1、3)碳在生物体内的存在形式:)碳在生物体内的存在形式: (4 4)碳进入生物体的途径:)碳进入生物体的途径: (5 5)碳在生物体之间传递途径:)碳在生物体之间传递途径: (6 6)碳进入大气的途径:)碳进入大气的途径: COCO 2 2 ; COCO 2 2 和碳酸盐;和碳酸盐; 含碳有机物;含碳有机物; 光合作用和化能合成作用;光合作用和化能合成作用; 食物链;食物链; 生物的呼吸作用生物的呼吸作用 分解者有分解作用分解者有分解作用 化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧 碳循环碳循环 能量流动物质循环 形式 特点 范围 联系 主要以有机物形式以无机物的形式流动 能量流动和物质循环二者相互伴随,相辅
2、相承, 物质为能量流动提供载体;能量为物质循环提供动力。 单向流动,逐级递减 反复出现,循环流动 生态系统的各营养级 全球生物圈 能量流动和物质循环的相互关系能量流动和物质循环的相互关系 练习题练习题 1 1、在生态系统碳循环过程中把在生态系统碳循环过程中把CO2CO2释放到大气中有释放到大气中有 多种形式,其中起主导作用的是(多种形式,其中起主导作用的是( ) A A植物和动物的呼吸作用植物和动物的呼吸作用 B B化石燃料的燃烧作用化石燃料的燃烧作用 C C分解者对有机物的分解作用分解者对有机物的分解作用 D D化工厂对碳酸盐的分解作用化工厂对碳酸盐的分解作用 【答案答案】A A 2 2、下
3、图是某生态系统物质循环简图、下图是某生态系统物质循环简图, ,下列叙述正确的是下列叙述正确的是 A A若若M M为空气中的为空气中的SO2SO2,造成酸雨的主要原因是,造成酸雨的主要原因是和和过程加过程加 剧剧 B B若若M M为空气中的为空气中的CO2CO2,则,则C C元素在图中元素在图中过程中循环过程中循环 形式是形式是CO2CO2 C C若若M M为空气中的为空气中的N2N2,则,则过程可表示固氮蓝藻的固氮作用过程可表示固氮蓝藻的固氮作用 ;过程一般不存在过程一般不存在 D D若若M M为环境中的为环境中的NH3NH3,则,则过程可表示硝化细菌的化能合成过程可表示硝化细菌的化能合成 作
4、用;作用;过程表示另一些厌氧型细菌作用过程表示另一些厌氧型细菌作用 【答案答案】C C 5.4 生态系统的信息传递生态系统的信息传递 物理信息 化学信息 行为信息 生态系统中信息的种类 以物理过程为传递形式的信息 包括声、光、热、电、力、磁 物理信息物理信息 物理信息的来源可以是无机环境, 也可以是生物。 物理信息物理信息光光 植物的向光性植物的向光性 植物开花的植物开花的光周期光周期 感光物质:感光物质:光敏色素光敏色素 萤火虫发光求偶信号 物理信息物理信息光光 物理信息物理信息声声 鸣叫求偶鸣叫求偶 物理信息物理信息振动振动 蛇的热感受器 红外线感受器 物理信息物理信息热热 物理信息物理信
5、息太阳光太阳光 鸽子喙部有感应磁场器官识途靠地磁导航 物理信息物理信息磁磁 飞鸽传书飞鸽传书 以代谢产物、分泌物等化学物质传递的信息; 包括性外激素性外激素、告警外激素告警外激素等。 化学信息化学信息 桉树的自毒现象桉树的自毒现象 以生物的表现或动作传递的信息以生物的表现或动作传递的信息 包括舞蹈、运动包括舞蹈、运动 丹顶鹤雌雄求 偶时双双起舞 行为信息行为信息 行为信息行为信息 行为信息行为信息 孔雀开屏 炫耀求偶 求偶行为:求偶行为: 雄蝇雄蝇“ “送礼送礼” ” 公鸡 公鸡“ “请客请客” ” 鳄鱼 鳄鱼“ “情杀情杀” ” 以食物或养分传递的信息;以食物或养分传递的信息; 包括食物的数
6、量、体重、肥瘦等。包括食物的数量、体重、肥瘦等。 生态系统中的食物链和食物网就是 生物的营养信息系统。 营养信息营养信息 信息传递在生态系统中的作用 生物个体生命活动的正常进行; 生物种群的繁衍; 种间关系的调节,生态系统稳定性的维持。 信息传递在农业生产中的应用 提高农产品或畜产品的产量; 对有害动物进行控制。 qq控制害虫的方法控制害虫的方法 化学防治化学防治农药农药 机械防治机械防治捕杀捕杀 生物防法生物防法 引进捕食者引进捕食者 引进寄生者引进寄生者 引进竞争者引进竞争者 使用性引诱剂使用性引诱剂 使用性干扰剂使用性干扰剂 生物防治 无污染! 5.5 生态系统的稳定性生态系统的稳定性
7、生态系统具有保持或恢复自身结 构和功能相对稳定的能力,叫生态系 统的稳定性。 原理: 生态系统内部具有一定的自我调节能力, 生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。 一般情况下,生态系统的物种组成越复杂,结 构越稳定,功能越健全,生产能力越高,它的 自我调节能力也越高。 概念:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和 功能保持原状的能力。 特点:抵抗干扰,保持原状 原因:生态系统内部自动调解能力。 概念:生态系统受到外界干扰使自身结构功能破 坏后恢复原状的能力。 来源: 、生态系统结构简单,生物受到的制约小。 、物种变异能力强,能迅速出现适应新环 境 的新类型。 、生物繁殖的速度快,产生后代多,能
8、迅速 恢复原有的数量。 特点:遭到破坏,恢复原状 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较 抵抗力稳定性恢复力稳定性 概念 影响 因素 联系 抵抗干扰,保持原状遭到破坏,恢复原状 生态系统的成分越复 杂,抵抗力稳定性越强 生态系统的成分越简单,恢复 力稳定性越强。与自身调节 能力有关 1. 相反关系 2. 同时存在于同一系统中的 两种截然不同的作用力, 它们相互作用,共同维持 生态系统的稳定。 3. 二者之间与营养结构的关 系,如右图所示: 抵抗力 稳定性 恢复力 稳定性 稳 定 性 生物量、生态系统复杂程度等 Elements 网中某生物 数量变动对其他 生物的影响,应 从高营养级往低 营养级分析
9、确定食物链从低营 养级到高营养级; 生物之间通过食物关系构成食物链, 其中的每一个环节是一个营养级,一条食 物链的营养级能不能无限多? 一条食物链的营养级一般不超过五个 ,为什么呢?这个问题在下节课大家学习 了生态系统的能量流动后,再作回答。 资料:渡渡鸟和卡伐利亚树 在毛里求斯 岛上的卡伐利亚树,属山榄科、卡伐利亚 属,是高大的热带乔木,树高可达30米,树 围4米,多为百年老树,虽然树年年结果, 就是不长幼苗,这个谜经科学家研究才得 以破解,原来与渡渡鸟有关。渡渡鸟身高 1米,体重可达13千克,几乎不会飞,早于 1861年灭绝,渡渡鸟喜吃卡伐利亚树的果 实,其果核经鸟的肌胃的“减薄处理”后
10、,才能发芽,后来,人们仿照渡渡鸟,对果 核进行减薄处理,才培育出卡伐利亚树苗 。 菟 丝 子 猪 笼 草 返回 路定理的应用举例 当电流分布具有某种对称性时,利用 安培环路定理可以很方便的计算电流磁场的 磁感应强度,在这方面,安培环路定理与电 场的高斯定理很相似。 例1 求载流螺绕环内的磁场 解 (1) 对称性分析:环内 线为同心 圆,环外 为零. 二 安培环路定理的应用举例 令 (2)选回路 当 时,螺绕环内可视为均匀场 . 例2 无限长载流圆柱体的 磁场 解 (1)对称性分析 (2) . 的方向与 成右螺旋 例3 无限长载流圆柱面的磁场 解 d a c b 例4 无限大均匀载流(线密度为i
11、)平面的磁场 解:先对场进行对称性分析 例5:无限长直螺线管的磁场 解:我们先利用毕-萨律已知的轴线上: 证明螺线管内为均匀场。为此,作回路 abcda a b cd P 即:螺线管内 为均匀场 a b cd e f g h P Q 表明管外磁感应强度处处为零,磁场集中在管内 。 我们再取回路 efghe 一 带电粒子在电场和磁场中所受的力 电场力 磁场力(洛伦兹力) 运动电荷在电场 和磁场中受的力 + 5.5 带电粒子在电磁场的运动 二 带电粒子在磁场中运动举例 1 回旋半径和回旋频率 2 磁聚焦 (洛伦兹力不做功)洛伦兹力 与 不垂直 螺距 磁聚焦 在均匀磁场中点 A 发射一 束初速度相差
12、不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不同 , 但都较小,这 些粒子沿半径不同的螺旋线运动, 因螺距 近似相等, 相交于屏上同一点, 此现象称 为磁聚焦 . 应用 电子光学 , 电子显微镜等 . 3 电子的反粒子 电子偶 显示正电子存在的云室照片及其摹描图 铅板 正电子 电子 1930年狄拉克 预言自然界存 在正电子, 1932年安德森 通过云室发现 1 质谱仪 70 72 73 74 76 锗的质谱 . . . . . . . . . + + 速度选择器 照相底片 质谱仪的示意图 三 带电粒子在电场和磁场中运动举例 2 回旋加速器 1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室. 此加速器
13、可将质子和氘核加速到1 MeV的能量 ,为此1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖. 频率与半径无关 到半圆盒边缘时 回旋加速器原理图 N S B O N 我国于1994 年建成的第 一台强流质 子加速器 , 可产生数十 种中短寿命 放射性同位 素 . 3 霍耳效应 霍耳 系数 I 霍耳电压 + + + + + + - - - - - I+ + + + - - - P 型半导体 + - 霍耳效应的应用 (2)测量磁场 霍耳电压 (1)判断半导体的类型 + + + - - - N 型半导体 -I + - 四 带电粒子在非均匀磁场中的运动 如图带正电粒子处于磁感应线所在位置, vB ; 此时,粒子受洛仑
14、兹力FB,F=F|+F F提供向心力,F|指向磁场减弱的方向 粒子也将作螺旋运动,但并非等螺距,回旋半径 也会改变 回旋半径因 磁场增强而 减小,同时 ,还受到指 向磁场减弱 方向的作用 力 回旋半径因 磁场减弱而 增大,同时 ,还受到指 向磁场减弱 方向的作用 力 vB 等离子体磁约束 等离子体:部分或完全电离的气体。 特点:由大量自由电子和正离子及中性原子、 分子组成,宏观上近似中性,即所含正负电荷 数处处相等。 带电粒子在磁场中沿螺旋线运动 与B成 反比 n强磁场中,每个带电粒子的活动被约束在一根磁力 线上,此时,带电粒子回旋中心(引导中心)只能沿 磁感应线作纵向运动,不能横越。磁约束
15、n例:受控热核反应托克马克、磁镜 应用举例 磁镜 粒子在强磁场区受到指向弱磁场方向的力,向弱磁 场方向运动“反射”到中央,被约束在两镜之间 受指向弱磁场 方向的力 地磁场天然的磁镜捕集器 范.阿伦辐射带由地磁场所俘获的带电 粒子(绝大部分为质子核电子)组成 5.6 磁场对载流导体的作用 1、安培力的由来: 一 安培力 自由电子定向移动形成电流。 当给其加一横向磁场时,自由电子 会受磁场力,但它不会越出金属导 线,而是将获得的冲量传递给金属 晶格骨架,使骨架受到力。 结论:安培力是电子所受洛伦兹力的宏观表现 S 洛伦兹力 安培力 2、安培力的大小: 有限长载流导线所受的安培力 例 1 如图一通有
16、电流 的闭合回路 放在磁感应强度为 的均匀磁场中,回路 平面与磁感强度 垂直 .回路由 直导线 AB 和半径为 的圆弧导线 BCA 组成 , 电流为顺时针方向, 求磁场作用于闭合 导线的力. AB C o 根据对称性分析 解 AB C o 由于 AB C o 因 故 解 取一段电流元 例 2 求如图不 规则的平面载流导线 在均匀磁场中所受的 力,已知 和 .P L 结论 任意平面载流导线在均匀磁场 中所受的力 , 与其始点和终点相同的载流 直导线所受的磁场力相同. P L 二 磁场作用于载流线圈的磁力矩 如图 均匀磁场中有 一矩形刚性载流线圈 MNOP M N O P I 合力=0,合力矩?
17、线圈有N匝时 M,N O,P M N O P I 线圈的磁矩 磁矩的方向 : I B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I B B I 稳定平衡不稳定平衡 讨 论 (1) 与 同向 (2)方向相反 (3)方向垂直 力矩最大 结论: 均匀磁场中,任意形 状刚性闭合平面通电线圈所受的 力和力矩为 0 pq q = =稳定平衡 非稳定平衡 任意形状刚性闭合平面通电线圈 n将线圈分割成若干个小矩形窄条 均匀磁场中的刚性线圈与均匀电场中的偶极子 例4 如图半径为0.20 m,电流为20 A, 可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场 中 ,磁感应强度的大 小
18、为0.08 T,方向沿 x 轴正向. 问线圈受力情况怎样? 线圈所受的磁力矩又 为多少? I R Q J K P o 解 把线圈分为JQP和PKJ两部分 I R Q J K P o 以 为轴, 所受磁力矩大小 I R Q J K P o 通过例3、例4 可知:在非均匀磁场中 载流线圈所受合力不等于零,合力矩也不 等于零! 合力将把线圈推离(或拉进)强场区 (与电流绕向有关), 合力矩将使线圈偏转。 磁电式电流计原理(略) 直流电动机的原理 (略) LOGO 不完数据的回估 存在量差的回估 主讲人:王璐璐 Company LogoCompany Logo 不完数据的回估 在样本数据有某些不完备情
19、况下 的回归估计问题: u存在测量误差的回归估计 u分组数据的回归估计 u缺失数据的回归估计 Company Logo 存在量差的回估 u模型及基本假定 u工具变量估计 u方程误差模型 u组平均法 u变量误差模型 u加权回归 u总结 Company Logo 模型及基本假定 经典正态线性回归的测量误差问题 u回归方程: u基本假设: (1) (2) (3)对于任何非随机的解释变量来说 是个不为零的有限数 Company Logo 模型及基本假定 u 现在假设观测值x和y含有测量误差(用 代替 ,且测量误差被假定是随机的而且具 有特定的概率) u 假设测量误差具有下列行为特性: (1) (2)
20、Company Logo 模型及基本假定 (3) 以上三式可以表明:测量误差是相互独立的, 是独立于回归方程的扰动的,并且对于非随机 的x,是独立于x和y的真值的。 Company Logo 模型及基本假定 u从数据 和 估计回归方程的系数 u在上面的回归模型中,相关变量和解释变量是 可观测的,解释变量 是同期与扰动 相关的 ,即: Company Logo 模型及基本假定 u意味着 的最小二乘估计式不是一致的, 同理 的最小二乘估计式也如此。 u(1)式称为变量误差和方程误差模型 Company Logo 工具变量估计 u由于当x,y存在测量误差时,回归方程的系 数的最小二乘估计式不是一致的
21、。在此情况 下我们得到一致估计量的方法:工具变量 u工具变量的含义 工具变量是在模型估计过程中被作为工具使用 ,以替代与随机干扰项相关的随机解释变量。 Company Logo 工具变量估计 u工具变量的选取 被选择作为工具变量必须满足以下条件: 1、与所替代的随机解释变量高度相关; 2、与随机干扰项不相关; 3,与模型中其他解释变量不相关,避免出现多重共 线性。 u工具变量的应用 工具变量法是克服解释变量与随机干扰项相关影响 的一种参数估计方法。 Company Logo 工具变量估计 以一元回归模型为例说明如下: 用OLS估计模型,相当于用 去乘模型两边、对i 求和、再略去 项后得到正规方
22、程: 解得: Company Logo 工具变量估计 由于 ,意味着大样本下 : 表明大样本下: 成立,即OLS估计量具有一致性。 然而,如果 与 相关,即使在大样本下,也不 存在 ,则 在大样本下也不成立,OLS估计量不具有一致性 。 Company Logo 工具变量估计 这种求模型参数估计量的方法称为工具变量法, 相应的估计量称为工具变量法估计量。 u如果按照工具变量的选择条件选择z作为x的工具变量, 那么在上述过程中不用x而用z乘以模型的两边,并对i 求和。利用工具变量与随机干扰项不相关的性质,在大 样本下可以略去 与 ,得到如下的正规方程组: Company Logo 工具变量估计
23、u工具变量法估计量是有偏估计量 用工具变量法所求的参数估计量 与总体参数真值 之间的关系 于是 因为z和x都是随机变量,所以在一般情况下 故 上式说明工具变量法估计量一般不具有无偏性。 Company Logo 工具变量估计 u工具变量法估计量是一致估计量 一元回归中,工具变量法估计量为: 两边取概率极限得: Company Logo 工具变量估计 因此 这说明工具变量法估计量具一致性。 如果工具变量Z选取恰当,即有 Company Logo 工具变量估计 u工具变量的渐近方差可由下列公式导出: 由于 是未知的,所以必须进行估计。 的 一致估计式由下式给出: Company Logo 工具变量
24、估计 这样我们就可得到 的渐近方差估计 虽然它们是渐近方差,但是作为近似,已被用于 有限样本中。 当“真”解释变量 是随机且独立于 时,以上 那些估计式都是可以用的。 Company Logo 工具变量估计 u注意: (1)工具变量并没有替代模型中的解释变量,只 是在估计过程中作为“工具”被使用。 上述工具变量法估计过程可等价地分解成下面的两步 OLS回归: 第一步,用OLS法进行X关于工具变量Z的回归: 第二步,以第一步得到的 为解释变量,进行如下OLS回归; 因此,工具变量法仍是Y对X的回归,而不是对Z的回归。 Company Logo 工具变量估计 (2)如果一个随机解释变量可以找到多个
25、相互独立的工 具变量,人们希望充分利用这些工具变量的信息,这就形 成了广义矩方法(GMM)。 在GMM中,如何求解成为它的核心问题。 GMM是近20年计量经济学理论方法发展的重要方向之一 。 工具变量法是GMM的一个特例。 OLS法也可看成是工具变量法的特例。 (3)考虑到随机解释变量与随机干扰项相关的主要来源 是由于同期测量误差引起的,就可以用滞后一期的随机解 释变量作为原解释变量的工具变量,即用Xt-1作为原解释 变量Xt的工具变量。 Company Logo 方程误差模型 方程(1)称为“变量误差和方程误差模型”,若考 虑其测量误差仅仅发生于相关变量y上,即对所有 的i, 由于 和 被假
26、设是正态的和独立的,则我们有, 方程(2)即称为“方程误差模型”。 u方程(2)形式上等于经典正态线性回归方程, 回归系数的最小二乘估计式具有符合要求的性质。 Company Logo 方程误差模型 u注意 (1)、 的方差不仅反映了解释变量的系统影响 外,还影响到相关变量。通常,这个方差不能 为观测者所改变。另一方面,通过改进测量方 法可以使得测量误差的方差减小,进而 的方 差也减小。 (2)、由于对经济变量测量方法的不断改进, 的方差减小,从而 的方差也减小。 Company Logo 方程误差模型 u方程误差模型还有另一种模式,相对应的考虑解释 变量x具有测量误差,而相关变量y无测量误差
27、,即对 所有i, 。于是 ,此时回归方程变为 其中 这里 与 是同时期相关的。事实上, 所以(3)式中的 和 的最小二乘估计式不是一致的, 应用前面的工具变量法可以得到一致的估计式。 Company Logo 组平均法 组平均法要求根据 的大小来排列观测值的数 据 ,使得, 然后将这些数对划分为容量大约相等的3个组。 回归系数的组平均估计式为 Company Logo 组平均法 u注意到组平均法可以看成工具变量法的特殊情况, 如果3个组具有相等的容量,并取工具变量 u与利用工具变量法进行回归估计比较,两种方法估计 的关系式是近似的。 Company Logo 变量误差模型 u这一模型假设相关变
28、量与解释变量之间的关系 式确定的,而我们对x和y的测量是不精确的, 即模型本身应假设为对任何i , 。于是x和 y的关系应为: 其中 可以是随机的或非随机的。 u如果 是随机的,假定它独立于 。 由于我们的观测值不是 和 ,而是 所以必须做代换, 由于 和 明显相关,所以 和 的估计式不一致。 还需要工具变量法得到一致估计量。 Company Logo 加权回归 加权回归:如果可以作出关于误差方差比率的先 验假设,即使得测量x和测量y的误差方差存在一 个比例关系,而采用的方法。 令 ,例如要求测量x和测量y的误差方差相 同,即使得 。 对于给定的 建立 一致估计式,通常称它们为 ”加权回归估计
29、式”。 Company Logo 加权回归 u因为 的最小二乘估计式为 而且 所以可以把 写成 的概率极限是 由(4)式可以看出, 不一致的原因是由于分母中 存在 这一项所致。 Company Logo 加权回归 这就暗示我们 的一致估计式应该是 其中 是 的一致估计式。 这样,问题就可以简化为寻找用 表示 的一致估计式。 再将这个估计式带入(5)式中,我们就可以求 解出 ,从而得到了 的一致估计式。 如果 是已知的,我们就有 按照上述 思路可以求解 的一致估计式.(书p207) Company Logo 加权回归 u注: 的值根据下式所确定 其中 即根据所拟合回归直线的离差平方和来确定的。
30、相应的一致估计式是 可以证明 代表各自参数的极大似然估计,因而 它们是渐近有效的。 Company Logo 加权回归 u若假设解释变量x的测量是没有误差的,最小二乘 估计是基于使观测到的y与回归直线的离差平方和极 小这一思想上的,这个程序称为“y方向上的极小”。 此时 ,将其代入(6)式中得到 。 u另一个极端,若假设测量y时没有误差,则成为“x 方向上的极小”也就是极小化了观测点与回归直线的 水平距离的平方和。此时 ,得到 Company Logo 加权回归 u说明 的大小是怎样决定着极 课时授课计划 一、授课时间: 2009年11月29日,累计授课课时2节 二、章节课题:第五章 电解质溶
31、液 第一节 强电解质和弱电解质 三、教学目的要求: 1、理解强弱电解质的概念 2、学会写强弱电解质的电离方程式 3、了解弱电解质的电离平衡常数及其意义 四、教学重点难点: 重点:1、理解强弱电解质的概念 2、强弱电解质的电离方程式 难点:1、弱电解质的电离平衡及电离平衡常数的表达和意义. 五、教授方法:讲授法 、练习法 六、教学用具: 多媒体 七、教学内容组织: 八、作业布置: 九、课后小结: 第五章引 言1 有些物质的溶液能导电,有些物质的溶液不能导电 。 引 言 电解质和非电解质导电性 电解质: 在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物叫 电解质。 非电解质: 在水溶液中和熔融状态下都不能够
32、导电的化合 物叫非电解质。 思考:为什么电解质溶于水或在熔融状态下能导电? 电解质导电的原因: 是因为在水溶液中或熔融状态下,本身能电离出 自由移动的阴、阳离子而导电。 非电解质不导电的原因: 是因为在水溶液中或熔融状态下,本身不能电离 出自由移动的阴、阳离子,所以不能导电。 v判断 1、熔化状态下,能导电的物质一定是电解质。 如:Fe等金属 2、熔化状态下,不能导电的化合物一定不是电解质 如:液态的HCl等共价化合物 3、溶于水能导电的物质一定是电解质 如:Cl2 4、某化合物溶于水能导电一定是电解质。 如:CO2、SO2、NH3等 哪些物质是电解质呢? 归纳: 一般酸、碱、盐、金属氧化物(
33、金属氮化物、金属 碳化物)为电解质(如:HCl、KOH、MgO、) 大多数有机物为非电解质(如:蔗糖、酒精等) 第五章 电解质溶液 第五章 节目录 第一节 强弱电解质 第二节 水的离子积和溶液的 pH 第三节 离子反应 离子方程式 第四节 盐的水解 第一节 强弱电解质1 1.了解强电解质和弱电解质的概念 2.了解弱电解质的电离平衡 3.了解弱电解质的电离平衡常数的表达式 第一节 强弱电解质 学习目标 第一节 强弱电解质2 一、强电解质与弱电解质 电解质的溶液之所以能够导电,是因为在电解质 溶液里存在着自由移动的离子。 第一节 强弱电解质 电解质在水溶液中或熔融状态下解离成自由离子 的过程称为电
34、离。 氯化钠在溶液中电离成为自由移动的钠离子和氯 离子,因此氯化钠溶液能够导电。 -+ + Cl Na NaCl 第一节 强弱电解质3 那么,在同样的温度和浓度下,是不是所有的电 解质的导电能力都相同呢? 一、强电解质与弱电解质 实验演示5-1 比较0.1 mol/L NaCl溶液、 NaOH溶液、HCl溶液、 CH3COOH溶液(简写为HAc) 和NH3H2O溶液在相同温度下 的导电能力。 氯化 钠氢氧化钠盐酸醋酸氨水 导电能力 现象: NaOH溶液、HCl溶液、NaCl溶液的导电 能力强,而HAc溶液和NH3H2O的导电能力弱。 一、强电解质与弱电解质 实验演示5-1 比较0.1 mol/
35、L NaCl溶液、 NaOH溶液、HCl溶液、 CH3COOH溶液(简写为HAc) 和氨水在相同温度下的导电能力。 原因: 第一节 强弱电解质4 一、强电解质与弱电解质 首先,溶液中自由离子的浓度越大,溶液的导电 能力越强。 为什么NaCl溶液、 NaOH溶液、HCl溶液的导电 能力强,而HAc溶液和氨水的导电能力弱呢? 其次,电解质越容易电离,溶液中自由离子的浓 度越大。 NaCl 、 NaOH、HCl在溶液中是完全电离的,所 以其水溶液的导电能力强; HAc、 NH3H2O在溶液 中是部分电离的,所以其水溶液的导电能力弱。 第一节 强弱电解质5 在水溶液里能够完全电离成离子的电解质称为 强
36、电解质 。 一、强电解质与弱电解质 1.强电解质 + 强电解质 + + + 特点: 强电解质溶 液中只有阴 离子、阳离 子,没有电解 质分子. (分子) 第一节 强弱电解质5 在水溶液里能够完全电离成离子的电解质称为 强电解质 。 一、强电解质与弱电解质 1.强电解质 强电解质的电离是完全而且不可逆的,因此其 电离方程式用 “ ”表示。 第一节 强弱电解质5 一、强电解质与弱电解质 1.强电解质 如何判断电解质是强电解质呢? 强电解质 强酸 强碱 大多数盐 HCl、H2SO4、HNO3等 NaOH、KOH、Ba(OH)2等 NaCl、K2SO4、NH4 NO3等 第一节 强弱电解质6 在水溶液
37、里部分电离成离子的电解质叫弱电解质 。 一、强电解质与弱电解质 2.弱电解质 + + + + (分子) 特点: 弱强电解质 溶液中既有 阴离子、阳 离子, 又有电 解质分子. 第一节 强弱电解质6 在水溶液里部分电离成离子的电解质叫弱电解质 。 简写为: 一、强电解质与弱电解质 2.弱电解质 弱电解质的电离是部分而且可逆的,因此其电离 方程式用“ ”表示。 第一节 强弱电解质7 如何判断电解质是弱电解质呢? 水是极弱的电解质。 一、强电解质与弱电解质 2.弱电解质 弱电解质 弱酸 弱碱 少数盐 HAc、H2CO3等 氨水等 PbAc2等 第一节 强弱电解质9 在水溶液中,弱电解质的分子只有一部
38、分可以电 离成为离子;同时,电离生成的离子又可以结合成为 分子。电离和结合的过程是可逆的。 电离 结合 二、弱电解质的电离平衡 第一节 强弱电解质 第一节 强弱电解质9 电离 结合 HAc越大, HAc电离成离子的速率越大。电离 刚开始时, HAc最大,因此电离速率也最大。随着电 离的进行,HAc减小,电离速率也减小。 H+和Ac越大, H+和Ac结合成分子的速率越 大。电离刚开始时,H+和Ac最小,因此结合的速 率也最小;随着电离的进行,H+和Ac逐渐增大, 结合的速率也增大。 二、弱电解质的电离平衡 第一节 强弱电解质 第一节 强弱电解质10 弱电解质的电离和可逆反应一样,最终达到电离 和结合的动态平衡。电离平衡时,溶液中分子与离子 共存。 电离 结合 在一定条件下,弱电解质分子电离成为离子的速 率与离子重新结合成为分子的速率相等时的状态,称 为弱电解质的电离平衡。 二、弱电解质的电离平衡 在电离的速率逐渐减小而结合的速率逐渐增大时 ,两者必然会达到速率相等的平衡状态。 第一节 强弱电解质11 电离平衡是一种化学平衡,也具备化学平衡的特征: 因此,醋酸在达到电离平衡后,存在下列平衡常数表达 式: 25 电离平