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2019-2020年高中化學 （大綱版）第二冊 第三章 電離平衡 第一節(jié)電離平衡(第二課時) ［引言］上節(jié)課我們學習了電解質的強弱與結構的關系，并且已經知道弱電解質的溶液中，既有分子，又有離子，下面我們就來共同學習弱電解質的電離平衡的有關知識。 ［設疑］一定量的鹽酸與足量的鋅反應，生成H2的量取決于什么因素？ ［生］取決于鹽酸中HCl的物質的量 ［師］那么氫離子濃度相同，溶液體積也相同的鹽酸和醋酸分別與過量的鋅反應，最后生成的H2是否一樣多？ ［生甲］一樣多 ［生乙］醋酸多 ［師］誰的回答正確呢？等我們學完電離平衡的知識之后自然就會明白。下面我們就以醋酸為例，說一說什么叫電離平衡。 ［板書］二、弱電解質的電離平衡 ［板書］1.概念 ［問題探究］CH3COO－和H+在溶液中能否大量共存？ ［生］不能。 ［師］我們知道，醋酸加入水中，在水分子的作用下，CH3COOH會電離成CH3COO－和H+，與此同時，電離出的CH3COO－和H+又會結合成CH3COOH分子，隨著CH3COOH分子的電離，CH3COOH分子的濃度逐漸減小，而CH3COO－和H+濃度會逐漸增大，所以CH3COOH的電離速率會逐漸減小，CH3COO－和H+結合成CH3COOH分子的速率逐漸增大，即CH3COOH的電離過程是可逆的。 電離（或稱離子化） 結合（或稱分子化） ［副板書］CH3COOH CH3COO－+H+ ［接著講述］在醋酸電離成離子的同時，離子又在重新結合成分子。當分子電離成離子的速率等于離子結合成分子的速率時，就達到了電離平衡狀態(tài)。這一平衡的建立過程，同樣可以用速率—時間圖來描述。 ［投影］ 弱電解質電離平衡狀態(tài)建立示意圖 ［師］請同學們根據上圖的特點，結合化學平衡的概念，說一下什么叫電離平衡。 ［學生敘述，教師板書］在一定條件（如溫度、濃度）下，當電解質分子電離成離子的速率和離子重新結合生成分子的速率相等時，電離過程就達到了平衡狀態(tài)，這叫電離平衡。 ［師］電離平衡也屬于一種化學平衡，那么化學平衡狀態(tài)有何特征？可以用哪幾個字概括？ ［生］逆、等、動、定、變。 ［師］電離平衡狀態(tài)同樣具有這些特征，下面請同學們討論一下，這五個字應用到電離平衡狀態(tài)分別指什么？ ［板書］2.特征：逆、等、動、定、變。 ［學生討論后回答］逆：弱電解質的電離；等：達電離平衡時，分子電離成離子的速率和離子結合成分子的速率相等；動：動態(tài)平衡，即達電離平衡時分子電離成離子和離子結合成分子的反應并沒有停止；定：達電離平衡時，離子和分子共存，其濃度不再發(fā)生變化；變：指電離平衡也是一定條件下的平衡，外界條件改變，電離平衡會發(fā)生移動。 ［師］哪些條件改變可引起化學平衡移動？ ［生］濃度、溫度、壓強。 ［師］平衡移動的方向是如何確定的？ ［生］根據勒夏特列原理。 ［講述］勒夏特列原理不僅可用來判斷化學平衡的移動方向，而且適用于一切動態(tài)平衡，當然也適用于電離平衡。 ［問題探究］像我們剛才提到的體積相同，氫離子濃度相同的鹽酸和醋酸分別與足量的鋅反應，最后醋酸放出H2多，是與醋酸存在電離平衡有關的，請同學們想一想如何從電離平衡的移動去解釋？ ［生］由于醋酸存在電離平衡，隨著反應的進行，溶液中氫離子濃度降低，使電離平衡正向移動，未電離的醋酸分子繼續(xù)電離，結果CH3COOH提供的H+的總物質的量比HCl多，所以放出H2比鹽酸多。 ［師］那么反應起始時哪種酸與鋅反應速率快？為什么？ ［生］一樣快。因為氫離子濃度相同 ［師］反應過程中速率是否仍相同？ ［學生討論后回答］不相同。 ［師］為什么？ ［生］因為HCl不存在電離平衡，CH3COOH存在電離平衡，隨著H+的消耗，CH3COOH的電離平衡發(fā)生移動，使H+得到補充，所以CH3COOH溶液中H+濃度降低得比HCl中慢，所以CH3COOH在反應過程中速率較快。 ［講述］弱電解質電離的過程是一個吸熱過程，溫度改變也會引起平衡移動，請同學們討論以下問題： ［投影］在氨水中存在下列電離平衡： NH3H2O +OH－ 下列幾種情況能否引起電離平衡移動？向哪個方向移動？ ①加NH4Cl固體 ②加NaOH溶液 ③加HCl ④加CH3COOH溶液 ⑤加熱 ⑥加水 ⑦加壓 ［答案］①逆向移動 ②逆向移動 ③正向移動 ④正向移動 ⑤正向移動 ⑥正向移動 ⑦不移動 ［講述］加水時，會使單位體積內NH3H2O分子、、OH－粒子數均減少，根據勒夏特列原理，平衡會向粒子數增多的方向，即正向移動。但此時溶液中的及OH－濃度與原平衡相比卻減小了，這是為什么呢？請根據勒夏特列原理說明。 ［生］因為根據勒夏特列原理，平衡移動只會“減弱”外界條件的改變，而不能“消除”。 ［師］對，看來大家對勒夏特列原理已掌握得很好。在稀釋時，電離平衡正向移動使和Cl－濃度增大，但溶液體積的增大使和Cl－濃度降低，稀釋使體積增大占了主導地位，因此濃度減小。綜合上述，我們可以總結出影響電離平衡的因素主要有哪些？ ［學生回答，教師板書］3.影響因素： ①濃度 ②溫度 ［師］從本節(jié)課內容來看，強電解質和弱電解質除電離程度不同外，還有何不同之處？ ［生］強電解質不存在電離平衡，弱電解質存在電離平衡。 ［師］由于弱電解質存在電離平衡，因此弱電解質的電離方程式的書寫與強電解質不同。 ［板書］4.電離方程式的書寫 ［講述］弱電解質的電離應該用“ ”而不能用“====”，而且多元弱酸的電離是分步進行的，要分步寫其電離的方程式，如H2CO3的電離： ［副板書］H2CO3 H++HCO HCO H++CO ［師］下面請同學們寫出以下幾種物質在水溶液中的電離方程式，在書寫時一定要先判斷該物質是強電解質還是弱電解質。 ［投影］①H2S ②NaHCO3 ③NaHSO4 ④HClO 答案：①H2S H++HS－ HS－ H++S2－ ②NaHCO3====Na++HCO HCO H++CO ③NaHSO4====Na++H++SO ④HClO H++ClO－ ［小結］本節(jié)課我們主要學習了弱電解質的電離平衡，并進一步理解了勒夏特列原理的應用。 ［布置作業(yè)］P57一、2。3 二 三 四 板書設計 二、弱電解質的電離平衡 1．概念：在一定條件（如溫度、濃度）下，當電解質分子電離成離子的速率和離子重新結合生成分子的速率相等時，電離過程就達到了平衡狀態(tài)，這叫電離平衡。 2．特征：逆、等、動、定、變。 3．影響因素：①濃度， ②溫度。 4．電離方程式的書寫 教學說明 關于弱電解質電離平衡的建立與電離平衡的移動是本節(jié)的重點，但學生在學習了第二章“化學平衡”之后來學習“電離平衡”并不會感到困難，因此在講電離平衡的建立和電離平衡移動時，以學生討論、自學為主，教師只起啟發(fā)、引導作用，通過電離平衡的學習，使學生充分理解動態(tài)平衡的共同特點，并掌握勒夏特列原理在各種動態(tài)平衡中的應用，以培養(yǎng)學生靈活應用知識的能力。 參考練習 1．實驗中擬用一定質量的鋁片跟足量的稀硫酸溶液反應制備一定體積的氫氣。在實驗設計的過程中發(fā)現了一個問題：鋁與硫酸反應的速率太快，不利于實驗操作。為使問題得到較好的解決，下列措施可行的是（ ） A.將鋁片分割成若干小塊 B.將硫酸溶液換成同物質的量濃度的硝酸溶液 C.向硫酸溶液中加入適量的水 D.向硫酸溶液中加入適量的醋酸鈉 答案：CD 2．如圖所示的試管中盛的是較濃的氨氣，氨氣中因加有酚酞而顯淺紅色 （1）對試管以熱水浴的方式加熱，觀察試管中的溶液，結果是 ` （有現象就寫明現象的內容，無現象就寫明無現象的原因）。 （2）將加熱后的試管放入約20℃的水中冷卻，觀察現象，試管中的溶液里有明顯的現象，它是 。 解析：如圖所示的實驗裝置是一個密閉的裝置，在其中存在下列平衡狀態(tài)： NH3(g) NH3 (aq)+H2O(1) NH3H2O (aq) NH(aq)+OH-(aq) 綜合氨水的揮發(fā)性（易揮發(fā)出NH3）和勒夏特列原理，可知：加熱后平衡向左移動，氨水中的OH-濃度減小，氨水的三性減弱；冷卻后平衡向右移動，氨水中OH-濃度增大，溶液的堿性增強。 答案：（1）溶液的淺紅色漸漸褪去 （2）溶液由無色逐漸變?yōu)闇\紅色 3．比較下列實驗現象，回答問題并填空 有兩支試管a、b，分別裝有等量的Na2CO3固體，往a、b兩試管中分別加入同濃度、同體積的稀HCl和稀醋酸，直到Na2CO3全部反應完，回答下列問題： （1）a、b兩試管中的反應現象： 相同點是 ① 不同點是 ② ，原因是 ③ 。 （2）a、b兩試管中生成氣體的體積 ④ ，原因是 ⑤ 。 答案：（1）①Na2CO3固體溶解，有氣體放出。②加HCl的反應快，加CH3COOH的反應慢。③HCl是強電解質，完全電離，溶液中H+濃度大，CH3COOH是弱電解質，部分電離，H+濃度小，所以HCl比CH3COOH反應快。 （2）④相等。⑤根據化學方程式：Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3+2CH3COOH====CH3COONa+H2O+CO2↑，等量的Na2CO3全部溶解需消耗等量的H+，放出等量的CO2，雖然開始HCl中H+濃度比醋酸中大，但隨著反應的進行，CH3COOH的電離平衡正向移動，最后電離出H+總量與HCl相同。