【化学】鲁科版选修4《化学反应原理》教案：3.1《水溶液》(第1课时)

第3章物质在水溶液中的行为

第1节水溶液

知识与技能：使学生理解水的电离以及水的离子积常数的含义，并能应用水的离子积常数进行相关计算；认识溶液的酸、碱度与H+、OH—浓度，以及与PH的关系，会进行有关PH的简单计算；知道强、弱电解质的区别，理解弱电解质电离平衡的含义，并掌握其表示方法。过程与方法：使学生了解从单一物质到多种物质、分清主次矛盾的研究思路，初步学会对复杂体系研究的一般方法。

情感态度与价值观：通过认识调控溶液的酸碱度、PH在工农业生产中的重要作用，使学生体会化学对人类生产、生活的作用。

教学重点：水的电离过程和Kw的含义的理解，有关PH、Kw的简单计算。

教学难点：水的电离过程和Kw的含义的理解，有关PH、Kw的简单计算。

课时安排：共两课时

教学内容：

第一课时

【引入】通过必修课程的学习，我们知道：在水中加入可溶性的电解质所形成的溶液可以导电。那么，纯水能导电吗？为了解决这个问题，有人曾经用经过很多次纯化处理的纯水来进行导电实验，最终发现它仍然导电，这是为什么呢？

【学生】思考，预习。

【教师】这是因为纯水中存在自由移动的离子，是由水分子电离产生的。

【板书】一、水的电离

H2O H+ + OH—△H ＜0

【教师】这个电离是一个可逆过程，在一定条件下可以达到电离平衡，平衡常数可以表示为：

【板书】K = [H+][OH—] [H2O]

【教师】由这个式子可以知道：

【副板书】K[H2O]=[H+][OH—]

【教师】在一定温度下，K和[H2O]都是常数，其乘积必然还是常数，因此[H+][OH—]也是常数。把这个常数写成Kw。

【板书】1、Kw=[H+][OH—]

水的离子积常数（水的离子积）

25℃，Kw=1.0x10—14 mol—2•L—2

【练习】1、求纯水的近似浓度，若平均每n个水分子中有1个发生电离则n值是_________。（令水的密度是1g/cm3）

答案：55.56mol／L n=55.56×107

【说明】水的离子积很小，说明水的电离程度很小，其主要存在形态还是水分子。

【教师】同学们注意，Kw的值的大小只与温度有关。因为水的电离是中和反应的逆反应，

故其是吸热的，即：T ，Kw 。

【板书】2、Kw只与温度有关，，

【练习】2、说明下列操作，使水的电离程度是增大了，还是减小了，还是不变？

（1）温度升高（2）向水中加入酸（3）向水中加入碱（4）向水中投入钠

【教师】因为水中存在水的电离，故只要是水溶液都存在H+和OH—，下面我们看看水溶液中[H+]和[OH—]的计算。

【例题】计算下列溶液中[H+]和[OH—]（室温）

(1)1×10—3m o l/L H C l

H C l===H++C l—H2O H+ + OH—

10—310—310—3x x

有:（10—3+ x）x = 1.0x10—14

(2)0.05m o l/L B a(O H)2溶液

B a(O H)2===B a2++2O H—H2O H+ + OH—

0.050.050.10x x

有:（0.1+ x）x = 1.0x10—14

【小结】水溶液中有关K w的计算

1、抓住溶液中[H+]、[OH—]的计算关系:

K w=[H+][OH—]

2、酸溶液:[H+]=[H+]酸+[H+]H2O≈[H+]酸

3、碱溶液:[O H—]=[O H—]碱+[O H—]H2O≈[O H—]碱

【提问】若由水电离出的H+的浓度为10—9mol—1•L—1，则该溶液是酸性还是碱性？

【答案】抑制了电离，酸碱性都有可能。

【过渡】纯水的导电能力非常弱，但是向其中加入电解质形成溶液以后，导电能力增强，那么，不同的电解质溶液的导电能力是否相同呢？我们看课本P74《观察•思考》。

【学生】不同。

【提问】那么溶液的导电性与哪些因素有关呢？

【学生】影响溶液导电性的因素：离子的浓度和离子本身所带的电荷。

【追问】那么浓度同是0.5mol—1•L—1的盐酸、NaCl溶液、氨水和CH3COOH溶液，氨水和CH3COOH溶液的导电性弱说明了什么问题？

【学生】自由移动的离子的浓度小。

【追问】为什么小？

【学生】只有一小部分发生了电离。

【教师】对，这说明不同电解质在水溶液中的电离程度是不一样的。

【板书】二、电解质在水溶液中的存在形态

1、强弱电解质

强电解质：在稀的水溶液中完全电离的电解质

常见的强电解质：强酸、强碱和绝大部分的盐，金属氧化物

弱电解质：在稀的水溶液中部分电离的电解质

常见的弱电解质：弱酸、弱碱和水

【注意】强弱电解质的划分与物质的溶解性没有关系

【练习】3、下列电解质中，哪些是强电解质？哪些是弱电解质？

①NaCl ②NaOH③NH3·H2O ④CH3COOH ⑤BaSO4⑥AgCl ⑦Na2O⑧K2O⑨H2O

【教师】表示电离的式子叫电离方程式，下面我们看看电解质的电离方程式。

【板书】2、电离方程式

（1）强电解质：用“=== ”

如：H2SO4=== H+ + SO42—

BaSO4=== Ba2+ + SO42—

（2）弱电解质：用“”

如：HF H+ + F—

CH3COOH CH3COO— + H+

NH3•H2O NH4+ + OH—

【教师】弱电解质溶液中存在电离平衡，例如：在CH3COOH溶液中，达到电离平衡时，H+和CH3COO—很少，大部分仍以CH3COOH分子的形态存在。

【讲解】（3）多元弱酸和多元弱碱的电离方程式（以第一步为主）

【例题】H2CO3H+ + HCO3—HCO3—H+ + CO32—

H2SO3H+ + HSO3—HSO3—H+ + SO32—

H3PO4H+ + H2PO4—H2PO42—H+ +HPO42—

HPO42—H+ +PO43—

Cu(OH)2Cu2+ + 2OH—

Al(OH)3:两性按两种方法电离

酸式电离：Al(OH)3 + H2O [Al(OH)4]— + H+

碱式电离：Al(OH)3Al3+ + 3OH—

【注意】1、强酸的酸式盐在熔化和溶解条件下的电离方程式不同

熔化：NaHSO4=== Na+ + HSO4—

溶解：NaHSO4=== Na+ + H+ + SO42—

2、弱酸的酸式盐受热易分解，一般没有熔化状态，在溶解中电离时强中有弱

溶液中：NaHCO3=== Na+ + HCO3—HCO3—H+ + CO32—

【教师】大家要注意：电解质溶于水后形成的离子或分子并不是单独存在的，而是与水分子相互吸引、相互结合（因为水是极性分子，存在偶极矩），以“水合离子”或“水合分子”的形态存在。这种溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作用叫做溶剂化作用。

可以看看课本P75图3—1—4。

【作业】P78 5