高中化学 人教版选修4 第三章第一节 弱电解质的电离 教学设计教案学案.docx

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高中化学人教版选修4第三章第一节弱电解质的电离教学设计教案学案

第一节　弱电解质的电离

1．了解强弱电解质的概念。

　2.能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，正确书写电离方程式。

　3.理解一定条件下弱电解质的电离平衡移动。

　4.了解电离常数的概念、表达式和意义。

　强弱电解质

1．实验探究

按图所示，将体积相同、浓度相同的盐酸和醋酸与等量镁条反应，并测量溶液的pH。

完成下面的表格：

1mol/LHCl

1mol/LCH3COOH

实验操作

与镁

反应

现象

产生无色气泡较快

产生无色气泡较慢

结论

Mg与盐酸反应速率快，表明盐酸中c（H＋）较大，说明在水中盐酸的电离程度大于醋酸的电离程度

测量溶液的pH

数值

不相同（填“相同”或“不相同”，下同）

结论

相同物质的量浓度的盐酸和醋酸中c（H＋）不相同

实验结论

不同的电解质在水中的电离程度不相同

2.概念和物质类别

3．电离方程式的书写

（1）强电解质：

电离过程是不可逆的，其电离方程式用“===”表示。

如Na2SO4：

Na2SO4===SO

＋2Na＋。

（2）弱电解质：

电离过程是可逆的，其电离方程式用“”表示。

①一元弱酸、弱碱一步电离。

如CH3COOH：

CH3COOHCH3COO－＋H＋；NH3·H2O：

NH3·H2ONH

＋OH－。

②多元弱酸分步电离，必须分步写出，不可合并（其中以第一步电离为主）。

如H2CO3：

H2CO3H＋＋HCO

_（主），HCO

H＋＋CO

_（次）。

③多元弱碱分步电离（较复杂），在中学阶段要求一步写出。

如Fe（OH）3：

Fe（OH）3Fe3＋＋3OH－。

（3）酸式盐

①强酸的酸式盐

如NaHSO4：

NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

_。

②弱酸的酸式盐

如NaHCO3：

NaHCO3===Na＋＋HCO

_，HCO

H＋＋CO

_。

1．正误判断：

正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。

语句描述

正误

阐释错因或列举反例

（1）金属铜、稀硫酸都能导电，所以它们都是电解质

（2）强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物

（3）强电解质的水溶液中无溶质分子，弱电解质的水溶液中有溶质分子

（4）H2CO3的电离方程式为H2CO32H＋＋CO

（5）强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强

答案：

（1）×　金属铜属于单质，稀硫酸属于混合物，都不是电解质

（2）×　BaSO4难溶于水，是强电解质；CH3COOH易溶于水，是弱电解质

（3）√

（4）×　H2CO3的电离方程式应分步书写

（5）×　导电能力的强弱取决于溶液中离子浓度的大小及离子所带的电荷数，与电解质强弱无必然联系

2．NH3的水溶液能够导电，但它并不是电解质，为什么？

答案：

NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O电离产生NH

和OH－而使溶液导电，实际导电的是NH3·H2O，而不是NH3，故NH3·H2O是电解质，NH3不是电解质。

训练一　强弱电解质的判断

1．下列性质中，可以证明醋酸是弱电解质的是（　　）

A．1mol/L的醋酸溶液中，c（H＋）＝1mol/L

B．醋酸与水以任意比互溶

C．10mL1mol/L的醋酸溶液恰好与10mL1mol/L的NaOH溶液完全反应

D．在相同条件下，醋酸溶液的导电性比盐酸弱

解析：

选D。

A项中若醋酸完全电离，则c（H＋）＝1mol/L，说明醋酸为强电解质，A项不符合题意；C项是与强碱的反应，不能说明其电离程度的大小；D项是在相同条件下，比较二者导电性强弱，醋酸溶液的导电性弱，说明醋酸溶液中离子浓度小，即醋酸的电离程度小，盐酸中的HCl是完全电离的，故说明醋酸是部分电离，为弱电解质。

2．下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类，完全正确的是（　　）

选项

A

B

C

D

强电解质

Fe

NaCl

CaCO3

HNO3

弱电解质

CH3COOH

NH3

H3PO4

Fe（OH）3

非电解质

C12H22O11（蔗糖）

BaSO4

C2H5OH

H2O

解析：

选C。

A项，Fe既不是电解质也不是非电解质，错误；B项，NH3是非电解质，BaSO4是强电解质，错误；D项，H2O是弱电解质，错误。

强电解质和弱电解质的比较

比较项目

强电解质

弱电解质

相同点

在水溶液中都能产生自由移动的离子，都是电解质

不同点

粒子存在形式

只存在电解质电离产生的阴、阳离子，不存在电解质分子

存在大量弱电解质分子和少量弱电解质电离产生的离子

电离过程

不可逆，不存在电离平衡，电离方程式用“===”表示

可逆，存在电离平衡，电离方程式用“”表示

电离程度

完全电离

不完全电离

化学键

离子键或某些极性键

某些极性键

实例

①绝大多数盐（包括难溶性盐）；

②强酸：

HCl、HNO3、H2SO4、HClO4等；

③强碱：

KOH、NaOH、Ba（OH）2、Ca（OH）2等　

①弱酸：

H2CO3、HClO、H3COOH

等；

②弱碱：

NH3·H2O、Cu（OH）2、Fe（OH）3等；

③水

训练二　电离方程式的判断与书写

3．下列电离方程式书写正确的是（　　）

A．CH3COOHCH3COO－＋H＋

B．Ba（OH）2===Ba＋2＋2OH－

C．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO

D．H3PO43H＋＋PO

解析：

选A。

CH3COOH是弱电解质，电离方程式用“”连接，A项正确；Ba（OH）2是强电解质，电离出的阳离子符号为Ba2＋，B项错误；NaHCO3是强电解质，但HCO

是原子团，正确写法应是NaHCO3===Na＋＋HCO

，C项错误；H3PO4是弱电解质，应分步电离，第一步电离方程式为H3PO4H＋＋H2PO

，D项错误。

4．写出下列电解质在水溶液中的电离方程式。

（1）HNO3：

___________________________________________________________；

（2）HClO：

_____________________________________________________________；

（3）KBrO3：

_____________________________________________________________；

（4）NaHSO3：

____________________________________________________________；

（5）NaHSO4：

___________________________________________________________。

答案：

（1）HNO3===H＋＋NO

（2）HClOH＋＋ClO－

（3）KBrO3===K＋＋BrO

（4）NaHSO3===Na＋＋HSO

，HSO

H＋＋SO

（5）NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

　弱电解质的电离平衡

1．电离平衡状态的建立

根据醋酸电离过程中体系各粒子浓度的变化，填写下表。

c（H＋）

c（CH3COO－）

c（CH3COOH）

CH3COOH

初溶于水时

0

0

最大

达到平衡前

增大

增大

减小

达到平衡时

不变

不变

不变

2.弱电解质的电离平衡

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弱电解质分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态。

3．电离平衡的特征

4．影响电离平衡的因素

以0.1mol/L的醋酸溶液中存在的电离平衡为例，具体分析平衡移动的情况：

CH3COOHCH3COO－＋H＋。

分别改变下列条件时，平衡的变化如表所示：

条件改变

平衡

移动

电离

程度

n（H＋）

c（H＋）

导电

能力

加水

正向

增大

增大

减小

减弱

升温

正向

增大

增大

增大

增强

加盐酸

逆向

减小

增大

增大

增强

加氢氧化钠固体

正向

增大

减小

减小

增强

加醋酸钠固体

逆向

减小

减小

减小

增强

加铁粉

正向

增大

减小

减小

增强

1．正误判断：

正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。

语句描述

正误

阐释错因或列举反例

（1）溶液中CH3COO－和H＋的物质的量浓度相等即可证明CH3COOH达到电离平衡状态

（2）0.1mol/L的醋酸加水稀释时，醋酸的电离程度增大，故c（H＋）增大

（3）H2CO3是分步电离的，电离程度依次减弱

（4）一定温度下，醋酸的浓度越大，其电离程度越大

（5）醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度

答案：

（1）×　CH3COOH电离出的CH3COO－、H＋的浓度始终相等

（2）×　c（H＋）减小

（3）√

（4）×　醋酸的浓度越大，其电离程度越小

（5）×　CH3COO－抑制醋酸的电离，醋酸在纯水中的电离程度大

2．电离平衡右移，电解质分子的浓度一定减小吗？

离子的浓度一定增大吗？

答案：

都不一定。

如对于CH3COOHCH3COO－＋H＋，平衡后加入冰醋酸，c（CH3COOH）增大，平衡右移，根据勒夏特列原理，只能“减弱”而不能“消除”，再次平衡时，c（CH3COOH）比原平衡时大；加水稀释或加少量NaOH固体，都会引起平衡右移，但c（H＋）比原平衡时要小。

训练一　外界条件对电离平衡的影响

1．（2019·广州高二质检）下列对氨水中存在的电离平衡NH3·H2ONH

＋OH－叙述正确的是（　　）

A．加水后，溶液中n（OH－）增大

B．加入少量浓盐酸，溶液中c（OH－）增大

C．加入少量浓NaOH溶液，电离平衡正向移动

D．加入少量NH4Cl固体，溶液中c（NH

）减小

解析：

选A。

A项，加水使NH3·H2O的电离平衡正向移动，n（OH－）增大；B项，加入少量浓盐酸使c（OH－）减小；C项，加入少量浓NaOH溶液，电离平衡逆向移动；D项，加入少量NH4Cl固体，c（NH

）增大。

2．在0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下电离平衡：

CH3COOHCH3COO－＋H＋。

对于该平衡，下列叙述正确的是（　　）

A．升高温度，平衡逆向移动

B．加入少量NaOH固体，平衡正向移动

C．加入少量0.1mol/LHCl溶液，溶液中c（H＋）减小

D．加入少量醋酸钠固体，CH3COOH溶液的电离程度增大

解析：

选B。

因为电离是吸热过程，所以升高温度，平衡正向移动，所以A选项说法错误；加入少量同浓度的盐酸，由于盐酸完全电离，氢离子浓度增大，所以C选项说法错误；加入少量醋酸钠固体，由于醋酸根离子浓度增大，所以平衡逆向移动，醋酸电离程度减小，所以D选项说法错误。

训练二　强酸和弱酸的比较

3．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c（H＋）相同

B．100mL0.1mol/L的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠

C．c（H＋）＝10－3mol/L的两溶液稀释100倍，c（H＋）均为10－5mol/L

D．向两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c（H＋）均明显减小

解析：

选B。

相同浓度的两溶液，醋酸部分电离，故醋酸的c（H＋）比盐酸的小，故A错；由反应方程式可知B正确；醋酸稀释过程中平衡向电离方向移动，故稀释后醋酸的c（H＋）大于10－5mol/L，故C错；醋酸中加入醋酸钠，由于增大了溶液中醋酸根离子的浓度，抑制了醋酸电离，使c（H＋）明显减小，而盐酸中加入氯化钠，对溶液中c（H＋）无影响，故D错。

4．c（H＋）相等的盐酸（甲）和醋酸（乙），分别与锌反应，若最后锌已全部溶解且放出气体一样多，则下列说法正确的是（　　）

A．反应开始时的速率：

甲>乙

B．反应结束时的c（H＋）：

甲＝乙

C．反应开始时的酸的物质的量浓度：

甲＝乙

D．反应所需时间：

甲>乙

解析：

选D。

A.盐酸（甲）和醋酸（乙），两种溶液中氢离子浓度相等，所以反应开始时的速率相等，A错误；B.若最后锌全部溶解且放出气体一样多，可能是盐酸恰好反应而醋酸过量，也可能是盐酸和醋酸都过量，如果盐酸恰好反应而醋酸过量，则反应后溶液的c（H＋）大小为乙＞甲，B错误；C.c（H＋）相等的盐酸（甲）和醋酸（乙），醋酸是弱电解质，氯化氢是强电解质，所以c（HCl）＜c（CH3COOH），C错误；D.反应过程中，醋酸不断电离导致醋酸中氢离子浓度减小速率小于盐酸中氢离子浓度减小速率，盐酸中的氢离子浓度小于醋酸中氢离子浓度，盐酸反应速率小于醋酸，所以反应所需时间长短为甲＞乙，D正确。

一元强酸和一元弱酸的比较

1．相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸（如盐酸）和一元弱酸（如醋酸）的比较

　比较

　项目

酸　

c（H＋）

酸

性

中和

碱的

能力

与足量活泼金属反应产生H2的总量

与同一金属反应时的起始反应速率

一元强酸

大

强

相同

相同

大

一元弱酸

小

弱

小

2.相同体积、相同c（H＋）的一元强酸（如盐酸）和一元弱酸（如醋酸）的比较

　比较

　项目

酸　

c（H＋）

酸

性

中和

碱的

能力

与足量活泼金属反应产生H2的总量

与同一金属反应时的起始反应速率

一元强酸

相同

相

同

小

少

相同

一元弱酸

大

多

　电离常数

1．概念：

在一定温度下，当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，溶液中电离出的各离子浓度幂的乘积与反应物分子浓度的比值是一个常数。

2．表达式：

对于HAH＋＋A－，K＝

。

3．意义

―→

―→

4．注意问题

（1）电离常数只与温度有关，升高温度，K值变大。

（2）在相同条件下，弱酸的电离常数越大，酸性越强。

（3）多元弱酸电离常数：

K1≫K2≫K3，其酸性强弱取决于K1的大小。

1．正误判断：

正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。

语句描述

正误

阐释错因或列举反例

（1）在相同条件下，可根据电离常数的大小，比较弱电解质的相对强弱

（2）改变条件，电离平衡右移，电离常数增大

（3）升高温度，弱电解质的电离常数增大

（4）不同浓度的同一弱电解质，其电离常数（K）不同

答案：

（1）√

（2）×　电离常数只与温度有关，温度不变，电离常数不变

（3）√

（4）×　温度不变，电离常数（K）不变

2．已知：

K（CH3COOH）＝1.7×10－5；K1（H2CO3）＝4.3×10－7。

在Na2CO3中加醋酸产生CO2气体，试从电离常数的角度解释原因：

____________________________________。

答案：

醋酸的电离常数大，酸性强，较强的酸可制备较弱的酸

训练一　电离常数及其影响因素

1．下列关于电离常数的说法正确的是（　　）

A．电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大

B．CH3COOH的电离常数表达式为K＝

C．向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，电离常数减小

D．电离常数只与温度有关，与浓度无关

解析：

选D。

电离常数只与温度有关，与弱电解质浓度无关，故A项错误，D项正确；CH3COOH的电离常数表达式为K＝

，故B项错误；向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，虽然平衡向左移动，但温度不变，电离常数不变，故C项错误。

2．在溶液导电性实验装置里，相同温度下分别注入20mL6mol·L－1醋酸和20mL6mol·L－1氨水，灯光明暗程度相同，如果把这两种溶液混合后再实验，则下列说法正确的是（　　）

A．灯光变暗；二者电离常数相同

B．灯光变暗；电离常数醋酸大于氨水

C．灯光变亮；电离常数醋酸小于氨水

D．灯光变亮；电离常数醋酸等于氨水

解析：

选D。

CH3COOH＋NH3·H2O===CH3COONH4＋H2O，弱电解质转变成强电解质，灯光变亮；因为盛有醋酸和氨水的装置中的灯光亮度相同，说明等浓度的两溶液中离子浓度相等，即二者电离常数相等。

训练二　电离常数的应用

3．下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：

弱酸

HCN

HF

CH3COOH

HNO2

电离常数

6.2×10－10

6.8×10－4

1.8×10－5

6.4×10－6

则0.1mol/L的下列溶液中，c（H＋）最大的是（　　）

A．HCN　　　　　　　　B．HF

C．CH3COOHD．HNO2

解析：

选B。

一元弱酸的电离常数越大，其电离程度越大，同浓度时，电离产生的c（H＋）越大。

4．已知7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数。

若已知反应NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2，NaNO2＋HF===HNO2＋NaF可以发生，由此可判断下列叙述不正确的是（　　）

A．K（HF）＝7.2×10－4

B．K（HNO2）＝4.9×10－10

C．三种酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCN

D．K（HCN）

解析：

选B。

相同温度下，弱电解质的电离常数的大小是比较弱电解质相对强弱的条件之一。

根据题中反应可知三种一元弱酸的酸性强弱顺序为HF>HNO2>HCN，由此可判断K（HF）>K（HNO2）>K（HCN），其对应数据依次为K（HF）＝7.2×10－4、K（HNO2）＝4.6×10－4、K（HCN）＝4.9×10－10。

学习小结

1.强电解质是指在水溶液中能够全部电离的电解质，如六大强酸（HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4），四大强碱[NaOH、KOH、Ca（OH）2、Ba（OH）2]及绝大多数盐。

2.弱电解质是指在水溶液中只能部分电离的电解质，如弱酸、弱碱和水。

3．升温、加水稀释均能使弱电解质的电离程度增大。

4．相同条件下，弱酸的电离常数越大，酸性越强。

课后达标检测

一、选择题

1．下列物质的水溶液能导电，且属于强电解质的是（　　）

A．CH3COOH　　　　　　　　B．Cl2

C．NH4HCO3D．SO2

解析：

选C。

A项，CH3COOH在水溶液中能部分电离出醋酸根离子和氢离子，是弱电解质，错误；B项，Cl2是单质，既不是电解质，也不是非电解质，错误；C项，NH4HCO3在水溶液中能完全电离出自由移动的铵根离子和碳酸氢根离子而导电，正确；D项，SO2在水溶液中与水反应生成亚硫酸，亚硫酸能部分电离出自由移动的氢离子和亚硫酸氢根离子而导电，二氧化硫自身不能电离，是非电解质，错误。

2．下列物质中，既能导电又属于强电解质的是（　　）

A．熔融MgCl2、熔融NaOHB．液氨、石灰水

C．石墨、食醋D．稀硫酸、蔗糖

解析：

选A。

液氨、蔗糖是非电解质。

石灰水、食醋、稀硫酸是电解质溶液，为混合物，石墨属于单质，故四者既不是电解质也不是非电解质。

因此B、C、D均不符合题意。

3．（2019·衡水高二检测）在醋酸溶液中，CH3COOH的电离达到平衡的标志是（　　）

A．溶液呈电中性

B．溶液中无CH3COOH分子

C．氢离子浓度恒定不变

D．c（H＋）＝c（CH3COO－）

解析：

选C。

溶液中存在电离平衡：

CH3COOHCH3COO－＋H＋，H2OH＋＋OH－，阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数永远相等，与是否达到电离平衡无关，A错；CH3COOH是弱电解质，溶液中一定存在CH3COOH分子，B错；依据电荷守恒：

c（H＋）＝c（CH3COO－）＋c（OH－），不论是否达到平衡，都有c（H＋）>c（CH3COO－），D错；氢离子浓度恒定不变时，电离达到平衡，C正确。

4．下列各项中电解质的电离方程式正确的是（　　）

A．NaHC2O4的水溶液：

NaHC2O4===Na＋＋H＋＋C2O

B．熔融状态的NaHSO4：

NaHSO4===Na＋＋HSO

C．HF的水溶液：

HF===H＋＋F－

D．H2S的水溶液：

H2S2H＋＋S2－

解析：

选B。

A.HC2O

是弱酸的酸式根，不能拆写，应是NaHC2O4===Na＋＋HC2O

，故错误；B.熔融状态下，HSO

不能电离，故正确；C.HF属于弱酸，应是部分电离，HFH＋＋F－，故错误；D.H2S属于二元弱酸，应分步电离，H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－，故错误。

5．在含有酚酞的0.1mol·L－1氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液颜色（　　）

A．变蓝B．变深

C．变浅D．不变

解析：

选C。

氨水中存在电离平衡，向氨水中加入少量的NH4Cl晶体时，会抑制氨水的电离，使溶液中OH－的浓度减小，则溶液颜色变浅。

6．向氨水中加入醋酸溶液，其导电能力（I）与加入醋酸溶液的体积（V）关系正确的是（　　）

解析：

选C。

氨水是弱电解质的水溶液，导电能力较弱，随着醋酸的加入，发生反应CH3COOH＋NH3·H2O===CH3COONH4＋H2O，生成了强电解质CH3COONH4，导电能力增强，恰好反应完全时，溶液导电能力最强，故A项不正确；继续加入醋酸，随着溶液体积的增大，离子浓度减小，溶液导电能力减弱，但溶液中存在离子，导电能力不可能为0，故B、D两项不正确。

7．根据下表数据（均在同温、同压下测定），可得出弱电解质的强弱顺序为（　　）

酸

HX

HY

HZ

物质的量浓度/（mol·L－1）

0.1

0.2

0.3

电离常数

7.2×10－4

1.8×10－4

1.8×10－5

A.HX>HY>HZB．HZ>HY>HX

C．HY>HZ>HXD．HZ>HX>HY

解析：

选A。

相同温度下，弱电解质的电离常数越大，表明弱电解质的电离程度越大，其酸性越强，即酸性HX＞HY＞HZ。

8．在氨水中存在下列电离平衡：

NH3·H2ONH

＋OH－，下列情况能引起电离平衡右移的有（　　）

①加NH4Cl固体②加NaOH溶液

③通HCl④加CH3COOH溶液

⑤加水⑥加压

A．①③⑤B．①④⑥

C．③④⑤D．①②④

解析：

选C。

①加NH4Cl固体相当于加NH

，电离平衡左移；②加OH－，电离平衡左移；③通HCl，相当于加H＋，中和OH－，电离平衡右移；④加CH3COOH溶液，相当于加H＋，中和OH－，电离平衡右移；⑤加水稀释，越稀越电离，电离平衡右移；⑥加压，无气体参加和生成，无影响。

9．在100mL0.1mol·L－1的醋酸溶液中，欲使醋酸的电离程度增大，H＋浓度减小，可采用的方法是（　　）

A．加热

B．加入100mL0.1mol·L－1的醋酸溶液

C．加入少量的0.5mol·L－1的硫酸

D．加入少量的1mol·L－1的NaOH溶液

解析：

选D。

A项，加热促进电离，H＋浓度增大；B项，醋酸的电离程度、H＋浓度均不变；C项，加H2SO4抑制电离，但H＋