高中化学优质课竞赛教案.docx

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高中化学优质课竞赛教案

贵州省高中化学优质课竞赛教案

课题：

水的电离和溶液的pH

参赛教师：

雷安明

学校：

遵义清华中学

时间：

2007年10月25日

遵义清华中学教·学案

课题名称

水的电离和溶液的pH

课型

新课

课时

总2课时之第1课时

时间

07年10月29日

教学班级

兴义市赛文学校高二

教学目标

知识与技能

（1）理解水的电离、水的电离平衡和水的离子积。

（2）使学生了解溶液的酸碱性和c（H+）、c（OH-）的关系。

过程与方法　　

（1）通过水的离子积的相关资料自学和数据查询，提高学生获取知识的能力。

（2）通过水的电离平衡分析，提高运用电离平衡基本规律分析问题的解决问题的能力。

情感态度价值观　　

（1）通过水的电离平衡过程中H+、OH-关系的分析，理解矛盾的对立统一的辩证关系。

（2）通过查阅水的电离及离子积常数相关资料体会语言学科的真正用途。

教学重点、难点

水的离子积常数

教学方法、手段

实验、探究，合作学习

媒体使用

灵敏电流计，实物展台，多媒体投影仪

教学设计方案

教师活动

学生活动

设计意图

出示一幅电击事故的图片，引发学生的思考。

观察图片，思考。

结论：

地表水可以导电。

利用学生的生活常识，达到对水导电这一事实的确认。

并由此产生实验证明的想法，培养学生的科学世界观及合作品质。

同时将安全教育融入课堂。

设问：

纯水能导电吗？

合作实验：

按小组进行分组实验，通过灵敏电流计测量水的导电性。

提出问题：

1、为什么水会导电？

2、溶液导电的首要因素是什么？

评价，比对。

思考并回答问题。

利用学生对溶液导电性的认识，迁移到水的电离上。

突破水的电离这一事实。

小结：

纯水是可以电离的，但电离的程度不大。

所以水是一种弱电解质。

教师活动

学生活动

设计意图

引入新课，板书：

水的电离及溶液的pH值

水是怎样电离的呢？

结合自身对水组成的理解，阅读课本p52，思考并得出结论。

H2O

H++OH-

2H2O

H3O++OH-

培养学生实事求是的品质，教会学生如何借助媒体增长知识。

投影：

水的电离微观动画。

观察

确认水并不是完全电离的，电离出来的离子也不是独立存在的。

板书：

一、水的电离

1、表示方法

2H2O

H3O++OH-

H2O

H++OH-

做笔记

介绍：

常温下，1L纯水电离出的c（H+）=c（OH-）=10-7mol/L。

多少mol水分子才有1mol水分子电离呢？

体验水电离的微弱程度

2、特点

①正反应吸热

②电离程度小

为影响水的电离作铺垫

设疑：

根据水的电离平衡特点，试推断当水中加入酸、碱以及升温后水的电离会受到什么影响？

投影表格

填表（影响水电离的因素）

利用化学平衡原理对水的电离平衡移动作深入分析，得出c（H+）、c（OH-）的变化，为水的离子积常数导出作铺垫。

板书：

3、影响水电离的因素

I、温度：

升温可促进水的电离

II、浓度：

加酸加碱可抑制水的电离

结合水的电离的资料，寻找溶液中c（H+）、c（OH-）的变化规律。

查《课堂阅读》材料，相互讨论交流

让学生自己找出水电离的c（H+）、c（OH-）的乘积是一个常数。

板书、投影：

二、水的离子积常数

1、定义：

在一定温度下，水溶液中c（H＋）和c（OH－）的乘积始终是一个常数。

称为水的离子积常数。

它是一个温度函数，与溶液的溶质无关。

2、表示：

Kw=c（H+）·c（OH-）

3、大小：

常温下，Kw=10-14，温度越高，Kw越大。

聆听，做笔记。

问题：

1、0.1mol/L的HCl溶液中，c（H+）=?

c（OH-）=?

由水电离的氢离子浓度为？

2、0.1mol/L的NaOH溶液中，c（OH-）=?

c（H+）=?

由水电离的氢离子浓度为？

计算，分组讨论

使学生对Kw有一个感性认识并初步感知Kw的应用，为pH计算打下基础。

设疑：

在酸性溶液中，水的离子积常数如何表示？

视学生基础将问题分解为：

在盐酸溶液中，氢离子来源于哪些物质？

氢氧根离子来源于哪些物质？

水的离子积如何表示？

分组讨论

强化水的离子积常数理解，使学生理解水的离子积不仅适用于纯水，也适用于任何水溶液。

投影学生的推测结果并评价。

投影：

酸性溶液：

Kw=[c（H+）水+c（H+）酸]·c（OH-）水

当c（H+）酸>100c（H+）水时，忽略掉c（H+）水

碱性溶液：

Kw=c（H+）水·[c（OH-）碱+c（OH-）水]

当c（OH-）碱>100c（OH-）水时，忽略掉c（OH-）水

视学生基础提问：

在10-8mol/L的HCl中，由水电离的氢氧根根离子浓度多大？

思考，计算

突破离子积常数的难点。

若学生基础不够好，可置于下一课时完成。

活动：

分组完成下表

溶液

c（H+）

c（OH-）

酸碱性

0.1mol/LHCl

0.1mol/LNaOH

纯水

设疑：

以上数据说明了什么？

总结寻找规律

设置开放式的问题，一可以将思考容量增大；二则培养学生从杂乱的数据中获取关键信息。

板书：

三、溶液的酸碱性

c（H+）>c（OH-）酸性

c（H+）

c（H+）=c（OH-）中性

初步了解溶液的酸碱性与离子浓度的关系。

总结（代板书设计）：

一、水的电离

1、表示方法

2H2O

H3O++OH-

H2O

H++OH-

2、特点

　Ｉ、电离程度小，常温下，c（H+）=c（OH-）=10-7mol/L

II、正反应为吸热反应

3、影响水电离的因素

I、温度：

升温可促进水的电离

II、浓度：

加酸加碱可抑制水的电离

二、水的离子积常数

1、定义：

在一定温度下，水溶液中c（H＋）和c（OH－）的乘积始终是一个常数，称为水的离子积常数。

它是一个温度函数，与溶液的溶质无关。

2、表示：

Kw=c（H+）·c（OH-）

酸性溶液：

Kw=[c（H+）水+c（H+）酸]·c（OH-）水

当c（H+）酸>100c（H+）水时，忽略掉c（H+）水

碱性溶液：

Kw=c（H+）水·[c（OH-）碱+c（OH-）水]

当c（OH-）碱>100c（OH-）水时，忽略掉c（OH-）水

3、大小：

常温下，Kw=c（H+）·c（OH-）＝10-14（mol/L）2温度越高，Kw越大。

三、溶液的酸碱性

c（H+）>c（OH-）酸性

c（H+）

c（H+）=c（OH-）中性

作业：

1、常温下，由水电离出的c（H+）＝10-12mol/L的溶液显什么性？

2、查资料找出量化溶液酸碱性的方法。

课后阅读材料：

WaterIonization（水的电离）

From:

http:

//www.lsbu.ac.uk/water/ionis.html

Watermoleculesionizeendothermicallyfduetoelectricfieldfluctuationscausedbynearbydipolelibrations[191]resultingfromthermaleffects,andfavorablelocalizedhydrogenbonding[567];aprocessthatisfacilitatedbyexcitingtheO-Hstretchovertonevibration[393].IonsmayseparatebymeansoftheGrotthussmechanism（seebelow）butnormallyrecombinewithinafewfemtoseconds.Rarely（aboutonceeveryelevenhourspermoleculeat25°C,orlessthanonceaweekat0°C）thelocalizedhydrogenbondingarrangementbreaksbeforeallowingtheseparatedionstoreturn[191],andthepairofions（H+,OH-）hydrateindependentlyandcontinuetheirseparateexistenceaforabout70μs（thislifetimealsodependentontheextentofhydrogenbonding,beingshorteratlowertemperatures）.Theytendtorecombinewhenonlyseparatedbyoneortwowatermolecules.

H2O

H++OH-

Kw=[H+][OH-]

Althoughtheextentofionizationistiny（[H+]/[H2O] = 2.8 x 10-9at37°C）,theionizationandchangesinthetinyconcentrationsofhydrogenionshaveabsoluteimportancetolivingprocesses.Hydrogenionsareproducedalreadyhydrated（thatis,ashydroniumions,H3O+;alsocalledoxoniumorhydroxoniumions）andhavenegligibleexistenceasnakedprotonsinliquidorsolidwater,wheretheyinteractextremelystronglywithelectronclouds.Allthreehydrogenatomsinthehydroniumionareheldbystrongcovalentbondsandareequivalent（thatis,C3vsymmetry）.Theaboveequationsarebetterwrittenas:

2H2O

H3O++OH-

Kw=[H3O+][OH-]

Bothionscreateorderandformstrongerhydrogenbondswithsurroundingwatermolecules.TheconcentrationsofH3O+andOH-aretakenasthetotalconcentrationsofallthesmallclustersincludingthesespecies.Asotherwatermoleculesarerequiredtopromotethehydrolysis,theequationbelowincludesthemostimportant.

4H2O

H5O2++H3O2-

Theconcentrationofhydroniumandhydroxideionsproducedisthereforeequaltothesquare-rootoftheionizationconstant（Kw）.Thehydroniumionconcentration（commonlycalled'hydrogenionconcentration'）isoftengivenintermsofthepH,wherepH = Log10（1/[H3O+]）= -Log10（[H3O+]）（thatis,[H3O+] = 10-pH）withtheconcentrationinmoll-1.bInasimilarmannerpKw = Log10（1/Kw） = -Log10（Kw）,alsowiththeconcentrationsinmoll-1.gOH-doesnotionisefurther（O2-+H2O

2OH-,K>1022）.

Kwisverytemperaturedependent,increasingwithtemperature（thatis,from0.001x10-14mol2l-2at-35°C（pH8.5）[112],0.112x10-14mol2l-2at0°C（pH7.5）,to0.991x10-14mol2l-2at25°C（pH7.0）,to9.311x10-14mol2l-2at60°C（pH6.5）[87]）,to10-12mol2l-2at300°C（pH6.0,~50MPa）[456]inagreementwiththehighpositivestandardfreeenergy.cAtheoreticaltreatmentofthistemperaturedependenceisavailable[763].

IonizationdependsonthepressurewithKwdoublingatabout100MPa;unsurprisinginviewofthenegativeΔVassociatedwiththeionization,-18.1cm3mol-1.

pKw=-log10（Kw）[IAPWS]

Ionizationalsovarieswithsoluteconcentrationandionicstrength;forexample,Kwgoesthroughamaximumofabout2x10-14mol2l-2atabout0.25Mionicstrength（usingtetramethylammoniumchloride,wherepossiblythechangeinhydrogenbondingcausedbyclathrateformationencouragesionization）beforedroppingtoavalueofabout1x10-16mol2l-2at5M（higherconcentrationsdisruptingthehydrogenbonding）.

《水的电离和溶液的pH》课堂阅读材料

PartI:

Hydronium（水合氢离子）/Hydroxide（氢氧根离子）Balance①

ThereisalsoaninternalrelationshipbetweentheconcentrationsofH3O+andOH-.Theyarenotindependentofoneanother.Asonegoesup,theothergoesdown.TheycannotbothgoupbecausethehigherconcentrationsofH3O+andOH-wouldreactwithoneanothertomakewatermolecules.Thatisaconsequenceofthereversibilityoftheself-ionizationreactionofwater.

[H3O+]

[OH-]

1.0x10-7M

2.0x10-7M

0.5x10-7M

1.0x10-7M

0.5x10-7M

2.0x10-7M

（2H2O

H3O++OH-）

Let'susetheself-ionizationofpurewaterasourstartingpoint.TheconcentrationsofbothH3O+andOH-are1.0x10-7M. IftheconcentrationofH3O+isdoubled,theconcentrationofOH-willlbehalved.IftheconcentrationofH3O+ishalved,theconcentrationofOH-willlbedoubled

译：

让我们以纯水的自身电离作为我们的起点。

H3O+和OH-浓度均为1.0x10-7M②。

如果水合氢离子的浓度增大为原来的2倍，则氢氧根离子的浓度就会减半；而如果氢离子浓度减半，则氢氧根离子的浓度将会增大为原来的2倍。

[H3O+]③

[OH-]

1.0x10-7M

1.0x10-6M

1.0x10-5M

1.0x10-7M

1.0x10-8M

1.0x10-9M

IftheconcentrationofH3O+goesupbyafactorof10,tobecome1.0x10-6M,thentheconcentrationoftheOH-goesdownbyafactorof10become1.0x10-8M.IftheconcentrationofH3O+goesupbyanotherfactorof10tobecome1.0x10-5M,thentheconcentrationofOH-goesdownbyanotherfactorof10tobecome1.0x10-9M.

译：

如果氢离子浓度增大为原来的10倍变成1.0x10-6M，则氢氧根离子浓度将会减小10倍变成1.0x10-8M。

如果氢离子浓度再增大10倍变成1.0x10-5M，则氢氧根离子浓度也会继续降低10倍变成1.0x10-9M。

[H3O+]

[OH-]

1.0x10-7M

1.0x10-8M

1.0x10-9M

1.0x10-7M

1.0x10-6M

1.0x10-5M

ThissamepatternholdsiftheconcentrationofOH-isincreased.Let'sstartagainwithneutralwater.TheconcentrationsofH3O+andOH-areboth1.0x10-7M.IftheconcentrationofOH-isincreasedbyafactorof10tobecome1.0x10-6M,thentheconcentrationofH3O+goesdownbyafactorof10tobecome1.0x10-8M.IftheconcentrationofOH-isincreasedto1.0x10-5M,theconcentrationofH3O+decreasesto1.0x10-9M.

译：

氢氧根离子浓度的增大也同样如此。

让我们再次从纯水开始，氢离子浓度和氢氧根离子浓度均为1.0x10-7M。

如果氢氧根离子浓度增大为原来的10倍变成1.0x10-6M，那么氢离子浓度将会降低10倍变成1.0x10-8M。

如果氢氧根离子浓度增大到1.0x10-5M，氢离子浓度则下降到1.0x10-9M。

PartII:

IonizationdependsonthepressurewithKwdoublingatabout100MPa;unsurprisinginviewofthenegativeΔVassociatedwiththeionization,-18.1cm3mol-1.

PartIII:

Kw与温度的关系

T（℃）

100

Kw（/10-14）

0.134

0.292

0.681

1.01

2.92

5.47

注：

①原文出自LondonSouthBankUniversity官方网校。

http:

//www.lsbu.ac.uk

②按国际单位制，物质的量浓度应表示为mol/L或mol·L-1，本译文谨尊重原文的表示方法，不推荐用M表示物质的量浓度的单位。

③关于浓度的表示符号，现已不再使用[A]的形式表示A物质的浓度，正确的表示法应为c（A），在此保持原文的完整性。

说课稿《水的电离和溶液pH》

遵义清华中学　雷安明

一、说教材

1、本章教材的地位和作用

本章是《化学反应原理》模块［1］的重要内容之一，是中学化学基础理论的一个重要部分，也是学生整个中学阶段的难点。

它的学习有助于学生深入理解元素及化合物知识，促进学生的化学反应知识系统化、结构化，能帮助学生发展逻辑推理能力，提高学生的科学素养［2］,同时通过探究活动和专题研究等丰富的学习活动，培养学生科学探究能力。

在

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