的浓度大小思考4:固体CuSO4CO2CuH2既不是电解质也不是非电解质电解质溶液导电的粒子?阴、阳离子导电能力的强弱取决于什么?离子浓度大小电解质溶液浓度相同的条件下为什么离子浓度不同呢?电解质电离的程度不同一、电解质与非电解质注意1)单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。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。电解质有强弱之分分别试验等体积、等浓度的盐酸、醋酸溶液跟等量镁条的反应;并测这两种酸的pH。试验结果如下表:1mol/LHCl1mol/LCH3COOH与镁反应现象溶液pH剧烈反应,迅速产生大量气泡反应缓慢,产生少量气泡pH=0pH=2实验探究当酸溶液的物质的量浓度相等时,pH值是否相等,说明c(H+)是否相等?反应速率不同,pH不同,说明盐酸和醋酸中的H+浓度不同。说明HCl和CH3COOH的电离程度不同实验结果分析二、强弱电解质强电解质:强酸、强碱、大多数盐、活泼金属氧化物水溶液里全部电离成离子的电解质。强酸(HNO3、H2SO4、HCl、HBr、HI)强碱(NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2)大多数盐(除醋酸铅(CH3COO)2Pb外)活泼金属氧化物(Na2O、CaO等)二、强弱电解质弱电解质:水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。弱酸、弱碱和水是弱电解质弱酸(H2CO3、HF、HClO、H2S、H2SO3、H3PO4、CH3COOH)弱碱(NH3·H2O、Cu(OH)2)水化合物范围电离程度溶质的粒子强电解质弱电解质强酸、强碱、大多数盐,金属氧化物弱酸、弱碱、水完全电离部分电离只有离子,没有分子分子多,离子少二、强弱电解质盐酸中存在H+、Cl-无HCl分子醋酸溶液中存在H+、CH3COO-和CH3COOH分子CaCO3、Fe(OH)3的溶解度都很小,CH3COOH、HNO3的溶解度都很大,它们是强电解质还是弱电解质?CaCO3、HNO3属于强电解质CH3COOH、Fe(OH)3属于弱电解质本质区别:是否完全电离电解质的强弱与溶解性无关电解质的强弱与溶液的导电性没有必然联系。思考与讨论练习1、判断下列物质哪些属于强电解质,哪些为弱电解质?A、MgCl2B、H2CO3C、Fe(OH)3D、HClE、Ca(OH)2F、HClO强电解质:A、D、E、弱电解质:B、C、F、练习2: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.NaClc.石墨d.冰醋酸e.HCl的水溶液f.蔗糖g.SO2h.NaHCO3i.BaSO4acebhidfg强、弱电解质的比较强电解质弱电解质相同点不同点电离程度电离过程物质种类表示方法存在形式都是电解质,在水溶液中均能电离完全电离部分电离不可逆过程可逆过程水合离子分子和水合离子弱酸、弱碱、水强酸、强碱、大多数盐小结:强电解质弱电解质离子化合物大部分的盐类强碱金属氧化物电解质共价化合物强酸弱酸弱碱水多数有机物某些非金属氧化物非电解质化合物1、电离方程式的书写三、弱电解质的电离过程——完全电离,书写时用“=”号(2)弱电解质强等号、弱可逆多元弱酸分步写多元弱碱一步完——部分电离,书时用“”号规律:(1)强电解质【提示】强酸的酸式盐书写电离方程式时,完全电离,写成离子形式,如NaHSO4===Na++H++SO42-,弱酸的酸式盐书写电离方程式时,完全电离,但酸式酸根离子不能拆成离子形式,如NaHCO3===Na++HCO3-。请写出Na2SO4、HClO、NH3·H2O、H2CO3、Fe(OH)3、Al(OH)3、NaHCO3、NaHSO4、Ba(OH)2在水溶液中的电离方程式。Na2SO4=2Na++SO42-HClOH++ClO-NH3·H2ONH4++OH-H2CO3H++HCO3-HCO3-H++CO32-Fe(OH)3Fe3++3OH-三、弱电解质的电离过程Al(OH)3Al3++3OH-(碱式电离)Al(OH)3AlO2-+H++H2O(酸式电离)NaHCO3=Na++HCO3-HCO3-H++CO32-NaHSO4=Na++H++SO42-Ba(OH)2=Ba2++2OH-三、弱电解质的电离过程①先判断强、弱电解质,决定符号,强电解质一步电离③多元弱碱的电离,以一步电离表示。②多元弱酸分步电离,电离能力逐渐降低,以一级电离为主。电离方程式的书写要点④Al(OH)3有酸式和碱式电离。三、弱电解质的电离过程⑤弱酸的酸式盐的电离是分步电离,先完全电离成金属离子和酸式酸根,酸式酸根再部分电离。⑥强酸的酸式盐在水溶液中完全电离,在稀溶液中不存在酸式酸根;而在熔融状态,则电离成金属离子和酸式酸根离子强等号、弱可逆、多元弱酸分步写,多元弱碱一步完三、弱电解质的电离过程•下列电离方程式书写正确的是()A.BaSO4Ba2++SO42-B.H3PO43H++PO43-C.Al(OH)3H++AlO2-+H2OD.NaHS=Na++H++S2-C练习三、弱电解质的电离过程离子在溶液中相互碰撞又会结合成分子:CH3COO-+H+→CH3COOH2.弱电解质的电离过程是可逆的弱电解质溶于水,部分电离为离子:CH3COOH→CH3COO-+H+因此弱电解质的电离过程是可逆的:CH3COOHCH3COO-+H+三、弱电解质的电离过程三、弱电解质的电离过程c(H+)c(Ac-)c(HAc)HAc初溶于水紧接着最后(1)醋酸在电离过程中各微粒浓度的变化?最小最小最大不变不变不变CH3COOHCH3COO-+H+电离结合(3)当V电离=V结合时,可逆过程达到一种什么样的状态?(2)开始时,V电离和V结合怎样变化?思考与交流:弱电解质分子电离成离子的速率V电离离子结合成弱电解质分子的速率V结合两种速率相等,处于电离平衡状态V电离=V结合时间电离速率弱电解质电离平衡状态建立示意图3、弱电解质溶液中存在电离平衡三、弱电解质的电离过程1.电离平衡定义: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,这叫做电离平衡。2.特点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。等V电离=V分子化≠0逆电离平衡是对弱电解质而言,电离是可逆的,强电解质不存在电离平衡三、弱电解质的电离平衡3.影响电离平衡的因素1)温度2)浓度由于电离是吸热的,因此温度越高,电离度越大溶液越稀,离子相遇结合成分子越困难,因此更有利于电离。3)同离子效应加入含有弱电解质离子的强电解质,电离平衡向逆反应方向移动——同离子效应4)化学反应加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质,电离平衡向正反应方向移动三、弱电解质的电离平衡注意1)弱电解质溶液稀释时,电离平衡正向移动,溶液中离子的物质的量增大,而离子浓度减小,强电解质分子的物质的量和浓度均减小;2)对于冰醋酸,加水溶解并不断稀释的过程中,平衡正向移动,离子浓度先增大后减小三、弱电解质的电离平衡电离平衡的影响因素CH3COOHCH3COO-+H+方式所引起的浓度变化平衡移动C(CH3COOH)C(CH3COO-)C(H+)加少量冰醋酸加水稀释加醋酸钠固体加适量盐酸加NaOH溶液CH3COOHCH3COOHCH3COO-H+H+逆方向逆方向增大增大增大增大增大增大增大增大减少减少减少减少减少减少减少正方向正方向正方向升温——正方向增大减少增大4、电离平衡常数三、弱电解质的电离平衡1)定义:2)表达式:Ka=[H+][CH3COO-][CH3COOH]3)意义:弱电解质在一定条件下电离达到平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度以其在化学方程式中的计量为幂的乘积,跟溶液中未电离分子的浓度以其在化学方程式中的计量为幂的乘积的比值,叫做电离平衡常数,简称电离常数K值越大,电离程度越大,相应酸(或碱)的酸(或碱)性越强。K值只随温度变化。CH3COOHCH3COO-+H+课本P42实验3-2你能否推测CH3COOH、H3BO3、H2CO3三种弱酸的相对强弱及其与电离常数大小的关系?探究实验酸性:醋酸碳酸硼酸在相同温度下,电离常数较大,则酸性较强,即电离常数的大小反映了酸性的强弱。三、弱电解质的电离平衡多元弱酸的电离是分步进行的,每步各有电离常数,通常用K1、K2、K3等来分别表示。例如H3PO4的电离:多元弱酸的分步电离一般K1K2K3,即第二步电离通常比第一步难得多,第三步比第二步电离难得多。即:多元弱酸的酸性由第一步电离决定填表:0.1mol/L的CH3COOH溶液CH3COOHCH3COO-+H+电离程度n(H+)c(H+)导电能力电离常数加水升温加CH3COONa加HCl加NaOH【课堂练习】增大增大减小减弱不变增大增大增大增强增大减小减小减小增强不变减小增大增大增强不变增大减小减小增强不变一、水的电离二、溶液的酸碱性与pH三、pH的应用一、水的电离H2O+H2OH3O++OH-H2OH++OH-(水电离出的H+、OH-浓度相等)水是极弱的电解质25℃1L水只有10-7molH2O分子发

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