_新教材高中化学第三章水溶液中的离子反应与平衡第一节电离平衡学案新人教版选择性必修

第一节电离平衡明课程标准扣核心素养1.从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶液的组成、性质和反应。

2．认识弱电解质在水溶液中存在的电离平衡。

3．了解电离平衡常数的含义。

1.宏观辨识与微观探析：能根据实验现象辨识强电解质和弱电解质，认识弱电解质的电离特点及其溶液的组成等。

2．变化观念与平衡思想：能理解电离平衡的特点，运用动态平衡的观点分析浓度、温度等条件变化对电离平衡的影响，利用电离平衡常数进行分析和计算。

强电解质和弱电解质常温下，取相同体积、浓度均为0.1 mol·L－1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、比较并记录现象如下表：酸0.1 mol·L－1盐酸0.1 mol·L－1醋酸pH 1 >1导电能力强弱与镁条反应剧烈反应，产生气泡缓慢反应，产生气泡[问题探讨]1．常温下浓度均为0.1 mol·L－1的盐酸和醋酸溶液中，c(H＋)相同吗？你能根据二者的pH判断其电离程度吗？提示：不相同，pH越大，c(H＋)越小，0.1 mol·L－1盐酸溶液中c(H＋)大。

0.1 mol·L －1盐酸溶液的pH＝1，则c(H＋)＝0.1 mol·L－1，说明HCl完全电离；而0.1 mol·L－1醋酸溶液的pH>1，则c(H＋)<0.1 mol·L－1，说明CH3COOH只有一部分发生了电离。

2．电解质溶液的导电能力与什么有关？为什么同浓度的醋酸溶液的导电能力比盐酸的弱？提示：溶液的导电能力与溶液中的离子浓度大小有关，离子浓度越大，导电能力越强；同浓度的盐酸和醋酸中，盐酸完全电离，离子浓度大，醋酸部分电离，离子浓度小，故同浓度的醋酸溶液的导电能力比盐酸的弱。

3．等量的镁与同等浓度的盐酸和醋酸反应的速率不相同，说明了两种溶液中哪种离子的浓度不同？提示：等浓度的盐酸和醋酸与Mg反应的速率不同，说明了两种溶液中c(H＋)不相同。

4．通过以上实验得出的实验结论是什么？请判断HCl、CH3COOH中哪种物质是弱电解质。

提示：HCl和CH3COOH在水中的电离程度不同。

HCl为强电解质，CH3COOH为弱电解质。

1．强、弱电解质的概念(1)强电解质：在水中能够全部电离的电解质称为强电解质。

(2)弱电解质：在水中只有部分电离的电解质称为弱电解质。

2．电解质的分类[名师点拨](1)电解质的强弱与其溶解性无关某些盐如BaSO4、CaCO3等，虽难溶于水却是强电解质；而如CH3COOH、NH3·H2O尽管易溶于水，却部分电离，是弱电解质。

(2)电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然联系溶液导电能力的强弱由溶液中自由离子的浓度和离子所带电荷的多少决定，很稀的强电解质溶液的导电能力很弱，浓度较大的弱电解质溶液的导电能力可能较强，因此弱电解质溶液的导电能力不一定弱。

(3)电解质的强弱与化学键没有必然联系一般强电解质中含有离子键或强极性共价键，但含有强极性共价键的化合物不一定是强电解质，如HF就是弱电解质。

1．某离子化合物MCl(s)在水中溶解并发生电离，该过程的微观示意图如图所示。

已知N A为阿伏加德罗常数的值，下列相关说法正确的是( )A．MCl为弱电解质，在水中仅部分电离B．MCl在水分子作用下的溶解和电离是物理变化C．固体离子化合物MCl中因含有阴、阳离子而能导电D．M＋和Cl－均与水分子中的氧原子结合成水合离子解析：选B 根据图示可知，MCl在水中完全电离，属于强电解质，A错误；MCl在水分子作用下的溶解和电离没有产生新物质，是物理变化，B正确；固体离子化合物MCl中含有阴、阳离子，但不能自由移动，不能够导电，C错误；根据图示可知，M＋与水分子中的氧原子结合成水合离子，Cl－与水分子中的氢原子结合成水合离子，D错误。

2．下列说法中，正确的是( )A．强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的强B．强电解质的水溶液中不存在分子C．SO2和乙醇均属于共价化合物，在水中都不能电离，均属于非电解质D．不同的弱电解质只要物质的量浓度相同，电离程度也相同解析：选C 溶液的导电能力与溶液中的离子浓度及离子所带的电荷数有关，与电解质的强弱无关，强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的强，故A错误；强电解质溶于水的部分完全电离，但水是弱电解质，微弱电离，大部分以水分子的形式存在，故B错误；SO2自身不能电离，是非电解质，乙醇在水中不能电离，是非电解质，故C正确；不同的弱电解质溶液浓度相同时，电离程度不一定相同，故D错误。

弱电解质的电离平衡[情境素材]弱电解质醋酸在水中部分电离，电离的示意图如下。

在一定温度下，上述醋酸加水稀释，溶液的导电能力(I )随加入水的体积(V )变化的曲线可用下图表示。

[情境探究]1．醋酸溶于水，部分电离产生离子，表示为CH 3COOH ―→CH 3COO －＋H ＋，溶液中的CH 3COO－和H ＋相互碰撞又会结合生成醋酸分子，该过程表示为CH 3COO －＋H ＋―→CH 3COOH 。

据此，你能写出醋酸的电离方程式吗？提示：醋酸的电离是可逆的，电离方程式为CH 3COOHCH 3COO －＋H ＋。

2．向醋酸水溶液中滴入几滴紫色石蕊试液，溶液变红，加热后，溶液的颜色如何变化？其原因是什么？提示：溶液的红色加深；原因是醋酸的电离是吸热的过程，升高温度，电离平衡向右移动，c (H ＋)增大，溶液红色加深。

3．依据醋酸加水稀释的导电能力(I )—加水的体积(V )的图像回答下列问题： (1)O 点导电能力为0的理由是什么？ 提示：在O 点处醋酸未电离，无离子存在。

(2)a 、b 、c 三点处，溶液中c (H ＋)由小到大的顺序是什么？CH 3COOH 电离程度最大的是哪一点？提示：c <a <b 。

溶液的导电能力主要由离子浓度和离子所带电荷数来决定，题目中的图像说明醋酸加水稀释过程中，离子浓度随着水的加入先逐渐增大到最大值又逐渐减小，故b 点c (H ＋)最大，c 点最小，即：c <a <b ；其中CH 3COOH 电离程度最大的是c 点。

(3)上述图像能否说明醋酸为弱酸？提示：能。

a～b阶段，加水稀释，醋酸溶液的c(H＋)有增大的趋势，说明醋酸没有完全电离，存在电离平衡且没有达到平衡状态。

1．弱电解质的电离平衡在一定条件下(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相等时，电离过程达到电离平衡状态。

如图所示：2．影响弱电解质电离平衡的因素(1)内因：电解质本身的性质决定了弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小。

(2)外因①温度：一般情况下，由于弱电解质的电离过程吸热，因此升高温度，电离平衡向电离方向移动，电离程度增大。

②浓度：同一弱电解质，增大溶液的浓度，电离平衡向电离方向移动，但电离程度减小；稀释溶液时，电离平衡向电离方向移动，且电离程度增大，但往往会使溶液中离子的浓度减小。

③相同离子：加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，电离平衡逆向移动，电离程度减小，如下所示：④反应离子：加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时，电离平衡向电离方向移动。

如向CH3COOH溶液中加入NaOH固体，因H＋与OH－反应生成H2O，使c(H＋)减小，CH3COOH 的电离平衡正向移动，电离程度增大。

3．电离方程式的书写类型电离方程式的特点典型例子强电解质完全电离，电离方程式写“===”H2SO4===2H＋＋SO2－4NaOH===Na＋＋OH－NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4弱电解质一元弱酸或弱碱不完全电离，电离方程式写“”CH3COOH CH3COO－＋H＋NH3·H2O NH＋4＋OH－多元弱酸分步电离，以第一步为主，电离方程式写“”H2CO3H＋＋HCO－3(主)HCO－3H＋＋CO2－3(次) 多元弱碱分步电离，以第一步为主，电离方程式写“”Cu(OH)2Cu(OH)＋＋OH－Cu(OH)＋Cu2＋＋OH－[名师点拨](1)弱电解质的电离是吸热的过程。

(2)在弱电解质溶液中，弱电解质分子、离子在溶液中共存，完全不同于强电解质。

(3)弱电解质在溶液中的电离都是微弱的，一般来说，电离的分子极少，绝大多数弱电解质以分子形式存在，如0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中，c(H＋)大约为1×10－3 mol·L－1。

(4)弱电解质达到电离平衡后，加水稀释，电离程度增大，但电解质分子、电解质电离出的离子(包括H＋或OH－)的浓度减小。

判断离子浓度比值变化时，只考虑物质的量的比值即可。

(5)酸式盐：强酸的酸式盐完全电离，一步完成。

如：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4 (水溶液)，NaHSO4===Na＋＋HSO－4(熔融状态)。

弱酸的酸式盐强中有弱，分步完成。

如：NaHCO3===Na＋＋HCO－3，HCO－3H＋＋CO2－3。

1．常温下，在pH＝5的CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOH CH3COO－＋H ＋，温度不变时，对于该电离平衡下列叙述正确的是( )A．加入少量NaOH固体，平衡向右移动，c(H＋)减小B．加少量CH3COONa固体于醋酸溶液中，醋酸的电离平衡向右移动C．加入水时，平衡向右移动，CH3COOH的电离常数增大D．加入少量pH＝5的硫酸，溶液中c(H＋)增大解析：选A 加入少量NaOH固体，氢氧化钠电离出的氢氧根离子与CH3COOH电离出的H ＋发生反应生成水，导致溶液中氢离子浓度减小，故A正确；加入少量CH3COONa固体，c(CH3COO －)增大，醋酸的电离平衡向左移动，故B错误；加水促进弱电解质的电离，则电离平衡正向移动，由于温度不变，则醋酸的电离平衡常数不会变化，故C错误；pH＝5的CH3COOH溶液中，氢离子浓度为1×10－5mol·L－1，pH＝5的硫酸溶液中氢离子浓度为1×10－5mol·L－1，两溶液中氢离子浓度相等，混合后电离平衡不移动，则混合液中c(H＋)不变，故D错误。

2．下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是( )A．SO2＋H2O H2SO3B．NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4C．H3PO43H＋＋PO3－4D．NaHCO3Na＋＋H＋＋CO2－3解析：选B SO2＋H2O H2SO3是二氧化硫和水反应的化学方程式，A错误；硫酸氢钠在水中电离出钠离子、氢离子、硫酸根离子，电离方程式是NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4，B正确；磷酸是弱酸，分步电离，以第一步为主，磷酸的电离方程式是H3PO4H＋＋H2PO－4，H2PO－4H＋＋HPO2－4，HPO2－4H＋＋PO3－4，C错误；碳酸氢钠是弱酸的酸式盐，碳酸氢钠在水溶液中电离出钠离子和碳酸氢根离子，电离方程式是NaHCO3===Na＋＋HCO－3，D 错误。