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視頻標(biāo)簽：第8屆全國中小學(xué)實(shí)驗(yàn)
所屬欄目：高中化學(xué)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(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課活動(dòng) 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(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課活動(dòng)
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(xué)》選擇性必修一。
二、實(shí)驗(yàn)器材
儀器：pH計(jì)，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(jīng)標(biāo)定準(zhǔn)確濃度)。
三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)
1.探究性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證已有知識(shí)，串聯(lián)已有知識(shí)進(jìn)行分析；
2.一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)多次應(yīng)用，充分發(fā)掘?qū)嶒?yàn)的潛能；
3.實(shí)時(shí)生成所需數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)圖像，數(shù)形結(jié)合進(jìn)行具象化分析。
四、實(shí)驗(yàn)原理/實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(gè)衡量指標(biāo)，可以用電離平衡常數(shù)、電離度，對(duì)于等濃度的醋酸溶液還可以用pH值。由于電離平衡常數(shù)的測定需要非常精密的條件且一定溫度范圍內(nèi)其數(shù)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(shí)驗(yàn)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(duì)大小來評(píng)價(jià)平衡的移動(dòng)方向。
本實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)到的數(shù)據(jù)較多，因此采用繪制pH-T圖來對(duì)比醋酸的電離程度隨溫度的變化。
五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)
教學(xué)目標(biāo)
1. 通過初步測定醋酸的電離平衡常數(shù)分析平衡常數(shù)隨溫度的變化趨勢引導(dǎo)學(xué)生提出問題，發(fā)展質(zhì)疑精神；
2. 聯(lián)系已有知識(shí)進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)展學(xué)生的證據(jù)推理能力；
3. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究和創(chuàng)新精神的素養(yǎng)；
4. 通過對(duì)于兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析得到結(jié)論，打破了理論和實(shí)踐的壁壘，發(fā)展學(xué)生辯證認(rèn)識(shí)的能力；
5. 通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與圖像的轉(zhuǎn)化發(fā)展學(xué)生數(shù)形結(jié)合的思想。
評(píng)價(jià)目標(biāo)
1. 通過定量測定平衡常數(shù)，診斷并發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究水平（定量水平）；
2. 通過分析醋酸電離平衡常數(shù)隨溫度的變化評(píng)價(jià)學(xué)生的分析和發(fā)現(xiàn)問題的能力（宏觀現(xiàn)象、微觀認(rèn)識(shí)）；
3. 通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案診斷學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型的理解程度（視角水平、內(nèi)涵水平）；
4. 通過嘗試解釋醋酸平衡常數(shù)隨溫度的變化和后續(xù)對(duì)于濃度影響實(shí)際平衡常數(shù)的解釋評(píng)價(jià)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行遷移的能力。
六、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
用pH計(jì)測定不同溫度不同濃度的醋酸溶液的pH值，并繪制對(duì)應(yīng)的pH-T、a—T曲線。
七、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程
【提出問題】
課堂上我們總結(jié)規(guī)律“一般情況下，越熱越電離，越稀越電離。”即弱電解質(zhì)的電離平衡隨溫度的升高正向移動(dòng)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢？
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shù)——pH計(jì)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(shù)據(jù)填入表格1。
電腦上的表格即時(shí)生成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)和圖像（見圖1），直觀化數(shù)據(jù)。
表格 1
圖1
發(fā)現(xiàn)：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(shù)下降；（2）在某一溫度區(qū)間呈平坦，基本不隨溫度變化；（3）隨溫度的上升平衡常數(shù)下降。
【推理猜想】
1.原有結(jié)論依據(jù)：電離是一個(gè)斷鍵吸熱的過程；
2.聯(lián)系已有知識(shí)：
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(gè)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(duì)于總過程的影響越小。
4.尋找依據(jù)：
1） 不同溫度下醋酸分子電離的焓變（見表2）
| 溫度（℃） | 絕對(duì)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(nèi)部的共價(jià)鍵斷裂；認(rèn)為電離均是吸熱過程。 |
| 實(shí)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(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jixiangsibao.com
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