1、陜西省高中化學優質課競賽教案課題：水的電離和溶液的pH課題名稱水的電離和溶液的pH課 型新 課課 時總2課時之第1課時時間教學班級教學目標知識與技能（1）理解水的電離、水的電離平衡和水的離子積。（2）使學生了解溶液的酸堿性和c(H+)、c(OH-)的關系。過程與方法（1）通過水的離子積的相關資料自學和數據查詢，提高學生獲取知識的能力。（2）通過水的電離平衡分析，提高運用電離平衡基本規律分析問題的解決問題的能力。情感態度價值觀（1）通過水的電離平衡過程中H+、OH-關系的分析，理解矛盾的對立統一的辯證關系。（2）通過查閱水的電離及離子積常數相關資料體會語言學科的真正用途。教學重點、難點水的離子積

2、常數教學方法、手段實驗、探究，合作學習媒體使用靈敏電流計，實物展臺，多媒體投影儀教學設計方案教師活動學生活動設計意圖出示一幅電擊事故的圖片，引發學生的思考。觀察圖片，思考。結論：地表水可以導電。利用學生的生活常識，達到對水導電這一事實的確認。并由此產生實驗證明的想法，培養學生的科學世界觀及合作品質。同時將安全教育融入課堂。設問：純水能導電嗎？合作實驗：按小組進行分組實驗，通過靈敏電流計測量水的導電性。提出問題：1、為什么水會導電？2、溶液導電的首要因素是什么？評價，比對。思考并回答問題。利用學生對溶液導電性的認識，遷移到水的電離上。突破水的電離這一事實。小結：純水是可以電離的，但電離的程度不大

3、。所以水是一種弱電解質。教師活動學生活動設計意圖引入新課，板書：水的電離及溶液的pH值水是怎樣電離的呢？結合自身對水組成的理解，閱讀課本p52，思考并得出結論。H2O   H+ + OH-2 H2O   H3O+ + OH-培養學生實事求是的品質，教會學生如何借助媒體增長知識。投影：水的電離微觀動畫。觀察確認水并不是完全電離的，電離出來的離子也不是獨立存在的。板書：一、水的電離1、表示方法2 H2O   H3O+ + OH-H2O   H+ + OH- 做筆記介紹：常溫下，1L純水電離出的c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L。多少mol水分子才有

4、1mol水分子電離呢？體驗水電離的微弱程度2、特點 正反應吸熱 電離程度小為影響水的電離作鋪墊設疑：根據水的電離平衡特點，試推斷當水中加入酸、堿以及升溫后水的電離會受到什么影響？投影表格填表（影響水電離的因素）利用化學平衡原理對水的電離平衡移動作深入分析，得出c(H+)、 c(OH-)的變化，為水的離子積常數導出作鋪墊。板書：3、影響水電離的因素 I、溫度：升溫可促進水的電離 II、濃度：加酸加堿可抑制水的電離結合水的電離的資料，尋找溶液中c(H+)、 c(OH-)的變化規律。查課堂閱讀材料，相互討論交流讓學生自己找出水電離的c(H+)、 c(OH-)的乘積是一個常數。板書、投影：二、水的離子

5、積常數1、定義：在一定溫度下，水溶液中c(H)和c(OH)的乘積始終是一個常數。稱為水的離子積常數。它是一個溫度函數，與溶液的溶質無關。2、表示：Kw= c(H+)·c(OH-)3、大小：常溫下，Kw=10-14，溫度越高，Kw越大。聆聽，做筆記。問題：1、0.1mol/L的HCl溶液中，c(H+)=? c(OH-)=?由水電離的氫離子濃度為？2、0.1mol/L的NaOH溶液中， c(OH-)=? c(H+)=?由水電離的氫離子濃度為？計算，分組討論使學生對 Kw有一個感性認識并初步感知Kw的應用，為pH計算打下基礎。設疑：在酸性溶液中，水的離子積常數如何表示？視學生基礎將問題分解

6、為：在鹽酸溶液中，氫離子來源于哪些物質？氫氧根離子來源于哪些物質？水的離子積如何表示？分組討論強化水的離子積常數理解，使學生理解水的離子積不僅適用于純水，也適用于任何水溶液。投影學生的推測結果并評價。 投影： 酸性溶液：Kw= c(H+)水+ c(H+)酸·c(OH-)水 當c(H+)酸>100 c(H+)水時，忽略掉c(H+)水 堿性溶液：Kw= c(H+)水·c(OH-)堿+c(OH-)水 當c(OH-)堿>100 c(OH-)水時，忽略掉c(OH-)水視學生基礎提問：在10-8mol/L的HCl中，由水電離的氫氧根根離子濃度多大？思考，計算突破離子積常數的

7、難點。若學生基礎不夠好，可置于下一課時完成。活動：分組完成下表溶 液Kwc(H+)c(OH-)酸堿性0.1mol/L HCl0.1mol/L NaOH純水設疑：以上數據說明了什么？總結尋找規律設置開放式的問題，一可以將思考容量增大；二則培養學生從雜亂的數據中獲取關鍵信息。板書：三、溶液的酸堿性 c(H+)>c(OH-) 酸性 c(H+)<c(OH-) 堿性 c(H+)=c(OH-) 中性初步了解溶液的酸堿性與離子濃度的關系。總結（代板書設計）：一、水的電離1、表示方法2 H2O   H3O+ + OH-H2O   H+ + OH- 2、特點、電離程度小，常溫下，

8、c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L II、正反應為吸熱反應3、影響水電離的因素 I、溫度：升溫可促進水的電離 II、濃度：加酸加堿可抑制水的電離二、水的離子積常數1、定義：在一定溫度下，水溶液中c(H)和c(OH)的乘積始終是一個常數，稱為水的離子積常數。它是一個溫度函數，與溶液的溶質無關。2、表示：Kw= c(H+)·c(OH-)酸性溶液：Kw= c(H+)水+ c(H+)酸·c(OH-)水 當c(H+)酸>100 c(H+)水時，忽略掉c(H+)水堿性溶液：Kw= c(H+)水·c(OH-)堿+c(OH-)水 當c(OH-)堿>100 c

9、(OH-)水時，忽略掉c(OH-)水3、大小：常溫下，Kw= c(H+)·c(OH-)10-14 (mol/L)2溫度越高，Kw越大。 三、溶液的酸堿性 c(H+)>c(OH-) 酸性 c(H+)<c(OH-) 堿性 c(H+)=c(OH-) 中性 作業：1、常溫下，由水電離出的c(H+)10-12mol/L的溶液顯什么性？2、查資料找出量化溶液酸堿性的方法。課后閱讀材料：Water Ionization（水的電離）From: http:/www.lsbu.ac.uk/water/ionis.htmlWater molecules ionize endothermical

10、lyf due to electric field fluctuations caused by nearby dipole librations 191 resulting from thermal effects, and favorable localized hydrogen bonding 567; a process that is facilitated by exciting the O-H stretch overtone vibration 393. Ions may separate by means of the Grotthuss mechanism (see bel

11、ow) but normally recombine within a few femtoseconds. Rarely (about once every eleven hours per molecule at 25°C, or less than once a week at 0°C) the localized hydrogen bonding arrangement breaks before allowing the separated ions to return 191, and the pair of ions (H+, OH-) hydrate inde

12、pendently and continue their separate existencea for about 70 s (this lifetime also dependent on the extent of hydrogen bonding, being shorter at lower temperatures). They tend to recombine when only separated by one or two water molecules.H2O   H+ + OH-Kw = H+OH-Although the extent of ionizati

13、on is tiny (H+/H2O = 2.8 x 10-9 at 37°C), the ionization and changes in the tiny concentrations of hydrogen ions have absolute importance to living processes. Hydrogen ions are produced already hydrated (that is, as hydronium ions, H3O+; also called oxonium or hydroxonium io

14、ns) and have negligible existence as naked protons in liquid or solid water, where they interact extremely strongly with electron clouds. All three hydrogen atoms in the hydronium ion are held by strong covalent bonds and are equivalent (that is, C3v symmetry). The above equations are better written

15、 as:2 H2O   H3O+ + OH-Kw = H3O+OH-Both ions create order and form stronger hydrogen bonds with surrounding water molecules. The concentrations of H3O+ and OH- are taken as the total concentrations of all the small clusters including these species. As other water molecules are required to promot

16、e the hydrolysis, the equation below includes the most important. 4 H2O   H5O2+ + H3O2-The concentration of hydronium and hydroxide ions produced is therefore equal to the square-root of the ionization constant (Kw). The hydronium ion concentration (commonly called 'hydrogen ion concen

17、tration') is often given in terms of the pH, where pH = Log10(1/H3O+) = -Log10(H3O+) (that is, H3O+ = 10-pH) with the concentration in mol l-1.b In a similar manner pKw = Log10(1/Kw) = -Log10(Kw), also with the concentrations in mol l-1.g OH- does not

18、 ionise further (O2- + H2O 2OH-, K > 1022).Kw is very temperature dependent, increasing with temperature (that is, from 0.001 x 10-14 mol2 l-2 at -35°C (pH 8.5) 112, 0.112 x 10-14 mol2 l-2 at 0°C (pH 7.5), to 0.991 x 10-14 mol2 l-2 at 25°C (pH 7.0), to 9.311 x 10-14 mol2 l-2 at 60&

19、#176;C (pH 6.5) 87), to 10-12 mol2 l-2 at 300°C (pH 6.0, 50 MPa) 456 in agreement with the high positive standard free energy.c A theoretical treatment of this temperature dependence is available 763.Ionization depends on the pressure with Kw doubling at about 100 MPa; unsurprising in view of t

20、he negative V associated with the ionization, -18.1 cm3 mol-1. pKw = -log10(Kw ) IAPWSIonization also varies with solute concentration and ionic strength; for example, Kw goes through a maximum of about 2 x 10-14 mol2 l-2 at about 0.25 M ionic strength (using tetramethylammonium chloride, where poss

21、ibly the change in hydrogen bonding caused by clathrate formation encourages ionization) before dropping to a value of about 1 x 10-16 mol2 l-2at 5 M (higher concentrations disrupting the hydrogen bonding).水的電離和溶液的pH課堂閱讀材料Part I: Hydronium（水合氫離子）/Hydroxide（氫氧根離子） BalanceThere is also an internal rel

22、ationship between the concentrations of H3O+ and OH-. They are not independent of one another. As one goes up, the other goes down. They cannot both go up because the higher concentrations of H3O+ and OH- would react with one another to make water molecules. That is a consequence of the reversibilit

23、y of the self-ionization reaction of water.H3O+OH-1.0 x 10-7 M 2.0 x 10-7 M 0.5 x 10-7 M 1.0 x 10-7 M 0.5 x 10-7 M 2.0 x 10-7 M (2H2O H3O+ + OH-)Let's use the self-ionization of pure water as our starting point. The concentrations of both H3O+ and OH- are 1.0 x 10-7 M.  If the concentration

24、 of H3O+ is doubled, the concentration of OH- willl be halved. If the concentration of H3O+ is halved, the concentration of OH- willl be doubled譯：讓我們以純水的自身電離作為我們的起點。H3O+和OH-濃度均為1.0 x 10-7 M 。如果水合氫離子的濃度增大為原來的2倍，則氫氧根離子的濃度就會減半；而如果氫離子濃度減半，則氫氧根離子的濃度將會增大為原來的2倍。H3O+OH-1.0 x 10-7 M 1.0 x 10-6 M 1.0 x 10-5 M

25、 1.0 x 10-7 M 1.0 x 10-8 M 1.0 x 10-9 M If the concentration of H3O+ goes up by a factor of 10, to become 1.0 x 10-6 M, then the concentration of the OH- goes down by a factor of 10 become 1.0 x 10-8 M. If the concentration of H3O+ goes up by another factor of 10 to become 1.0 x 10-5 M, then the con

26、centration of OH- goes down by another factor of 10 to become 1.0 x 10-9 M.譯：如果氫離子濃度增大為原來的10倍變成1.0 x 10-6 M ，則氫氧根離子濃度將會減小10倍變成1.0 x 10-8 M 。如果氫離子濃度再增大10倍變成1.0 x 10-5 M，則氫氧根離子濃度也會繼續降低10倍變成1.0 x 10-9 M 。H3O+OH-1.0 x 10-7 M 1.0 x 10-8 M 1.0 x 10-9 M 1.0 x 10-7 M 1.0 x 10-6 M 1.0 x 10-5 M This same patt

27、ern holds if the concentration of OH- is increased. Let's start again with neutral water. The concentrations of H3O+ and OH- are both 1.0 x 10-7 M. If the concentration of OH- is increased by a factor of 10 to become 1.0 x 10-6 M, then the concentration of H3O+ goes down by a factor of 10 to bec

28、ome 1.0 x 10-8 M. If the concentration of OH- is increased to 1.0 x 10-5 M, the concentration of H3O+ decreases to 1.0 x 10-9 M.譯：氫氧根離子濃度的增大也同樣如此。讓我們再次從純水開始，氫離子濃度和氫氧根離子濃度均為1.0 x 10-7 M。如果氫氧根離子濃度增大為原來的10倍變成1.0 x 10-6 M，那么氫離子濃度將會降低10倍變成1.0 x 10-8 M。如果氫氧根離子濃度增大到1.0 x 10-5 M，氫離子濃度則下降到1.0 x 10-9 M。Part I

29、I:Kw is very temperature dependent, increasing with temperature (that is, from 0.001 x 10-14 mol2 l-2 at -35°C (pH 8.5) 112, 0.112 x 10-14 mol2 l-2 at 0°C (pH 7.5), to 0.991 x 10-14 mol2 l-2 at 25°C (pH 7.0), to 9.311 x 10-14 mol2 l-2 at 60°C (pH 6.5) 87), to 10-12 mol2 l-2 at 30

30、0°C (pH 6.0, 50 MPa) 456 in agreement with the high positive standard free energy.c A theoretical treatment of this temperature dependence is available 763.Ionization depends on the pressure with Kw doubling at about 100 MPa; unsurprising in view of the negative V associated with the ionization

31、, -18.1 cm3 mol-1. Part III:Kw與溫度的關系T()0102025405090100Kw(/10-14)0.1340.2920.6811.012.925.473855注：原文出自London South Bank University官方網校。http:/www.lsbu.ac.uk按國際單位制，物質的量濃度應表示為mol/L或mol·L-1，本譯文謹尊重原文的表示方法，不推薦用M表示物質的量濃度的單位。關于濃度的表示符號，現已不再使用A的形式表示A物質的濃度，正確的表示法應為c(A)，在此保持原文的完整性。說課稿水的電離和溶液pH遵義清華中學雷安明一、說教

32、材1、本章教材的地位和作用本章是化學反應原理模塊1的重要內容之一，是中學化學基礎理論的一個重要部分，也是學生整個中學階段的難點。它的學習有助于學生深入理解元素及化合物知識，促進學生的化學反應知識系統化、結構化，能幫助學生發展邏輯推理能力，提高學生的科學素養2,同時通過探究活動和專題研究等豐富的學習活動，培養學生科學探究能力。在教學功能上，這一章有關水溶液中離子平衡的學習起著延伸、拓展和鞏固前一章所學的化學平衡知識的作用。2、本節教材簡析本節教材由兩部分組成：一是水的電離及水的離子積常數；二是溶液的酸堿性及其表示方法PH值。相比較而言，第一部分是基礎，是核心，也是教學的難點，它的成敗可以決定學生

33、對PH值計算的順利與否。教材開門見山點出了水的電離平衡，并用“精確的實驗”將常溫下水電離的氫離子和氫氧根離子濃度道出，很直接地給水的離子積下了定義。而對水的離子積常數這一溫度函數的強調顯得比較含蓄，對于一個沒有化學平衡常數作為基礎的學生，很難將此常數理解透徹。第二部分相對要容易一些，但它必須建立在學生已經完全理解水的離子積這一概念以后才可能以不變應萬變。尤其是應付一些涉及計算由水電離的氫離子濃度等方面的問題是方能正確做答。因此，我認為，從教材的編排上來看，本節教材至少存在如下不足：一、忽視了學生現有的基礎；二、忽視了學生的探究和處理數據的能力。所以，我試圖在教學中調整思路以求能彌補以上不足。一

34、方面我將此節內容定為2課時授完，其中第一課時只完成水的電離和離子積常數，對溶液的酸堿性只做簡單的推導，作為下一課時的鋪墊；另一方面在教學策略上增加了學生的探究實驗和自學、合作學習機會。、學情分析學生通過對第二章化學平衡的學習，具備了討論化學平衡移動的基礎；而且，在弱電解質的電離平衡中對弱電解質的電離也作了相關的知識鋪墊，則本課時的主要目的應該是將舊知識加以運用以及升華。、 目標確立根據大綱和新課標的要求，我選擇了折中。擬定以下目標：知識與技能（1）理解水的電離、水的電離平衡和水的離子積。（2）使學生了解溶液的酸堿性和pH的關系。過程與方法（1）通過水的離子積的相關資料自學和數據查詢，加深對離子

35、積常數的認識。（2）通過水的電離平衡分析，提高運用電離平衡基本規律分析問題的解決問題的能力。情感態度價值觀（1）通過水的電離平衡過程中H+、OH-關系的分析，理解矛盾的對立統一的辯證關系。（2）通過查閱水的電離及離子積常數相關資料體會知識獲取的方法與途徑。、教學重、難點的確定根據教材的編寫意圖結合自己在教學中發現的學生解題的常見錯誤，我認為本節教材最難于理解的是水的離子積常數，最不易將其準確運用的也是水的離子積常數，尤其是“水的離子積不僅適用于純水，同時也適用于其它水溶液”這一觀點。故我選定這一句話作為本節教材的難點。二、說教法學法我一直對建構主義的教育理論核心確信無疑，“知識不是通過教師傳授

36、得到，而是學習者在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。由于學習是在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人的幫助即通過人際間的協作活動而實現的意義建構過程，因此建構主義學習理論認為“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素或四大屬性。”3而新課標的三維課程目標中明確列出“知識與技能，過程與方法，情感態度價值觀”，顯然新的課程標準中更注重了學生獲得新知識能力的培養，也更強調了學生的協作能力，或者說“對學生科學素養的進一步發展提出了最基本的要求”。結合本教材的特點及所設計的教學方法，指導大多數學生用“發現”的方法開展學習活動。同時還應注意不要忽視那些個性特征很強的學生，一定要指導他們用不同的方法展開學習活動。 為了不使我們的學法指導活動落空，我