高中化学第二节弱电解质的电离盐类的水解第1课时教案

第三章物质在水溶液中的行为 第2节弱电解质的电离 盐类的水解
第1课时
【教学目标】
1．了解弱电解质的电离平衡常数概念和电离平衡常数与电离程度的关系。

2理解影响弱电解质电离平衡的因素及对电离平衡移动的影响。

(重点) 3．了解常见弱酸和弱碱的电离常数大小，能比较它们的电离能力强弱。

(难点) 【教学过程】
一、弱电解质的电离平衡
1．定义：在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。

2．表达式：一元弱酸：CH 3COOH CH 3COO －＋H ＋
K a ＝[CH 3COO －]·[H ＋]
[CH 3COOH] 一元弱碱：NH 3·H 2O NH ＋4＋OH －
K b ＝[NH ＋
4]·[OH －
][NH 3·H 2O]。

3．意义：电离常数表征了弱电解质的电离能力，根据相同温度下电离常数的大小可判断弱电解质电离能力的相对强弱。

4．影响因素：电离平衡常数受温度影响，与溶液浓度无关，温度一定，电离常数一定。

二、电离度
1．概念：弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质分子数占原有溶质分子数的百分率，称为电离度，用α表示。

2．表达式：α＝已电离的溶质分子数
原有溶质分子总数×100%。

3．影响因素：弱电解质的电离度与溶液的浓度有关，一般而言，浓度越大，电离度越小；浓度越小，电离度越大。

三、[思考探究]
下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃)
酸 电离方程式
电离平衡常数K a CH 3COOH
CH 3COOH
CH 3COO －＋H ＋
1.7×10－5
H2CO3H2CO3H＋＋HCO－3
HCO－3H＋＋CO2－3
K a1＝4.2×10－7
K a2＝5.6×10－11
H3PO4H3PO4H＋＋H2PO－4
H2PO－4H＋＋HPO2－4
HPO2－4H＋＋PO3－4
K a1＝7.1×10－3
K a2＝6.2×10－8
K a3＝4.5×10－13
(1)当升高温度时，K a值怎样变化？
【提示】由于电离过程均是吸热的，所以升高温度可以促进电离，电离平衡常数变大。

(2)在温度相同时，各弱酸的K a值不同，那么K a值的大小与酸性的相对强弱有何关系？
【提示】由于K a的大小代表了酸的电离程度，K a值越大，电离程度越大，代表的酸的酸性越强。

(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO－3、H3PO4、H2PO－4、HPO2－4都看作是酸，其中酸性最强的是什么？最弱的是什么？
【提示】酸性最强的是K a值最大的，即H3PO4，酸性最弱的是K a值最小的，即HPO2－4。

(4)同一多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律，此规律是什么？产生此规律的原因是什么？
【提示】从上面三种酸(H2CO3、H3PO4)可知规律是K1∶K2∶K3≈1∶10－5∶10－10，由于上一级电离产生大量的H＋，会对下一级的电离产生抑制，所以电离程度越来越小，电离平衡常数越来越小。

(5)在相同温度下，弱电解质的电离常数越大，则某溶液中的离子浓度越大吗？
【提示】弱电解质的电离常数越大，只能说明其分子电离程度越大。

离子的浓度不仅与电离程度有关，还与弱电解质的浓度有关。

四、弱酸弱碱的电离
1．弱电解质的电离一般都很微弱，其电离平衡常数也均较小；
2．多元弱酸的电离是分步进行的，每一步电离也都存在电离平衡常数，且各级电离常数逐级减小，因此其溶液的酸碱性主要由第一步电离决定；
3．弱电解质的浓度越小，其电离程度越大，但溶液中该弱电解质电离出的离子浓度不一定增大。

五、影响电离平衡的因素
1．内因
弱电解质本身的性质是决定性因素。

2．外因
六、[思考探究]
对0.1 mol·L－1氨水改变条件如下：
①升温(微热) ②加水稀释③加少量NaOH(s) ④通少量HCl(g) ⑤加少量NH4Cl(s)
问题思考：
(1)能使电离平衡向右移动的条件有哪些？
【提示】①②④
(2)能使溶液pH增大的条件有哪些？
【提示】①③
(3)能使电离常数增大的条件是什么？
【提示】①
(4)能使[NH＋4]增大的条件有哪些？
【提示】①④⑤
(5)电离平衡向右移动，电离程度、离子浓度一定增大吗？举例说明。

【提示】不一定。

如向氨水中加水，电离平衡右移，但[NH＋4]、[OH－]均减小。

[认知升华]
外界条件对电离平衡影响遵循化学平衡移动原理，以0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液为例，分析如下：
[思考探究]
用实验确定某酸HA是弱电解质，两同学的方案如下：
甲：①称取一定质量的HA配制0.1 mol·L－1的溶液100 mL；②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。

乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝1的两种酸溶液各100 mL：
②分别取这两种溶液各10 mL，加水稀释为100 mL；③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度和质量相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。

问题思考：
(1)甲方案中说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH________1(选填“>”“<”或“＝”)。

【提示】＞
(2)乙方案中说明HA是弱电解质的现象是什么？
【提示】装HA溶液的试管中放出H2的速率快。

(3)请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处。

【提示】配制pH＝1的HA溶液难以实现，加入的锌粒表面积难以做到相同。

[认知升华]
1．同浓度同元数的两种酸中，[H＋]大的为强酸或较强酸。

2．同pH的两种酸与Zn或Mg反应时，一段时间后，生成H2的速率减小较快的为强酸或较强酸。

3．pH相同的两种酸，当体积相同时，中和碱的量较多的为弱酸或较弱酸。

4．加水稀释相同倍数，pH变化大的为强酸或较强酸。

5．同浓度的两种一元酸，导电能力强的为强酸或较强酸。

八、检测题
1. 下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )
A．相同浓度的两溶液中[H＋]相同
B．100 mL 0.1 mol·L－1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C．pH＝3的两溶液稀释100倍后，pH都为5
D．相同浓度时醋酸导电能力强
2. 用pH均为2的盐酸和醋酸溶液，分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液，当氢氧化钠恰好被完全中和时，消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为V1和V2，则V1和V2的关系正确的是( )
A．V1＝V2B．V1＜V2
C．V1＞V2D．V1≤V2
3. 向体积均为1 L，pH均等于2的盐酸和醋酸中，分别投入0.28 g Fe，则图中的曲线符合反应事实的是( )
4. 甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是 ( )
A．1 mol·L－1的甲酸溶液的[H＋]约为0.01 mol·L－1
B．甲酸与水以任意比例互溶
C．10 mL 1 mol·L－1甲酸恰好与10 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液完全反应
D．用甲酸溶液做导电实验，灯泡很暗
5. 下列实验事实不能证明CH3COOH是弱电解质的是( )
A．相同pH的醋酸和盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应时，产生H2的起始速率相等B．常温下，测得0.1 mol·L－1醋酸的pH＝4
C．常温下，将pH＝1的醋酸稀释1 000倍，测得pH<4
D．相同条件下，醋酸的导电性比盐酸的弱
6. pH＝2的A、B两种一元酸溶液各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，则下列说法不正确的是( )
A．稀释后A酸溶液的导电性比B酸溶液强
B．A、B两酸溶液的物质的量浓度一定不相等
C．a＝5时，A是强酸，B是弱酸
D．若A、B都是弱酸，则5＞a＞2
7.8.9.10.
参考答案
1. 【解析】A项：由于盐酸为强酸，醋酸为弱酸，当两者浓度相同时，溶液中[H＋]不同，应为[H＋]盐酸>[H＋]醋酸，故A错；B项：由于两溶液中溶质的物质的量相等，且均为一元酸，所以两溶液能中和等物质的量的NaOH，故B对；C项：pH＝3的盐酸稀释100倍后，pH＝5，而pH＝3的醋酸稀释100倍后，由于在稀释过程中，溶液中未电离的醋酸分子继续电离出H ＋，导致稀释后溶液的pH<5，故C错；D项：由于相同浓度时，两溶液中自由移动的离子浓度不同，则导电能力不同，由A项知，[H＋]盐酸>[H＋]醋酸，所以，盐酸导电能力强，故D错。

【答案】B
2. 【解析】NaOH的物质的量相同，因pH＝2的醋酸的浓度要大于pH＝2的盐酸的浓度，因此醋酸溶液消耗的体积少，即V1>V2。

【答案】C
3. 【解析】由Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，n(Fe)＝0.005 mol，n(HCl)＝10－2mol·L－1×1 L ＝0.01 mol，n(HCl)＝2n(Fe)即盐酸与Fe恰好完全反应。

由于醋酸是弱酸，pH与盐酸相同时，其物质的量浓度大于盐酸的物质的量浓度，故两种酸产生的H2的量相同；但醋酸在反应过程中不断电离，溶液中[H＋]大于盐酸中[H＋]，故醋酸的反应速率快，同时溶液中醋酸过量，反应完成后，醋酸的pH小。

【答案】C
4. 【解析】如果甲酸为强酸，将完全电离，则在1 mol·L－1溶液中[H＋]＝1 mol·L－1而题目中的[H＋]约为0.01 mol·L－1远小于1 mol·L－1，说明甲酸只部分电离，是弱电解质，A 正确；只叙述了甲酸在水中的溶解性，而电解质的强弱与溶解性无关，B错误；因强酸、弱酸都能与碱按化学计量比进行定量反应，只说明甲酸是一元酸，不能说明酸性的强弱，C错误；没有指明甲酸的浓度，也没有与强酸对照，所以无法证明它是弱电解质，D错误。

【答案】A
5. 【解析】pH相同，说明两溶液中的[H＋]相同，与同样的锌反应时产生H2的起始速率相同，不能证明CH3COOH是否已完全电离；若为强酸，常温下0.1 mol·L－1的一元酸，pH＝1，而醋酸的pH＝4，证明CH3COOH未完全电离；若为强酸，常温下pH＝1的一元酸稀释1 000倍后，溶液的pH＝4，而pH＝1的醋酸稀释1 000倍后pH<4，证明醋酸在稀释过程中可以继续电离，CH3COOH未完全电离；相同条件下，CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱，证明其溶液中离子浓度小，即CH3COOH未完全电离。

【答案】A
6. 【解析】pH＝2的A、B两种酸溶液，分别加水稀释时，pH变化不同，说明A、B两酸
的强弱不一样，pH变化大的A酸性较强，B酸性较弱，稀释1 000 mL以后，A中的离子浓度较小，导电性较弱，A错误。

【答案】A。