化学选修4教案：第三章第一节弱电解质的电离第二课时含解析精品.pdf

第二课时弱电解质的电离 袁虹，靖江市第二中学 三维目标 知识与技能 1理解电离平衡状态，能应用化学平衡理论描述弱电解质在水溶液中的电离平衡。 2通过实验探究掌握外界条件对电离平衡的影响。 3了解电离平衡常数。 过程与方法 1通过化学平衡理论的分析与应用，理解弱电解质在水溶液中的电离平衡状态。 2通过小组实验、合作探究交流得出外界条件对电离平衡的影响。 情感态度与价值观 1通过本课时的学习，提高学生学习化学的兴趣。 2体会化学实验和科学探究对化学的重要作用。 3通过理论知识的应用，提高学生分析、对比、归纳知识的能力。 教学重难点 教学重点 弱电解质的电离平衡和外界条件对电离平衡的影响 教学难点 外界条件对电离平衡的影响 课前准备 多媒体课件 实验仪器和用品：试管、100 mL 烧杯、 10 mL 量筒、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯、药 匙、试管夹、镊子、火柴、pH 试纸； 所需药品： 0.1 mol/L 氨水、0.1 mol/L 盐酸、0.1 mol/L 醋酸、pH1 醋酸、冰醋酸、 NaOH 溶液、饱和硼酸溶液、Na2CO3溶液、 CH3COONH4固体、蒸馏水。 教学过程设计 导入新课 上节课我们研究了强弱电解质的概念，知道强电解质在水溶液中全部电离；而弱电解质 在水溶液中部分电离，在书写电离方程式时，用可逆符号“” 。从已学过的化学平衡理 论可知， 可逆反应存在化学平衡状态，那么对于弱电解质电离是否也存在电离平衡状态呢？ 推进新课 提问 根据上节课所讲知识你能正确书写醋酸的电离方程式吗？ 结论 CH3COOHCH3COO H 讨论交流 将 100 mL 蒸馏水和1 mL 冰醋酸混合，请讨论： (1)冰醋酸在溶解过程中，v 电离和 v结合怎样变化？你能否画出 vt 图象？ (2)当 v 电离 v结合时，可逆过程达到一种什么样的状态？ 分析 (1) 从微观粒子间的作用分析： 当 CH3COOH 分子进入水中，必然受到水分子的包围，并在水分子的作用下使一部分 CH3COOH 离解为自由移动的CH3COO 和 H；与此同时，已经电离出的 CH3COO 和 H 在向四周扩散的过程中，也会有部分重新结合成CH3COOH 分子。 (2)分别从正向和逆向两个变化过程分析物质浓度对速率变化的影响： 由于醋酸的电离， 使 c(CH3COOH) 不断减小， CH3COOH 分子电离速率相应不断降低 (即 单位时间里，在单位体积内能够发生电离的CH3COOH 分子数目不断减少 )。 另一方面，由于溶液中c(CH3COO )和 c(H)的逐渐增大， CH3COO 和 H 间的平均距 离逐渐减小，离子重新结合成分子的速率就逐渐增大。 经过一段时间后，当醋酸分子发生电离的速率与相应离子结合成分子的速率相等时，其 电离过程就达到了平衡状态。 结论 当 v电离v结合时，可逆过程达到了电离平衡状态。 设计意图 应用化学平衡理论分析弱电解质在水溶液中的电离平衡，培养学生应用理论 分析问题的能力。 一、弱电解质的电离平衡 1电离平衡的概念 思考交流 根据下图及所学化学平衡理论，分析一元弱酸(设化学式为HA) 一元弱碱 (设 化学式为 BOH) 的电离过程，并完成下列问题： (1)写出弱酸、弱碱的电离方程式； (2)填写下表中的空白。 结论 (1) 弱酸电离方程式：HAH A 弱碱电离方程式：BOHB OH (2) HA 电离过程中体系各粒子浓度的变化 c(H ) c(A )c(HA ) HA 初溶于水最小最小最大 达到电离平衡前变大变大变小 达到电离平衡后不变不变不变 BOH 电离过程中体系各粒子浓度的变化 c(B )c(OH ) c(BOH ) 等体积等浓度的B 、 OH 溶液相混合时 最大最大最小 达到电离平衡前变小变小变大 达到平衡时不变不变不变 设计意图 加深学生对化学平衡、电离平衡的理解，让学生在分析平衡过程的同时 学习图示和表格的运用。 提问 根据化学平衡状态特点，电离平衡有何特点呢？ 分析 化学平衡状态的特点可用五个字概括：逆、等、动、定、变。根据上图分析电离 平衡，我们可以看出电离平衡状态也具有同样的特点。 2电离平衡的特点：逆、等、动、定、变。 设疑 外界条件的改变(如浓度、温度等)对化学平衡有影响，那么外界条件的改变对电 离平衡是否也有何影响呢？ 二、影响电离平衡的因素 1影响电离平衡的外界因素 合作探究 请同学们根据实验桌上的试剂、用品、仪器探究外界条件的改变对电离平衡 的影响。 分组实验一：试剂：0.1 mol/L 氨水 仪器及用品：试管、玻璃棒、酒精灯、pH 试纸、试管夹、火柴 分组实验二：试剂：0.1 mol/L HCl溶液、 0.1 mol/L CH 3COOH 溶液、蒸馏水 仪器及用品：100 mL 烧杯、 10 mL 量筒、玻璃棒、pH 试纸 分组实验三：试剂：0.1 mol/L CH 3COOH 溶液、 NaOH 溶液、 CH3COONH4固体 仪器及用品：试管、玻璃棒、胶头滴管、药匙、pH 试纸 分组实验四：试剂：0.1 mol/L CH 3COOH 溶液、冰醋酸 仪器及用品：试管、胶头滴管、玻璃棒、pH 试纸 分组实验五：试剂：pH1 HCl 溶液和 pH1 CH3COOH 溶液、 Zn 粒 仪器及用品：试管、镊子 探究过程 小组讨论可行性实验方案，全班交流、实验探究、小组汇报、评价、得出结 论。 小组汇报 分组实验一 方案：分别测0.1 mol/L 氨水和加热后0.1 mol/L 氨水的 pH。(加热时间不能太长，湿度 不能太高否则易挥发) 现象：加热后pH 大一些。 分析：温度升高，平衡向电离方向移动，因此弱电解质的电离是吸热过程。 分组实验二 方案：分别用量筒量取1 mL 0.1 mol/L HCl溶液和 0.1 mol/L CH 3COOH 溶液，稀释100 倍后，分别测稀释前、后溶液的pH。 现象： HCl 溶液 pH 增大 2 个单位，而CH3COOH 溶液 pH 增大不到 2个单位。 分析： CH3COOH 溶液稀释时，促进电离。 分组实验三 方案：用两试管分别取0.1 mol/L CH3COOH 溶液少许，分别加入少许 CH3COONH4固 体和滴加少量NaOH 溶液，测其pH 和原溶液对比。 现象：加 CH3COONH 4固体，溶液 pH 增大；加NaOH 溶液，溶液pH 增大。 分析：加CH3COONH 4固体时， c(CH3COO )增大，平衡逆向移动，使 c(H )减小。加 NaOH 溶液时，使c(H )浓度减小，平衡正向移动。 分组实验四 方案：用试管取CH3COOH 溶液少许，滴加少量冰醋酸，测其 pH 与原溶液对比。 现象：滴加冰醋酸后，溶液pH 减小。 分析：滴加冰醋酸后，使c(CH3COOH) 增大，平衡向正向移动，使 c(H )增大。 分组实验五 方案：取等体积pH1 的 HCl 溶液与 CH3COOH 溶液，加入表面积大小相等的锌粒。 现象：刚开始时，反应速率相等，后来，随着反应的进行，CH3COOH 溶液与 Zn 粒反 应速率比 HCl 溶液快。 分析： CH3COOH 溶液中随着 H 与 Zn 的反应，使 c(H )减小，促进 CH3COOH 电离， 从而使反应过程中CH3COOH 溶液中 c(H )大于 HCl 溶液中 c(H)。 结论 由学生完成填空： (1)温度：电离过程是吸热过程，温度升高，平衡向电离方向移动。 (2)浓度：稀释促进电离。(填“ 促进 ” 或“ 抑制 ”) (3)同离子效应： 加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，抑制弱电解质的电离。 (填“ 促 进” 或“ 抑制 ”) (4)化学反应： 在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时， 可以使电离平衡向电离方向移动。 设疑 外界条件对电离平衡的影响毕竟不是主要的，那影响电离平衡的主要因素是什么 呢？ 分析 影响电离平衡的主要因素应是电解质本身的性质，如同浓度的CH3COOH 溶液的 电离程度大于同浓度的HCN 溶液。 2影响电离平衡的内因 电解质本身的性质，通常电解质越弱电离程度越小。 设疑引入 弱电解质的电离程度大小可用什么表示呢？ 结论 弱电解质的电离程度大小可用电离平衡常数来表示。 三、电离平衡常数 1表达式 探究 同学们能否根据化学平衡常数表达式写出CH3COOH 的电离平衡常数表达式？ 分析讨论得出结论CH3COOHCH3COO H K c(CH3COO ) · c(H ) c(CH3COOH) 提问 表达式中的c(CH3COOH) 、c(CH3COO )、c(H )分别是什么时候的浓度？ 结论 表达式中的c(CH3COOH) 、c(CH3COO )、c(H)分别是达到电离平衡时的浓度值。 2电离平衡常数的意义 探究实验 向两支分别盛有0.1 mol/L 醋酸和饱和硼酸溶液的试管中滴加等浓度Na2CO3 溶液， 观察现象，根据实验结果，你能否推测醋酸、碳酸和硼酸三种弱酸的相对强弱及其与 电离常数大小的关系？ 实验现象 醋酸能与 Na2CO3溶液反应，放出 CO2气体，而硼酸则不能。 分析 同一温度下，不同弱酸，电离常数越大，其电离程度越大，酸性越强。 酸性：醋酸碳酸硼酸 结论 K 越大，其电离程度越大。 3影响电离常数大小的因素 提问 温度升高，对电离平衡常数有何影响？ 分析 因为电离是吸热过程，所以温度升高，电离程度增大，电离平衡常数增大。 追问 温度不变时，浓度发生变化时，对电离平衡常数有何影响？ 分析 温度不变时，浓度发生改变时，其电离常数K 不变，说明弱电解质的电离常数 大小不受浓度变化的影响。 结论 (1) 同一温度下，电离常数的大小首先由物质本性决定。 (2)温度升高，电离常数增大，不受浓度影响。 提问 从上节课我们知道多元弱酸是分步电离的， 如： H2S H HS K11.3 × 10 7 HS H S2 K2 7.1 × 10 15 从 K1、K2数据中可看出什么？ 结论 K1K2， 即第二步电离比第一步电离难得多， 因此在比较弱酸的酸性相对强弱时， 通常只要考虑第一步电离即可。 练习 用水稀释0.5 mol/L 醋酸溶液，其中随水量的增加而增大的是() H 的物质的量 c(H )c(CH 3COO ) c(H ) c(CH3COO ) c(CH3COOH) ABCD 解析： 醋酸在溶液中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO H。随着水的加入， 平衡向正方向移动，电离出更多的H 和 CH 3COO ，故溶液中H 的物质的量必然增加。由 于加水稀释后，溶液浓度降低，虽然电离程度增加，但只能“ 削弱 ” 这种改变，不能抵消由于 稀释使溶液中H 浓度的降低。电离过程中，产生 H 和 CH 3COO 的数目相同，其比值相对 不变。 CH3COOH 和 CH3COO 的浓度都下降，但由于CH3COOH 进一步电离，下降更多， 而 CH3COO 数目却略有增加，故其比值增大。正确的为和，答案为 B。 课堂小结 本节课通过化学平衡理论来理解电离平衡的状态及特征，并通过分组实验探究外界条件 对电离平衡的影响，同时对课本拓展视野电离平衡常数作一介绍，同学们要作一简单了解。 板书设计 一、弱电解质的电离平衡 1电离平衡的概念 2电离平衡的特点：逆、等、动、定、变 二、影响电离平衡的因素 1影响电离平衡的外界因素 2影响电离平衡的内因 三、电离平衡常数 1电离平衡常数表达式 2电离平衡常数的意义 3影响电离平衡常数大小的因素 教学反思 本节课应注意应用前一章化学平衡理论知识，电离平衡状态及外界条件对电离平衡的影 响均建立在化学平衡理论的基础之上，在教学时要注意理论的分析、应用、对比、归纳。另 外，设计实验探究 “ 外界条件对电离平衡的影响” 比较复杂， 学生在设计可行性实验方案和实 验时往往手足无措，教师应适当地给予指导。 精品推荐强力推荐值得拥有