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視頻標簽：第8屆全國中小學實驗
所屬欄目：高中化學說課視頻
視頻課題：【視頻+課件+說課稿】《醋酸電離平衡隨溫度的變化》第8屆全國中小學實驗教學說課活動 長沙
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【視頻+課件+說課稿】《醋酸電離平衡隨溫度的變化》2020年第8屆全國中小學實驗教學說課活動
醋酸電離平衡隨溫度的變化
長沙市一中
江明郡
一、使用教材
人民教育出版社高中《化學》選擇性必修一。
二、實驗器材
儀器：pH計，恒溫槽裝置，5mL移液管，重蒸餾水，小燒杯，100ml容量瓶、玻璃棒。
藥品: HAc溶液(1 mol·L-1,已經標定準確濃度)。
三、實驗創新要點
1.探究性實驗驗證已有知識，串聯已有知識進行分析；
2.一次實驗數據多次應用，充分發掘實驗的潛能；
3.實時生成所需數據和對應圖像，數形結合進行具象化分析。
四、實驗原理/實驗設計思路
測定不同溫度或不同濃度醋酸溶液的pH值。
醋酸的電離程度有多個衡量指標，可以用電離平衡常數、電離度，對于等濃度的醋酸溶液還可以用pH值。由于電離平衡常數的測定需要非常精密的條件且一定溫度范圍內其數值隨著溫度的變化并不明顯，容易存在較大誤差。因此在本實驗中我們使用pH值和電離度來表示醋酸的電離程度，并用pH和電離度的相對大小來評價平衡的移動方向。
本實驗中設計到的數據較多，因此采用繪制pH-T圖來對比醋酸的電離程度隨溫度的變化。
五、實驗教學目標
教學目標
1. 通過初步測定醋酸的電離平衡常數分析平衡常數隨溫度的變化趨勢引導學生提出問題，發展質疑精神；
2. 聯系已有知識進行分析實驗結果，發展學生的證據推理能力；
3. 設計實驗驗證自己的猜想，發展學生的實驗探究和創新精神的素養；
4. 通過對于兩次實驗數據的綜合分析得到結論，打破了理論和實踐的壁壘，發展學生辯證認識的能力；
5. 通過實驗數據與圖像的轉化發展學生數形結合的思想。
評價目標
1. 通過定量測定平衡常數，診斷并發展學生實驗探究水平（定量水平）；
2. 通過分析醋酸電離平衡常數隨溫度的變化評價學生的分析和發現問題的能力（宏觀現象、微觀認識）；
3. 通過設計實驗方案診斷學生對于化學實驗設計模型的理解程度（視角水平、內涵水平）；
4. 通過嘗試解釋醋酸平衡常數隨溫度的變化和后續對于濃度影響實際平衡常數的解釋評價學生運用知識進行遷移的能力。
六、實驗教學內容
用pH計測定不同溫度不同濃度的醋酸溶液的pH值，并繪制對應的pH-T、a—T曲線。
七、實驗教學過程
【提出問題】
課堂上我們總結規律“一般情況下，越熱越電離，越稀越電離。”即弱電解質的電離平衡隨溫度的升高正向移動且電離度增大，那么這句話是否適用于所有的情況呢？可否用實驗驗證呢？
【實驗驗證一】醋酸溶液pH的測定
測定不同溫度下0.1mol/L醋酸溶液的平衡常數——pH計法
測定不同濃度醋酸溶液在不同溫度（用恒溫箱）下的pH值，數據填入表格1。
電腦上的表格即時生成對應的數據和圖像（見圖1），直觀化數據。
表格 1
圖1
發現：醋酸的解離度隨溫度的變化分為三段（1）隨溫度的上升平衡常數下降；（2）在某一溫度區間呈平坦，基本不隨溫度變化；（3）隨溫度的上升平衡常數下降。
【推理猜想】
1.原有結論依據：電離是一個斷鍵吸熱的過程；
2.聯系已有知識：
1） 氯化鈉在水中電離的過程是斷裂鈉離子和氯離子間離子鍵和形成水合鈉離子和水合氯離子的過程（見圖2）；
圖 2
2） N、O、F原子與H原子間易形成氫鍵（見圖3）。
圖 3
3.推理猜想：
1） 醋酸分子的電離并不是單純的斷鍵形成離子的過程，形成水合離子的過程是成鍵放熱的過程，因此醋酸分子的電離不一定是一個放熱過程；
2） 氫鍵的斷裂也需要吸收熱量，但氫鍵斷裂所需要吸收的熱量受到溫度和濃度的影響；溫度越高分子間存在的氫鍵越少，斷裂所需熱量越少，此吸熱過程對于總過程的影響越小。
4.尋找依據：
1） 不同溫度下醋酸分子電離的焓變（見表2）
| 溫度（℃） | 絕對溫度（K） | △H（kJ/mol） |
| 5 | 278 | +2.75 |
| 15 | 288 | +1.15 |
| 25 | 298 | -0.573 |
| 35 | 308 | -1.80 |
| 45 | 318 | -2.81 |
| 55 | 328 | -3.77 |
| 理想情況 | 只考慮分子內部的共價鍵斷裂；認為電離均是吸熱過程。 |
| 實際情況 | 電離的過程還涉及分子間氫鍵的斷裂和水合離子的形成；電離過程不全是吸熱過程。 |
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
