3.2.1 水的电离　溶液的酸碱性与pH（课件PPT)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

水溶液中的离子反应与平衡 第三章 第二节　水的电离和溶液的pH　 第1课时　水的电离　溶液的酸碱性与pH 课件使用说明 本课件使用Office2016制作，请使用相应软件打开并使用。 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑。 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验。 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题。 课前·教材预案 课堂·深度拓展 课末·随堂演练 课时作业（十一） 目标导航 [知识导图] [课程标准] 1.能从微观角度通过 c （H＋）与 c （OH－）的相对大小判断溶液的酸碱性，同时从宏观角度通过pH计、pH试纸等测定溶液的酸 碱性。 2.认识水的电离，了解水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课前·教材预案 知识点1　水的电离 1. 水的电离 （1）水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。 （2）电离方程式：① ，可简写为 ② ⁠。 2H2O H3O＋＋OH－　 H2O H＋＋OH－　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 水的离子积常数 （1）当水的电离达到平衡时，电离产物H＋和OH－浓度之积是 一个常数，记作③ ，叫作④ ⁠， 简称⑤ 。 Kw＝⑥ ⁠。 （2）常温下， Kw＝⑦ 。随着温度的升高，水 的离子积⑧ ⁠。 Kw　 水的离子积常数　 水的离子积　 c （H＋）· c （OH－）　 1.0×10－14　 增大　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 1. 溶液的酸碱性 溶液中H＋和OH－的存在及其量的关系（常温下） 知识点2　溶液的酸碱性与pH c （H＋）与 c （OH－）的关系 c （H＋）的范围 （mol/L） 中性溶液 c （H＋）⑨ ⁠ c （OH－） c （H＋）⑩ 1.0×10－7 ＝　 ＝　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 c （H＋）与 c （OH－）的关系 c （H＋）的范围 （mol/L） 酸性溶液 c （H＋）⑪ ⁠ c （OH－） c （H＋）⑫ 1.0×10－7 碱性溶液 c （H＋）⑬ ⁠ c （OH－） c （H＋）⑭ 1.0×10－7 ＞　 ＞　 ＜　 ＜　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 溶液的酸碱性与pH （1）pH 对于 c （OH－）和 c （H＋）都较小的稀溶液（＜1 mol/L）， 用pH表示其酸碱度更方便。pH是 c （H＋）的负对数，即pH＝ ⑮ 。例如： c （H＋）＝1×10－7mol/L的中性溶液，pH＝⑯ ⁠ ⁠。 c （H＋）＝1×10－5mol/L的酸性溶液，pH＝⑰ ⁠ ⁠。 c （H＋）＝1×10－9mol/L的碱性溶液，pH＝⑱ ⁠⁠。 －lg c （H＋）　 －lg 10－7＝7 －lg 10－5＝5 －lg 10－9＝9 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）溶液的酸碱性与pH的关系 常温下，中性溶液的pH＝7，酸性溶液的pH＜7，碱性溶液 的pH＞7。pH越大，溶液的碱性越强；pH越小，溶液的酸 性越强。 （3）溶液酸碱性的测定方法 可以用⑲ 测量，也可以用⑳ 测量。 pH试纸　 pH计　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）升高温度，水的电离平衡右移，溶液中的 c （H＋）和 c （OH－）均增大，但 Kw不变。 （　×　） （2）25 ℃时，水的离子积 Kw＝1×10－14，35 ℃时，水的离子 积 Kw＝2.1×10－14，则35 ℃时水中的 c （H＋）＞ c （OH－）。 （　×　） × × 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （3）某温度下，纯水中 c （H＋）＝2.0×10－7mol·L－1，则此 时 c （OH－）＝ mol·L－1＝5×10－8 mol·L－1。 （　×　） （4）25 ℃时，0.1 mol·L－1的盐酸中，由水电离出的 c （H＋）＝1.0×10－13mol·L－1。 （　√　） （5）H＋浓度为1.0×10－7mol·L－1的溶液一定显酸性。 （　×　） （6）利用湿润的pH试纸测溶液的pH，所测数值一定偏大。 （　×　） × √ × × 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 　 名师提醒 （1）水的电离吸热，升高温度，水的电离平衡向右移动，但 c （H＋）、 c （OH－）仍然相等，为中性。 （2）溶液酸碱性的本质是H＋与OH－浓度的相对大小。pH为7 和H＋浓度为1×10－7mol/L的溶液呈中性，这一结论只在常温 下适用。 （3）用湿润的pH试纸测溶液的酸碱性，相当于对原溶液稀 释，会影响酸性和碱性溶液的测量值，但不会影响中性溶液的 测量值。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课堂·深度拓展 探究点1　水的电离影响因素及计算 1. 某温度下，NaCl稀溶液中， c （H＋）＝2.0×10－7mol/L， 该温度下，水的离子积是多少？ 答案　NaCl溶液呈中性， c （H＋）＝ c （OH－），则 Kw＝ c （H＋）· c （OH－）＝2.0×10－7×2.0×10－7＝4.0×10－14 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 已知水中存在电离平衡H2O H＋＋OH－，通入HCl气体， 平衡向哪个方向移动？加入少量NaOH固体呢？ 答案　均向左移动。 c （H＋）、 c （OH－）增大时，平衡均向左移动。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 1. 影响水的电离平衡的因素 水的电离：H2O H＋＋OH－　Δ H ＞0 条件 变化 移动 方向 c （H＋） c （OH－） Kw 电离程度 影响 升高 温度 右移 增大 增大 增大 增大 促进 加酸 左移 增大 减小 不变 减小 抑制 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 水的电离：H2O H＋＋OH－　Δ H ＞0 加碱 左移 减小 增大 不变 减小 抑制 加活泼 金属 （如Na） 右移 减小 增大 不变 增大 促进 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 水电离出的 c （H＋）或 c （OH－）的计算 Kw表达式中， c （H＋）、 c （OH－）均表示整个溶液中的总物质的量浓度，但是一般情况下有： （1）酸溶液中 Kw＝ c酸（H＋）· c水（OH－）（忽略水电离出的 H＋的浓度）。 （2）碱溶液中 Kw＝ c水（H＋）· c碱（OH－）（忽略水电离出的 OH－的浓度）。 （3）外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但由水电离出的 c （H＋）、 c （OH－）一定相等。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【例题1】已知水在 t1 ℃和 t2 ℃时，电离平衡曲线如图所示 （ t1＜ t2），回答下列问题： （1） t1 ℃时水的电离平衡曲线应为 　　　　（填“A”或 “B”），请说明理由 。 ⁠ 答案　（1）A　水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小， c （H＋）、 c （OH－）小 解析　（1）水的电离是吸热过程，当温度升 高时，促进水的电离，水的离子积增大，水中 c （H＋）、 c （OH－）都增大，已知t1＜ t2，结合图像可以判断 t1 ℃时水的电离平衡曲线应为A。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）将A点变为B点，采取的措施是 　　　　　　　　　。 答案　（2）升高温度至 t2 ℃ 解析　（2）A点 Kw＝10－14，B点 Kw＝10－12，故由A点变为B点 需进行升温。 （3）C点 c （H＋）＝ 　　　　　，D点稀盐酸溶液中由水电离 出的H＋浓度 c水（H＋）＝ 　　　　。 思维导引：水的电离是吸热的，温度升高促进 水的电离。任何溶液中由水电离的H＋与OH－ 浓度都相等。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 答案　（3）10－8 mol·L－1　10－8 mol·L－1 解析（3） c （H＋）＝ ＝ mol·L－1＝10－8 mol·L－1。 D点稀盐酸溶液中 c （H＋）＝1×10－6mol·L－1，溶液中由水电离出 的H＋与OH－浓度相同： c （OH－）＝ ＝ mol·L－1 ＝10－8 mol·L－1。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【变式1】25 ℃时，下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比是（　　） ①1 mol·L－1的盐酸　 ②0.1 mol·L－1的盐酸 ③0.01 mol·L－1的NaOH溶液 ④1 mol·L－1的NaOH溶液 A. 1∶10∶100∶1 B. 1∶10－1∶10－12∶10－14 C. 14∶13∶12∶14 D. 14∶13∶2∶1 答案　A　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　25 ℃时， Kw＝1×10－14。酸溶液中由水电离出的 c （H＋） 等于该溶液中由水电离出的 c （OH－）。① c （H＋）＝1 mol·L－1， 由水电离出的 c （H＋）与溶液中 c （OH－）相等，等于10－14 mol·L－1；② c （H＋）＝0.1 mol·L－1，则由水电离出的 c （H＋） ＝10－13mol·L－1。碱溶液中由水电离出的 c （H ＋）等于该溶液 中的 c （H＋）；③ c （OH－）＝0.01 mol·L－ 1，由水电离出的 c （H＋）＝10－12 mol·L－1；④由水电离出的 c （H＋）＝10－14 mol·L－1。即四种溶液中由水电离出的 c （H ＋）之比为10－14∶ 10－13∶10－12∶10－14＝1∶10∶100∶1。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 探究点2　溶液的酸碱性与pH的计算 3. c （H＋）＞1×10－7mol/L的溶液一定呈酸性吗？ 答案　不一定。温度不确定，根据 c （H＋）＞1×10－7 mol/L不能判断溶液的酸碱性。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 4.25 ℃ 时，pH＝2的盐酸与pH＝5的盐酸等体积混合的pH是 多少？ 答案　c （H＋）＝ mol/L≈ mol/L，则pH＝－lg c （H＋）＝－lg ≈2.3。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 1. 溶液酸碱性的判断依据 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 溶液pH计算的一般思维模型 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 3. 酸碱溶液稀释时pH的变化（25 ℃） 酸（pH＝ a ） 碱（pH＝ b ） 弱酸 强酸 弱碱 强碱 稀释 10 n 倍 a ＜pH＜ a ＋ n pH＝ a ＋ n b ＞pH＞ b － n pH＝ b － n 无限 稀释 pH趋向于7 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【例题2】计算25 ℃时下列溶液的pH： （1）1 mL pH＝2的H2SO4加水稀释至100 mL，pH＝ 　　　　。 答案　（1）4　 解析　（1）强酸稀释100倍，pH变化2个单位，即稀释后溶液的 pH＝4。 （2）0.001 mol/L的盐酸，pH＝ 　　　　。 答案　（2）3　 解析　（2） c （H＋）＝10－3mol/L，pH＝3。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （3）0.01 mol/L的NaOH溶液，pH＝ 　　　　。 （4）0.015 mol/L的硫酸与0.01 mol/L的NaOH等体积混合，混合溶液的pH＝ 　　　　。 思维导引：首先辨析清楚溶液的类型和对应的计算方法，再代入数值进行相关计算。 答案　（3）12　 解析　（3） c （OH－）＝0.01 mol/L， c （H＋）＝ mol/L ＝10－12 mol/L，pH＝－lg 10－12＝12。 答案　（4）2 解析　（4）酸碱发生中和反应时，酸过量，则 c （H＋）＝ ＝0.01 mol/L，pH＝－lg 0.01＝2。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【变式2】按要求计算下列溶液的pH（常温下，忽略溶液混合 时体积的变化）： （1）0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液（已知CH3COOH的电离 常数 Ka＝1.8×10－5）。 答案　（1）2.9　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　　　（1）　CH3COOH　 　　CH3COO－＋　H＋ c （初始）mol/L 　　0.1 　　　　　0 　　　　0 c （电离）mol/L 　 c （H＋） 　 c （H＋） c （H＋） c （平衡）mol/L 0.1－ c （H＋） c （H＋） c （H＋） 则 Ka＝ ＝1.8×10－5，解得 c （H＋）≈1.3×10－3 mol·L－1，所以pH＝－lg c （H＋）＝－lg （1.3×10－3）≈2.9。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）0.1 mol·L－1的NH3·H2O（NH3·H2O的电离度α＝1％，电 离度＝ ×100％）。 答案　（2）11　 解析　（2）　　 　　　　NH3·H2O 　　OH－　＋　N c （初始）mol·L－1 　　　　0.1 　　　0 　　　　0 c （电离）mol·L－1 　　　0.1×1％ 0.1×1％ 　0.1×1％ 则 c （OH－）＝0.1×1％ mol·L－1＝10－3mol·L－1， c （H＋）＝10－11 mol·L－1，所以pH＝11。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （3）25 ℃时，pH＝3的硝酸和pH＝12的氢氧化钡溶液按照体 积比9∶1混合。 答案　（3）10 解析　（3）pH＝3的硝酸溶液中 c （H＋）＝10－3 mol·L－1，pH＝12的Ba（OH）2溶液中 c （OH－）＝ mol·L－1＝10－2 mol·L－1，二者以体积比9∶1混合，Ba（OH）2过量，溶液呈碱性，混合溶液中 c （OH－）＝ ＝1× 10－4 mol·L－1，则混合后 c （H＋）＝ ＝ mol·L－1＝1×10－10 mol·L－1，故pH＝－lg 10－10＝10。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课末·随堂演练 1. （水的电离）下列说法正确的是（　　） A. 纯水不能电离 B. 在任何条件下，水的离子积都是1.0×10－14 C. 水的电离程度很小，其主要存在形态是水分子 D. 溶液的酸性越强，水的电离程度越大 答案　C　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　水是极弱的电解质，存在电离平衡H2O H＋＋OH－， A项错误；温度升高，水的离子积增大，B项错误；水是极弱 的电解质，存在电离平衡H2O H＋＋OH－，常温下，水的离 子积 Kw＝10－14，可知水的电离程度很小，其主要存在形态是 水分子，C项正确；酸性越强， c （H＋）越大，水的电离平衡 向左移动，D项错误。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. （溶液的酸碱性）25 ℃时，下列溶液中酸性最强的是（　　） A. pH＝1的溶液 B. 1 L含有60 g NaCl的溶液 C. c （H＋）＝0.01 mol·L－1的溶液 D. N （H＋）∶ N （H2O）＝1∶100的溶液 答案　D　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　pH＝1的溶液中 c （H＋）＝0.1 mol·L－1；1 L含有60 g NaCl的溶液，溶液呈中性， c （H＋）＝1×10－7 mol·L－1； N （H＋）∶ N （H2O）＝1∶100的溶液，则 n （H＋）∶ n（H2O） ＝ N （H＋）∶ N （H2O）＝1∶100，则 c （H＋）＝ ≈0.56 mol·L－1，比较各项 c （H＋）可 得，酸性最强的是 N （H＋）∶ N （H2O）＝1∶100 的溶液， 故选D项。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 3. （水的电离）25 ℃时，在等体积的下列溶液中，①5 mol/L 的NaOH溶液；②1 mol/L的Na2SO4溶液；③pH＝1的HCl溶液，由水电离出的H＋物质的量由大到小的顺序为（　　） A. ②①③ B. ①②③ C. ②③① D. ③①② 答案　C　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　①5 mol/L的NaOH溶液 c （OH－）＝5 mol/L，由水电 离出的氢离子浓度为 c （H＋）＝ ＝ ＝2×10－15 mol/L；②1 mol/L的Na2SO4溶液 c水（H＋）＝ c （H＋）＝ c（OH－）＝10－7 mol/L；③pH＝1的HCl溶液 c （H＋）＝0.1 mol/L水电离出的氢离子浓度为 c水（H＋）＝ c水（OH－）＝ ＝ ＝10－13 mol/L；综上所述，氢离子浓度由大 到小顺序为②③①，故选C项。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 4. （与pH有关的计算）25 ℃时pH＝2和pH＝4的两种稀硫酸，等体积混合后，下列结论正确的是（　　） A. c （H＋）＝1.0×10－3 mol·L－1 B. c （OH－）＝2.0×10－12 mol·L－1 C. pH＝2.3 D. pH＝3 答案　C　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　pH＝2和pH＝4的两种稀硫酸，且设两者体积为V L， 等体积混合后， c （H＋）＝ mol/L＝0.00505 mol/L ＝5.05×10－3mol/L。根据分析， c （H＋）＝0.00505 mol/L＝ 5.05×10－3 mol/L，A项错误； c （OH－）＝ mol/L＝ 1.98×10－12 mol/L，B项错误；pH＝－lg（5.05×10－3）≈2.3， C项正确，D项错误。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 5. （综合应用）如表是不同温度下水的离子积数据： 温度/ ℃ 25 t1 t2 水的离子积 1×10－14 a 1×10－12 试回答下列问题： （1）若25＜ t1＜ t2，则 a  　　　（填“＞”“＜”或“＝”） 1×10－14，做出此判断的理由是 　　　　　　　　　　　　　。 答案　（1）＞　温度升高，水的电离程度增大，离子积增大　 解析　（1）水是弱电解质，存在电离平衡，电离时吸热。所 以温度升高，水的电离程度增大，离子积增大。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）在 t1时，测得纯水中的 c （H＋）＝2.4×10－7mol·L－1， 则 c （OH－）为 　　　　　　。该温度下，测得某H2SO4溶液 中 c （S ）＝5×10－6mol·L－1，该溶液中 c （OH－）＝  　　　　　　　　mol·L－1。 答案　（2）2.4×10－7mol·L－1　　　　5.76×10－9 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　（2）水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等，则 该温度下纯水中的c （H＋）＝ c （OH－）＝2.4×10－7mol·L－1， Kw＝ c （H＋）· c （OH－）＝2.4×10－7×2.4×10－7＝5.76×10－14， 该温度下，某H2SO4溶液中 ）＝5×10－6mol·L－1，则溶液 中 c （H＋）＝2 c （S ）＝1×10－5mol·L－1， c （OH－）＝ mol·L－1＝5.76×10－9mol·L－1。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课时作业（十一） 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 $$