高2下册鲁科版化学 第三章 第2节 弱电解质的电离 盐类的水解(第1课时) 逐字稿-3,288字

  师:同学们好,今天我们来学习第三章第二节的内容——弱电解质的电离。上课前,请大家思考一个问题:相同条件下,等体积、等浓度的盐酸和醋酸,它们的pH值相同吗?与相同的镁条反应时,化学反应速率相同吗?

  之前我们学过,氯化氢是强电解质,在水溶液中完全电离;醋酸是弱电解质,在水溶液中部分电离。所以,等浓度的盐酸和醋酸溶液中氢离子浓度不同,溶液的pH值也就不同,与相同镁条反应时的化学反应速率也不同。醋酸不完全电离,那么它的电离程度如何呢?又该如何定量描述醋酸的电离程度呢?通过本节课的学习,我们就能解决这些疑惑。

  首先,回顾一下电解质的相关内容。电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。根据电解质在水溶液中是否完全电离,可分为强电解质和弱电解质。强电解质包括强酸、强碱和大多数盐;弱电解质包括弱酸、弱碱和水。请同学们根据刚才复习的内容,判断下列物质是否为电解质。如果是,请写出电离方程式。

  师:好,我们来看,属于电解质的物质有氯化镁、醋酸、硫酸氢钾、一水合氨。下面我们一起写一下这些电解质的电离方程式。氯化镁完全电离,产生镁离子和氯离子;硫酸氢钾在水溶液中完全电离,产生钾离子、氢离子和硫酸根离子;一水合氨部分电离,产生铵根离子和氢氧根离子;醋酸部分电离,产生醋酸根离子和氢离子。由此可见,一水合氨和醋酸不完全电离,属于弱电解质,这两个电离过程是可逆的。之前我们学过,可逆反应在一定条件下进行到一定程度会达到化学平衡状态,弱电解质的电离在一定条件下也会达到电离平衡状态。今天,我们就以醋酸的电离为例,研究弱电解质电离平衡的建立过程。

  电离平衡与化学平衡类似,我们借助化学平衡的模型来分析醋酸电离平衡建立的过程。请在表格中用“最大”“最小”“增大”“不变”等词语填空。

  师:好,一起来看。醋酸初溶于水时,醋酸分子的浓度最大,其电离产生醋酸根离子和氢离子的速率也是最大的;此时,醋酸根离子和氢离子的浓度最小,所以二者结合成醋酸分子的速率也是最小的。一段时间后,随着醋酸不断电离,醋酸分子的浓度逐渐减小,其电离速率也逐渐减小;而醋酸根离子和氢离子的浓度逐渐增大,二者结合成分子的速率也逐渐增大。当达到平衡时,醋酸电离生成离子的速率和离子结合生成分子的速率相等,此时各组分的浓度保持不变,达到了电离平衡状态。该过程用v - t图表示如下。

  可以看出,随着电离不断进行,分子电离成离子的速率逐渐减小,离子结合成分子的速率逐渐增大,某一时刻二者速率相等,即达到电离平衡状态。所以,弱电解质的电离平衡是指在一定条件下,当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,就达到了电离平衡。电离平衡属于化学平衡的一种,因此它具有化学平衡的特征,即“逆、动、等、定、变”。各特征的具体意义是:弱电解质的电离是可逆过程;电离平衡是动态平衡,达到电离平衡时,弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等且不等于零;所以,外界条件不变时,溶液中各分子和离子的浓度保持不变;但当外界条件改变时,电离平衡将会被打破,在新的条件下建立新的平衡。

  前面我们学过,可以用化学平衡常数衡量可逆反应向正反应方向进行的程度。那么,如何定量描述弱电解质的电离程度呢?我们可以用电离平衡常数来表示。下面具体学习电离平衡常数的相关知识。电离平衡常数用字母K表示,对于弱酸,电离平衡常数用Ka表示;对于弱碱,电离平衡常数用Kb表示。电离平衡常数等于生成物平衡浓度的系数次幂之比除以反应物平衡浓度的系数次幂。那么,影响电离平衡常数的因素有哪些呢?和化学平衡常数一样,影响电离平衡常数的因素只有温度。温度升高,Ka值增大。这是因为弱电解质的电离是吸热过程,温度升高,平衡向正反应方向移动,所以Ka值增大。电离平衡常数有什么意义呢?电离平衡常数的大小可以衡量弱电解质电离程度的大小,电离平衡常数越大,表明弱电解质越容易电离,其所对应的弱酸或弱碱的酸碱性越强。

  对于多元弱酸,在水溶液中是分步电离的。下面我们来看磷酸在水溶液中的电离,其各级电离平衡常数分别用Ka1、Ka2和Ka3表示。请同学们仔细观察并比较Ka1、Ka2和Ka3的相对大小。

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