2019-2020年人教版高中化學(xué)選修4《水的電離和溶液的酸堿性》第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì).doc
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2019-2020年人教版高中化學(xué)選修4《水的電離和溶液的酸堿性》第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì) 一、教學(xué)目標(biāo) 知識與技能:1.理解水的電離、水的電離平衡,了解水的離子積Kw的含義 2.掌握c(H+)和c(OH-)與溶液酸堿性的關(guān)系;初步學(xué)會有關(guān)水的離子積的簡單計(jì)算。 過程與方法:1.能運(yùn)用化學(xué)平衡的理論處理水溶液中的問題,進(jìn)一步樹立平衡觀和離子觀的思想。 2.通過水的電離平衡分析,提高運(yùn)用電離平衡基本規(guī)律分析問題的解決問題的能力。 3.通過指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本有關(guān)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力;通過質(zhì)疑和問題討論,培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和歸納、總結(jié)、概括知識的能力。 情感態(tài)度與價(jià)值觀:1.通過對水的電離平衡的規(guī)律的總結(jié)體會事物變化的豐富多彩的內(nèi)在美、自然界統(tǒng)一的和諧美以及“此消彼長”的動態(tài)美。 2.通過水的電離平衡的學(xué)習(xí),理解外因和內(nèi)因?qū)κ挛镉绊懙霓q證關(guān)系,建立矛盾的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)化的對立統(tǒng)一的自然辯證觀。 二、教材分析 水的電離及水的離子積知識的教學(xué),是學(xué)生理解溶液的酸堿性、溶液的pH、鹽類的水解以及電解食鹽水等知識的基礎(chǔ),搞好這部分內(nèi)容的教學(xué),是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵之一。 水的電離平衡移動及溶液的離子積的教學(xué),可使學(xué)生理解溶液酸堿性的本質(zhì),這是本節(jié)教學(xué)的另一個關(guān)鍵,也是滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)的好素材。 有關(guān)水的離子積的簡單計(jì)算可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力。 教學(xué)重點(diǎn):水的離子積,c(H+)、c(OH-)與溶液酸堿性的關(guān)系。 教學(xué)難點(diǎn):水的離子積 三、教學(xué)過程設(shè)計(jì) 【復(fù)習(xí)提問】醋酸是弱酸,在溶液中存在如下電離平衡;CH3COOH CH3COO-+H+,當(dāng)改變以下外界條件:①加少量鹽酸;②加適量水;③適當(dāng)加熱,對醋酸的電離平衡有什么影響? 【引入】水是一種最普通而又具有許多特性的物質(zhì),也是應(yīng)用最廣泛的溶劑。在水分子的作用下,各種電解質(zhì)都會發(fā)生不同程度的電離,這表明,在水分子與各種電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)粒子之間存在著較強(qiáng)的相互作用。并且,在相對分子質(zhì)量接近的化合物中,水是熔、沸點(diǎn)較高的物質(zhì),這表明水分子間也存在著較強(qiáng)的相互作用。那么,水分子彼此間的作用是否可能導(dǎo)致水分子也發(fā)生電離呢? 【提問】閱讀課本P45第5行至第7行,你能得出哪些結(jié)論? 【回答】①水分子能夠發(fā)生電離; ②水分子發(fā)生電離后產(chǎn)生的離子分別是H3O+和OH-; ③發(fā)生電離的水分子所占比例很小。 【板書】一、水的電離 【講解】根據(jù)無數(shù)精確的實(shí)驗(yàn)證明:水是極弱的電解質(zhì),它微弱地電離出H3O+和OH-。H3O+叫做水合氫離子。水的電離是由于水分子的相互作用引起的,所以它的電離方程式可表示為H2O+H2OH3O++OH-,或簡寫成H2OH++OH-。 【提問】純水中H+和OH-的物質(zhì)的量及濃度之間有什么關(guān)系? 【回答】水電離生成的n(H+)≡n(OH-)、c(H+)≡c(OH-)。 【討論】水的電離與其它弱電解質(zhì)的電離有何異同? 【回答】不同點(diǎn):水是“自身”作用下發(fā)生的極微弱的電離。 相同點(diǎn):均是部分電離,存在電離平衡 【講解】實(shí)驗(yàn)證明,在25℃(室溫)時(shí),純水中c(H+)=c(OH-)=110-7mol/L,而一升水約為55.6 mol。從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更能體會為什么要把水看作極弱的電解質(zhì)。 【板書】1.水是極弱的電解質(zhì) H2O+H2O H3O++OH- 或H2O H++OH- 【學(xué)生活動】寫出水的電離常數(shù)表達(dá)式。 【講述】弱電解質(zhì)水也會建立電離平衡。在一定溫度下,水的電離達(dá)到平衡時(shí),存在,由于水的電離極其微弱,電離前后H2O的物質(zhì)的量幾乎不變,K電離c(H2O)也可組成一個新的常數(shù)叫做水的離子積常數(shù),簡稱水的離子積。 【板書】2.水的離子積常數(shù) t℃ Kw=c(H+) c(OH-) 【提問】觀察下表數(shù)據(jù) t(℃) 0 10 20 25 40 50 90 100 Kw/10-14 0.134 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0 (1)從以上數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)什么遞變規(guī)律? (2)以上數(shù)據(jù)說明溫度與水的電離程度之間存在什么關(guān)系? 【回答】溫度升高,Kw增大。 分析:水的電離是吸熱反應(yīng),升高溫度,有利于平衡向電離方向移動,使c(H+)、c(OH-)增大,所以Kw增大。 【板書】常溫(25℃)時(shí),純水中:c(H+)=c(OH-)=110-7mol/L Kw=110-14 100℃純水中:Kw=c(H+) c(OH-) =110-6110-6=110-12 【講述】可見水的離子積常數(shù)雖然是定值,但它是相對的,當(dāng)外界條件改變時(shí),這一數(shù)值要發(fā)生變化。如不指明溫度,一律按常溫考慮(即Kw按110-14計(jì)算)。 【講述】大量實(shí)驗(yàn)證明:Kw不僅適用于純水,還適用于稀的電解質(zhì)水溶液,如稀酸、稀堿溶液。 【提問】比較下列情況下,溶液中c(H+) 和c(OH-)的值或變化趨勢。 純水 加入少量鹽酸 加入少量NaOH c(H+) c(OH-) c(H+) 與c(OH-)大小比較 酸堿性 你能得出什么結(jié)論? 【回答】①純水中存在著電離平衡,H2O H++OH-,向水中加酸(或堿),酸(堿)電離出大量H+(OH-),使溶液中c(H+)(c(OH-))增大,打破了水的電離平衡,使平衡逆向移動,于是溶液中c(OH-) (c(H+))減小。 ②室溫下溶液的酸堿性與溶液中c(H+)、c(OH-)有如下關(guān)系: 中性溶液:c(H+)=c(OH-) 酸性溶液:c(H+)>c(OH-) 堿性溶液:c(H+)<c(OH-) 【板書】二、溶液的酸堿性與溶液中c(H+)、c(OH-)的關(guān)系 【提問】酸性溶液中是否有OH-存在?堿性溶液中是否有H+存在?試解釋原因。 【回答】存在,它是由水的電離產(chǎn)生的。 【講述】Kw=c(H+)c(OH-)適用于室溫下的純水和稀的電解質(zhì)水溶液。純水中,c(H+)、c(OH-)均來自于水的電離,在酸性、堿性溶液中,c(H+)、c(OH-)來自于哪里? 【回答】酸性溶液中,c(H+)來自于酸的電離和水的電離,c(OH-)來自于水的電離;堿性溶液中,c(H+)來自于水的電離,c(OH-)來自于堿的電離和水的電離。 【提問】比較下列情況下,溶液中c(H+) 和c(OH-)的值。 水電離出的c(H+) 水電離出的c(OH-) 酸電離出的c(H+) 堿電離出的c(OH-) 純水 —— —— 0.1 mol/L鹽酸 —— 0.1 mol/LNaOH —— 你能得出什么結(jié)論? 【回答】鹽酸中,由HCl電離產(chǎn)生的c(H+)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于純水電離產(chǎn)生的c(H+),溶液中c(H+)仍以鹽酸為主,而水電離出的H+因?yàn)樘俣缓雎圆挥?jì)。所以Kw= c(H+)c(OH-)中,c(H+)為鹽酸電離出的c(H+),c(OH-)為水電離出的c(OH-)。 同理,氫氧化鈉溶液中Kw= c(H+)c(OH-)中,c(OH-)為氫氧化鈉電離出的c(OH-),c(H+)為水電離出的c(H+)。 且由水電離出的c(H+)≡c(OH-)。 【練習(xí)1】在0.1mol/L的鹽酸溶液中,c(OH-)是多少?由水電離產(chǎn)生的c(H+)是多少? 【回答】根據(jù)常溫下水的離子積常數(shù),c(OH-)=Kw/c(H+)=(110-14)/(110-1)=110-13(mol/L)。溶液中的c(OH-)應(yīng)當(dāng)是110-13mol/L。由于水電離而產(chǎn)生的c(H+)等于c(OH-)。所以由水電離產(chǎn)生的c(H+)也是110-13mol/L。 【練習(xí)2】在純水中c(H+)= c(OH-)=110-7mol/L(常溫下),為什么在加入酸之后,水電離產(chǎn)生的H+和OH-減少?試從電離平衡的角度分析。 【回答】當(dāng)水建立電離平衡后,如果加入少量H+,則電離產(chǎn)物的濃度增大,抑制了水的電離,平衡向生成水的方向移動,因而由水電離產(chǎn)生的H+和OH-就會減少。 【練習(xí)3】現(xiàn)有一種溶液,其中c(H+)=110-6mol/L。它一定是酸性溶液嗎? 【回答】不一定。因?yàn)樵诓煌臏囟认?,純水中的c(H+)由于平衡的移動而發(fā)生變化。但有一點(diǎn),在中性溶液中,不管c(H+)有多少,c(H+)始終等于c(OH-)。因此,判斷溶液是不是中性,不應(yīng)該只根據(jù)某個數(shù)據(jù),而應(yīng)該看c(H+)和c(OH-)是否相等。同樣,只要溶液中c(H+)>c(OH-),不論在什么溫度下,溶液總是酸性的。 【講述】通過了解水的離子積常數(shù),我們認(rèn)識到,在任何水溶液中c(H+)和c(OH-)是永遠(yuǎn)共存的,它們既相互依存又相互制約,溶液顯什么性,應(yīng)取決于H+ 與OH-濃度大小關(guān)系:當(dāng)c(H+)>c(OH-)時(shí),H+ 占主導(dǎo)地位,溶液顯酸性;當(dāng) c(H+)<c(OH-)時(shí),OH-占主導(dǎo)地位,溶液顯堿性;當(dāng)c(H+)=c(OH-)時(shí),溶液顯中性。 【小結(jié)】通過剛才的討論,同學(xué)們應(yīng)該建立起水是極弱電解質(zhì)的觀念。分析水的電離平衡特點(diǎn),可以幫助我們更好地理解水的離子積常數(shù),正確判斷溶液的酸堿性。在日常生活中,我們經(jīng)常要用到一些H+濃度很小的溶液,怎樣更簡便地表示它們,我們將在下一節(jié)課繼續(xù)探討。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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