2019-2020学年高中化学 3.1 弱电解质的电离课件 新人教版选修4

第三章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离一、强、弱电解质1.实验探究:实验1mol·L-1HCl1mol·L-1CH3COOH与镁反应现象剧烈反应,产生气体缓慢反应,产生气体结论Mg与盐酸反应快,表明盐酸中c(H+)___大实验1mol·L-1HCl1mol·L-1CH3COOH溶液的pH数值_______(填“相同”或“不相同”)结论相同物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液中c(H+)_______(填“相同”或“不相同”)实验结论HCl和CH3COOH的电离程度_____不相同不相同不同2.概念:3.电解质与化合物类型的关系:二、弱电解质的电离1.电解质电离方程式的书写:(1)强电解质完全电离,用“====”。例:HCl====H++Cl-、Na2SO4====2Na++(2)弱电解质部分电离,用“”。例:CH3COOHCH3COO-+H+、NH3·H2O+OH-24SO4NH2.弱电解质的电离平衡:(1)弱电解质的电离平衡的建立。在一定条件下(如温度和浓度),弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率_____时,电离过程达到电离平衡状态。相等(2)弱电解质的电离平衡形成过程中体系各粒子浓度的变化。以CH3COOH为例,可表示如下:类别项目c(CH3COO-)c(H+)c(CH3COOH)初溶于水时接近于0接近于0最大达到电离平衡前_______________达到电离平衡时_______________增大增大减小不变不变不变三、电离平衡常数概念在一定温度下,当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时,溶液中电离的各离子浓度幂的乘积与未电离的分子的浓度幂的比值是一个常数。表达式对于HAH++A-,K=_________。c(H)c(A)c(HA)影响因素①电离平衡常数只与_____有关,升高温度,K值_____。②在相同条件下,弱酸的电离常数越大,酸性_____。③多元弱酸的各级电离常数的大小关系是________(n≥1),所以其酸性决定于第一步电离。温度增大越强Kn≫Kn+1【自主检测】1.下表中物质的分类组合完全正确的是()选项ABCD强电解质Ca(OH)2H2SO4BaSO4HClO4弱电解质Mg(OH)2CaCO3HClOCH3COONH4非电解质SO2AlH2OC2H5OH【解析】选A。Ca(OH)2是强碱,属于强电解质,Mg(OH)2属于弱电解质,SO2是非金属氧化物,属于非电解质;H2SO4是强酸,属于强电解质,CaCO3是盐,属于强电解质,Al是单质,既不是电解质也不是非电解质;BaSO4是盐,属于强电解质,HClO是弱酸,属于弱电解质,H2O属于弱电解质;HClO4是强酸,属于强电解质,CH3COONH4是盐,属于强电解质,C2H5OH是有机物,属于非电解质。2.下列电离方程式书写正确的是()A.H2SO4====2H++B.NH3·H2O====+OH-C.H2CO3====H2O+CO2↑D.H2CO32H++24SO4NH23CO【解析】选A。硫酸是二元强酸,电离方程式为H2SO4====2H++;一水合氨是弱电解质,存在电离平衡NH3·H2O+OH-;碳酸是二元弱酸,分步电离:H2CO3H++、H++。24SO4NH3HCO3HCO23CO3.若用、、分别表示分子、阴离子、阳离子(不包括水分子和由水电离出的离子),则下列示意图可表示弱电解质电离情况的是()【解析】选B。弱电解质的特征是在溶液中弱电解质分子和弱电解质电离出的离子共存,且弱电解质的电离程度很小。4.下列关于电离常数(K)的说法中正确的是()A.电离常数(K)越小,表示弱电解质电离能力越弱B.电离常数(K)与温度无关C.不同浓度的同一弱电解质,其电离常数(K)不同D.多元弱酸各步电离常数相互关系为K1K2K3【解析】选A。电离常数表示电离程度的大小,K值越大,电离程度越大。电离常数是一个温度的函数,温度不变时电离常数不变。多元弱酸的电离常数关系为K1≫K2≫K3。5.在氨水中,NH3·H2O的电离达到平衡的标志是()A.溶液显电中性B.溶液中无氨水分子C.氢氧根离子浓度恒定不变D.溶液中和OH-共存4NH【解析】选C。NH3·H2O的电离达到平衡时,溶液中各种微粒(NH3·H2O、OH-、)的浓度保持不变。4NH6.在醋酸中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使电离平衡右移且c(H+)增大,应采取的措施是()A.加入NaOH(s)B.加入盐酸C.加蒸馏水D.升高温度【解析】选D。加入NaOH(s)、蒸馏水、升高温度均能使平衡右移,但加入NaOH(s)、蒸馏水时,c(H+)减小,升高温度时,c(H+)增大。知识点一强电解质和弱电解质的比较强电解质和弱电解质的比较类别项目强电解质弱电解质定义溶于水或在熔融状态下完全电离的电解质溶于水后只有部分电离的电解质化合物类型离子化合物及具有强极性键的共价化合物(除HF)某些具有弱极性键的共价化合物类别项目强电解质弱电解质电离程度全部电离部分电离电离过程不可逆过程可逆过程,存在电离平衡溶液中的电解质微粒只有电离出的阴、阳离子,不存在电解质分子既有电离出的阴、阳离子,又有电解质分子类别项目强电解质弱电解质实例绝大多数的盐(包括难溶性盐);强酸;强碱;部分碱性氧化物如Na2O、CaO等弱酸:H2CO3、CH3COOH、HClO等;弱碱:NH3·H2O、Fe(OH)3等;水及个别盐电离方程式用“====”连接用“”连接共同特点在水溶液中或熔融状态下能产生自由移动的离子【素养升华】宏观辨识——电解质强弱判断的易错点(1)电解质的强弱与溶液导电能力无必然联系,即溶液导电能力的强弱只与溶液中离子浓度的大小以及离子所带电荷数目的多少有关。(2)电解质的强弱与其溶解度无关。某些难溶或微溶于水的盐(如CaCO3、AgCl、BaSO4等),虽然其溶解度很小,但是其溶于水的部分却是完全电离的,它们仍属于强电解质。(3)活泼金属氧化物在熔融状态下完全电离,属于强电解质。【知识拓展】强弱电解质与化合物类型的关系【知识拓展】要证明某电解质是弱电解质,关键在于一个“弱”字,即证明它只是部分电离或其溶液中存在电离平衡。以一元弱酸HA为例,证明它是弱电解质的常用方法有依据(实验设计或现象)酸溶液的pH①0.1moL·L-1的HA溶液的pH1(室温下);②将pH=2的HA溶液稀释100倍,稀释后溶液2pH4溶液的导电性0.1moL·L-1的HCl和HA溶液,前者的导电能力明显更强与金属反应的速率相同浓度的HCl和HA溶液,与相同(形状、颗粒大小)的金属或碳酸盐反应,前者的反应速率快依据(实验设计或现象)其钠盐能与弱酸反应生成HACO2通入NaA溶液中有HA生成不与NaHCO3溶液反应HA溶液不与NaHCO3溶液反应结论:HA是一元弱酸,是弱电解质.其中第4、5项还能证明HA的酸性比H2CO3弱【典题通关】【典例】(2018·天津六校联考)下列有关叙述中正确的是()A.强电解质在水溶液中的电离过程是不可逆的B.CO2的水溶液能导电,所以CO2是电解质C.碳酸钙在水里的溶解度很小,所以碳酸钙是弱电解质D.强电解质的水溶液导电能力一定比弱电解质的水溶液导电能力强【素养解读】核心素养素养任务微观探析A项通过判断微粒的电离程度学会从宏观与微观相结合的视角分析与解决问题模型认知B项、C项通过电解质和非电解质的基本概念,学会比较强电解质和弱电解质的方法变化观念D项通过理解电解质的定义学会比较电解质的导电性【解析】选A。强电解质完全电离,电离过程不可逆;CO2的水溶液能导电是因为与水反应生成电解质碳酸,CO2本身不能电离,属于非电解质;碳酸钙溶于水的部分完全电离,属于强电解质;导电能力的强弱与参与导电的自由移动的离子的浓度大小有关,强电解质如果浓度很小,导电能力也可能比浓的弱电解质溶液的导电能力弱。【延伸探究】(1)等浓度的盐酸和醋酸,导电能力强的为________。提示:盐酸。盐酸是强电解质,完全电离。醋酸是弱电解质,部分电离。等浓度的盐酸和醋酸,盐酸中的c(H+)大于醋酸中的c(H+),所以盐酸的导电能力强。(2)氢离子浓度相同的盐酸和醋酸,导电能力强的为________。提示:一样。溶液导电能力的强弱与溶液中离子浓度的大小以及离子所带电荷数目的多少有关。盐酸和醋酸中的c(H+)相同,所以导电能力也相同。【过关训练】1.甲酸(HCOOH)是一种一元弱酸,下列性质中可以证明它是弱电解质的是()A.常温下,1mol·L-1甲酸溶液中的c(H+)约为1×10-2mol·L-1B.甲酸能与碳酸钠溶液反应放出二氧化碳C.10mL1mol·L-1甲酸溶液恰好与10mL1mol·L-1NaOH溶液完全反应D.甲酸溶液与锌反应比强酸溶液与锌反应缓慢【解析】选A。若能说明甲酸部分电离,便可以证明它是弱电解质。A项,c(H+)c(HCOOH),说明甲酸部分电离。B项,只能说明HCOOH的酸性比H2CO3的强。C项,与甲酸的电离程度无关。D项,没有指明甲酸和强酸的浓度、反应温度和锌的表面积的大小等,故无法证明HCOOH是弱电解质。2.把0.05molNaOH固体分别加入100mL下列液体中,溶液的导电能力变化最小的是()A.自来水B.0.5mol·L-1盐酸C.0.5mol·L-1醋酸溶液D.0.5mol·L-1KCl溶液【解析】选B。溶液混合后导电能力变化的大小,关键看混合后溶液中自由离子的浓度是否发生了变化,由于自来水几乎不导电,加入0.05molNaOH,此时溶液中离子浓度增大,导电性增强;醋酸属于弱电解质,离子浓度远小于0.5mol·L-1,加入NaOH后生成盐CH3COONa,离子浓度变化很大;盐酸与NaOH反应,生成NaCl,溶液中含溶质离子的浓度基本不变,而0.5mol·L-1KCl溶液中加入NaOH虽不反应,但溶液中离子浓度增大。【补偿训练】下列物质中,属于强电解质的是________(均填序号);属于弱电解质的是________;属于非电解质的是________。①氨气②氨水③盐酸④CH3COOH⑤硫酸钡⑥氯化银⑦氯化钠⑧二氧化碳⑨醋酸铵⑩氢气【解析】现针对有关物质分析如下:氨气(NH3)、二氧化碳(CO2)本身不电离,但是属于化合物,所以是非电解质;氨水(NH3的水溶液)、盐酸(HCl的水溶液)为混合物,是电解质溶液,其中NH3·H2O和氯化氢是电解质;硫酸钡(BaSO4)、氯化银(AgCl)由于在水中溶解度小,离子浓度小,所以导电性弱,但溶解的部分完全电离,所以不仅是电解质,而且是强电解质;CH3COOH、NH3·H2O虽都是弱电解质,但两者反应的产物醋酸铵(CH3COONH4),由于在水溶液中完全电离,是强电解质。答案:⑤⑥⑦⑨④①⑧知识点二弱电解质的电离平衡1.电离平衡的建立。在一定条件下(如温度和浓度),电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,电离过程达到电离平衡状态。2.电离平衡的特征:3.外界条件对电离平衡的影响:影响因素原因分析电离平衡移动方向电离程度变化温度电离是吸热反应升高温度,正向移动变大改变弱电解质浓度加水稀释正向移动变大增大弱电解质的浓度正向移动变小影响因素原因分析电离平衡移动方向电离程度变化同离子效应增大了生成的离子的浓度逆向移动变小化学反应减小了生成的离子的浓度正向移动变大4.实例:以CH3COOHCH3COO-+H+为例。条件改变平衡移动电离程度n(H+)c(H+)导电能力加水正向增大增大减小减弱升温正向增大增大增大增强加醋酸铵(s)逆向减小减小减小增强加盐酸逆向减小增大增大增强加NaOH(s)正向增大减小减小增强【素养升华】变化观念——电离平衡的影响因素(1)电解质的自身性质,决定了电离的程度。通常电解质越弱,电离程度越小。(内在因素)(2)温度:电解质的电离过程是吸热的,故温度升高,电离程度增大。(3)电解质浓度增大,电离平衡向电离的方向移动,但是电离的程度是减小的。而加水稀释,电离平衡向电离方