3.2.1水的电离和溶液的pH 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二节 水的电离和溶液的PH 《选择性必修一》第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第1课时 教学目标 教学重难点 环节一 运用弱电解质电离模型分析水的电离 想一想 引入：在水溶液中，酸、碱、盐会部分或全部电离成离子，以离子形式存在，那么，当中的溶剂H2O是以离子还是分子形式存在的呢？ 环节一 运用弱电解质电离模型分析水的电离 想一想 思考与讨论： 1、水可以电离出哪些离子？写出水的电离方程式。 2、向水中加入酸，水的电离平衡向哪个方向移动？水电离出的c(H+)和c(OH-)及溶液中的c(H+)如何改变？为什么？ 3、向水中加入碱，水的电离平衡向哪个方向移动？水电离出的c(H+)和c(OH-)及溶液中的c(OH-)如何改变？为什么？ 可以电离出H+、OH-，电离方程式：H2O H++OH- 平衡向逆方向移动，水电离的c(H+)和c(OH-)均减小，溶液的c(H+)增大 平衡向逆方向移动，水电离的c(H+)和c(OH-)均减小，溶液的c(OH-)增大 环节一 运用弱电解质电离模型分析水的电离 记一记 小结： 一、水的电离 1、水的电离： H2O H++OH- 2、加酸或加碱都会使水的电离平衡向逆方向移动。 环节一 运用弱电解质电离模型分析水的电离 想一想 思考与讨论： 1、一定温度下纯水中c(H+)×c(OH-)是定值吗？为什么？ 2、向水中加入酸或碱后，水电离出的c(H+)和c(OH-)的乘积如何变化？为什么？溶液中的c(H+)与c(OH-)的乘积又如何改变？为什么？ 加入酸或碱后，水电离的c(H+)和c(OH-)均减小，两者乘积变小；加酸后溶液的c(H+)增大，而加碱后溶液的c(OH-)增大，溶液中的c(H+)与c(OH-)的乘积不变。 一定温度下纯水中c(H+)×c(OH-)是定值。 环节一 运用弱电解质电离模型分析水的电离 记一记 小结： 4、表达式：Kw=c(H+)×c(OH-) 注意，c(H+)和c(OH-)都是指体系中的H+、、OH-的总浓度，且只受温度影响，适用于纯水及稀的电解质溶液。 3、水的离子积常数：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，简称水的离子积，符号Kw。 环节一 运用弱电解质电离模型分析水的电离 想一想 阅读P63页表3-1，思考与讨论下列问题 1、温度的变化对Kw产生什么影响？ 2、依据表中的数据分析水的电离是吸热还是放热？说出理由。 3、计算在25℃和100℃时纯水中的c(H+)、c(OH-)分别是多少？ 随着温度升高，Kw增大 水的电离是吸热的过程，因为温度升高，平衡向电离方向移动。 25℃时纯水中：c(H+)=c(OH-)=1×10-7 100℃时纯水中：c(H+)=c(OH-)=7.38×10-7 环节一 运用弱电解质电离模型分析水的电离 记一记 小结： 5、水的离子积随着温度升高而增大，在常温下，可以认为 Kw=1×10-14，即Kw=c(H+)×c(OH-)=1×10-14。适用于纯 水及稀的电解质水溶液。 6、影响水的电离平衡的因素： 水的电离平衡 H2O H++OH— △H>0 条件变化 移动方向 c(H+) c(OH—) Kw 升高温度 加酸 加碱 加活泼金属 向正方向移动 向正逆向移动 向正逆向移动 向正方向移动 增大 增大 增大 增大 减小 不变 减小 增大 不变 减小 增大 不变 环节二 利用认知冲突，重新建构溶液酸碱性与PH的关系 想一想 我们知道纯水的PH=7，是中性，也习惯了用PH与7比较大小的方法判断溶液的酸碱性，请你依据表3-1数据会别计算25℃和100℃时纯水的PH。 二、溶液的酸碱性与PH 1、PH的计算：PH=-lgC(H+) 25℃时纯水中：c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L 100℃时纯水中：c(H+)=c(OH-)=7.38×10-7mol/L 25℃时PH=-lg1×10-7=7 100℃时PH=-lg7.38×10-7=-(lg7.38+lg10-7)=-0.868+7≈6.132 2、不同温度下，纯水的PH不同，但均为中性。 环节二 利用认知冲突，重新建构溶液酸碱性与PH的关系 想一想 思考与讨论 P64，根据常温时水的电离平衡，运用平衡移动原理分析下列问题： (1)、酸性溶液中是否存在OH-？碱性溶液中是否存在H+？试解释原因。 酸性溶液中存在OH-，碱性溶液中也存在H+，因为水溶液中存在水的电离平衡，加入酸或碱只是抑制水的电离，但并不能消除。 环节二 利用认知冲突，重新建构溶液酸碱性与PH的关系 想一想 思考与讨论 P64，根据常温时水的电离平衡，运用平衡移动原理分析下列问题： (2)、比较下列情况中，c(H+)和c(OH-)的值或变化趋势 体系 纯水 纯水+少量盐酸 纯水+少量NaOH 溶液酸碱性 c(H+) c(OH-) c(H+)和c(OH-)的大小比较 1×10-7mol/L c(H+)=c(OH-) 1×10-7mol/L 增大 减小 c(H+)>c(OH-) 减小 增大 c(H+)<c(OH-) 中性 酸性 碱性 环节二 利用认知冲突，重新建构溶液酸碱性与PH的关系 记一记 小结： 3、溶液酸碱性可用c(H+)和c(OH-)的相对大小表示： 酸性溶液：c(H+)>c(OH-),常温下c(H+)>1×10-7mol/L 中性溶液：c(H+)=c(OH-),常温下c(H+)=1×10-7mol/L 碱性溶液：c(H+)<c(OH-),常温下c(H+)<1×10-7mol/L 环节二 利用认知冲突，重新建构溶液酸碱性与PH的关系 想一想 1、初中化学用PH表示溶液酸碱性，那么PH与c(H+)又有什么关系呢？ 思考与讨论： 2、是否可以比较PH与7的大小来判断溶液的酸碱性？请解释原因。 酸性溶液：c(H+)>c(OH-),常温下c(H+)>1×10-7mol/L，PH<7 中性溶液：c(H+)=c(OH-),常温下c(H+)=1×10-7mol/L，PH=7 碱性溶液：c(H+)<c(OH-),常温下c(H+)<1×10-7mol/L，PH>7 不可以，温度不同Kw不相同，中性溶液中c(H+)=c(OH-)≠1×10-7mol/L，例如：某温度下Kw=1×10-12，中性溶液中c(H+)=c(OH-)=1×10-6mol/L， 此时PH=6的溶液是中性，PH=7的溶液是碱性。 环节二 利用认知冲突，重新建构溶液酸碱性与PH的关系 想一想 1、常温下0.1mol/L的盐酸溶液中，c(H+)和c(OH-)分别是多少？水电离的c(H+)和c(OH-)分别是多少？ 思考与讨论： 2、常温下0.1mol/L的NaOH溶液中，c(H+)和c(OH-)分别是多少？水电离的c(H+)和c(OH-)分别是多少？ HCl=H++Cl-,H2O H++OH-。溶液的c(H+)≈c酸(H+)=0.1mol/L， 溶液的c(OH-)=Kw÷c(H+)=1×10-13mol/L=c水(OH-)， 并且始终有c水(H+)=c水(OH-)=1×10-13mol/L。 NaOH=Na++OH-,H2O H++OH-。溶液的c(OH-)≈c碱(OH-)=0.1mol/L， 溶液的c(H+)=Kw÷(OH-)=1×10-13mol/L=c水(H+)， 并且始终有c水(H+)=c水(OH-)=1×10-13mol/L。 环节二 利用认知冲突，重新建构溶液酸碱性与PH的关系 记一记 小结： 4、酸、碱溶液中水电离的c(H+)和c(OH-)的计算： 不管哪种溶液都有：c水(H+)=c水(OH-) 酸性溶液：c(H+)=c酸(H+),c(OH-)=c水(OH-)=Kw÷c酸(H+) 碱性溶液：c(OH-)=c碱(OH-),c(H+)=c水(H+)=Kw÷c碱(OH-) 环节二 利用认知冲突，重新建构溶液酸碱性与PH的关系 想一想 1、阅读P65页资料卡片，归纳PH的测量方法。 思考与交流： 2、阅读P66页，归纳测试和调控PH，对工农业生产、科学研究，以及日常生活和医疗保健的重要意义。 PH试纸、PH计 课堂小结 记一记 课堂练习 练一练 1.100 ℃时,水的离子积为5.45×10-13,该温度下若某溶液中的H+浓度为1×10-7 mol·L-1,则该溶液(　　)。 A.呈碱性 B.呈酸性 C.呈中性 D.c(OH-)=10c(H+) A 课堂练习 练一练 2.已知常温下0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液中,c(H+)=4.32×10-4 mol·L-1,则该CH3COOH溶液中水的离子积常数(　　)。 A.小于1×10-14 B.大于1×10-14 C.等于1×10-14 D.无法确定 C 课堂练习 练一练 3.水的电离方程式为H2O H++OH-,在不同温度下其离子积为KW(25 ℃)=1.0×10-14,KW(35 ℃)=2.1×10-14,则下列叙述正确的是(　　)。 A.c(H+)随温度的升高而降低 B.35 ℃时,c(H+)>c(OH-) C.水的pH:pH(35 ℃)>pH(25 ℃) D.35 ℃时已电离的水的浓度约为1.45×10-7mol·L-1 D 课堂练习 练一练 4.常温下,在0.01 mol·L-1硫酸中,水电离出的H+的浓度是(　　)。 A.5×10-13 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1 C.1×10-7 mol·L-1 D.1×10-12 mol·L-1 A 课堂练习 练一练 5.能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的操作是(　　)。 A.向水中投入一小块金属钠 B.将水加热煮沸 C.向水中通入CO2气体 D.向水中加食盐晶体 C 课堂练习 练一练 6.在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如下图所示: (1)A点水的离子积为1×10-14,B点水的离子积为　　　　　　,造成水的离子积变化的原因是　 。 (2)25℃时,H2R在水溶液中的电离方程式 为H2R H++HR-,HR- H++R2-。0.1 mol·L-1 H2R溶液的pH　 1(填“>”“<”或“=”)。 (3)100 ℃时,0.01 mol·L-1 NaOH 溶液的pH=　　　　　　。其中水电离的 c(OH-)= 1×10-12 水的电离吸热,升高温度,水的电离程度增大,水的离子积增大 < 10 1×10-10mol/L 再见 $$