3.2.1 水的电离 溶液的pH 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第二节 水的电离和溶液的pH 课时1 水的电离 溶液的pH 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 课堂导入 H3O+ Cl− CH3COOH CH3COO− 经过强弱电解质的学习，我们知道在水溶液中，作为溶质的电解质全部或部分以离子形式存在，作为溶剂的水会以什么形式存在呢？ 课堂学习 水作为弱电解质，理论会发生微弱电离，如何设计实验证明？ 水的电离 精确的导电性实验表明纯水是可以导电的，说明了水可以发生微弱电离。 利用pH试纸测量，可得纯水的pH为7，你能据此写出水的电离方程式，计算电离度吗？ 课堂学习 水的电离 (1) 1 L 水的物质的量：n(H2O)＝1000 g ÷18 g‧mol-1 n(H2O)＝55.56 mol (2)水中H+和OH-浓度：pH＝7 c(H+)＝c(OH-)＝1×10-7 mol/L (3)水发生电离的比例：1 L H2O中，只有1×10-7 mol电离，极其微弱。 电离方程式：H2O ⇌ H3O+ + OH- 简写为：H2O ⇌ H+ + OH- 水的电离存在平衡常数吗，应该如何表示？ 课堂学习 根据平衡常数表达式： c(H+)·c(OH-) K = —————— c(H2O) 水的电离 c(H2O) = 55.56 mol/L，为常数 K·c(H2O) = c(H+)·c(OH-) = Kw 当水的电离达到电离平衡时，电离产物H+和OH-的浓度之积是一个常数，叫做水的离子积常数，简称水的离子积，符号为Kw。 注意事项： Kw 为常数，无单位； 水的离子积常数中H+和OH-不一定是水电离出来的。 c(H+)和c(OH-)均指溶液中H+或OH-的总浓度，如盐酸中的H+包括HCl和H2O电离产生的H+，即c(H+) = c酸(H+) + c水(H+)，而OH-全部来自水的电离。 换言之，酸和碱均会抑制水的电离。 25℃时，Kw = 1×10-14 课堂学习 水的电离 Kw表达式中c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中总物质的量浓度，但是一般情况下有： 酸溶液中忽略水电离出的H+的浓度——Kw = c酸(H+)·c水(OH-) 碱溶液中忽略水电离出的OH-的浓度——Kw = c水(H+)·c碱(OH-) 在25℃ 0.01mol/L盐酸溶液中： c(H+) = c(OH-) = c(H+)水 = c(OH-)水 = 在25℃ 0.01mol/L NaOH溶液中： c(H+) = c(OH-) = c(H+)水 = c(OH-)水 = 0.01mol/L 10-12mol/L 10-12mol/L 10-12mol/L 10-12mol/L 0.01mol/L 10-12mol/L 10-12mol/L 注意事项： 外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但水电离出的c(H+)与c(OH-)一定相等； 25℃时，水电离出的c(H+) = 1×10-13 mol·L-1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。 课堂学习 水的电离属于吸热过程，观察下表，温度改变，水的离子积会怎么变化？ 水的电离 不同温度下水的离子积常数 t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100 Kw/10-14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5 结论：随着温度的升高，水的离子积增大，但常温下一般认为是1×10-14。 结合弱电解质电离平衡的移动，你能总结出哪些因素会影响水的电离吗？ 课堂学习 水的电离 改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) 电离程度 Kw 升高温度 正向移动 增大 增大 增大 增大 加入酸 逆向移动 增大 减小 减小 不变 加入碱 逆向移动 减小 增大 减小 不变 加入活泼 金属(如Na) 正向移动 减小 增大 增大 不变 改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) 电离程度 Kw 升高温度 加入酸 加入碱 加入活泼 金属(如Na) 课堂学习 水的电离 根据25℃时水的电离平衡，运用平衡移动原理分析酸性溶液中是否存在OH-，碱性溶液中是否存在H+，溶液中c(H+)和c(OH-)的变化趋势如何？ 曲线上的任意点(如a，b，c)的Kw都相同，即c(H+)·c(OH-)相同，温度相同； 曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同，温度不同； 实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。 课堂学习 可以发现，不管是酸性溶液中还是碱性溶液中，都存在着H+和OH-，我们还知道H+和OH-的离子浓度相对大小决定着溶液的酸碱性，因此，在常温下便存在如下关系： 溶液的酸碱性与pH 课堂学习 溶液的酸碱性与pH 可见，用c(H+)和c(OH-)都可以表示溶液酸碱性的强弱，但由于c(H+)和c(OH-)数值均较小，记录比较都很麻烦，因此丹麦化学家彼得·索仑森1909年提出pH(p代表德语Potenz，意思是浓度，H代表H+)的概念。 pH是c(H+)的负对数，即pH = -lg c(H+)，便可得到如下关系： c(H+) = 1×10-7 mol/L的中性溶液， pH = -lg 10-7 = 7 c(H+) = 1×10-5 mol/L的酸性溶液， pH = -lg 10-5 = 5 c(H+) = 1×10-9 mol/L的碱性溶液， pH = -lg 10-9 = 9 在常温下，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。 课堂学习 溶液的酸碱性与pH 25 ℃时，10 ℃时，90 ℃时，该溶液中的H＋浓度与OH-浓度 温度 KW c(H+) c(OH-) c(H+)和c(OH-) 的大小比较 溶液的 酸碱性 (℃) (mol·L-1) (mol·L-1) 10 ＜1×10-14 1×10-7 ＜1×10-7 c(H+)＞c(OH-) 酸性 25 ＝1×10-14 1×10-7 ＝1×10-7 c(H+)＝c(OH-) 中性 90 ＞1×10-14 1×10-7 ＞1×10-7 c(H+)＜c(OH-) 碱性 25 ℃时，10 ℃时，90 ℃时，该溶液中的H＋浓度与OH-浓度 温度 KW c(H+) c(OH-) c(H+)和c(OH-) 的大小比较 溶液的 酸碱性 (℃) (mol·L-1) (mol·L-1) 10 1×10-7 25 1×10-7 90 1×10-7 注意事项：不同温度下，溶液中H+的浓度相同，溶液的酸碱性也可能不同，也就是pH = 7，溶液不一定是中性。 课堂学习 溶液的酸碱性与pH 对c(H+) > 1mol/L或c(OH-) > 1mol/L的溶液，直接用c(H+)或c(OH-)表示溶液的酸碱性更为方便； 对c(H+) < 1mol/L或c(OH-) < 1mol/L的溶液，则使用pH表示溶液的酸碱性更为方便。 那么，如何才能得到稀溶液的pH的相关数值呢？ 酸碱指示剂法：只能测出pH范围； 广泛pH试纸法：粗略测定溶液pH， 读整数； 精密pH试纸法：可读到小数点后一位； pH计(酸度计)法：可读到小数点后两位。 试纸的使用方法：将pH试纸放在玻璃片上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在干燥的试纸上，在半分钟内将试纸与标准比色卡进行对照得pH。 课堂学习 溶液的酸碱性与pH 除了测量方法，能否通过浓度计算的方法得到相关溶液的pH数据呢？ 课堂学习 溶液的酸碱性与pH 若是酸或者碱的混合溶液(忽略体积变化)，如何计算溶液的pH数据呢？ 课堂学习 溶液的酸碱性与pH 若是酸与碱的混合溶液，则需要根据反应的量的关系，转化为单一溶液求pH值。 课堂学习 溶液的酸碱性与pH 若是对溶液进行稀释，不同溶液的pH变化会呈现什么规律，会相同吗？ pH相等的酸或碱溶液稀释 浓度相等的酸或碱溶液稀释 pH = a或b 弱酸 强酸 弱碱 强碱 稀释10n倍 pH < a + n < 7 pH = a + n < 7 pH > b – n > 7 pH = b – n > 7 课堂巩固 正误判断 1. 溶液的pH = 7，则一定为中性溶液。 4. 常温下，将pH = 6的盐酸溶液稀释100倍，pH = 8。 2. 升高温度，溶液的pH值变小，酸性变强。 3. 将pH = 3的醋酸溶液稀释100倍后，pH = 5。 × × × × 课堂小结 谢谢观看 THANKS 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 20 Traveling Light Joel Hanson Traveling Light, track 1 Other 208783.17 XXX - 163 key(Don't modify):L64FU3W4YxX3ZFTmbZ+8/TWA8gDlYn/6k9D9xIGo8WXAZ2QiReq2dElL2Uype/05125txy+290yas1na7fVnhLNI+TRhJ61mPhQ1c9cVRJh2tcPYpsqK//UpSWshiZeqtOF5yXaMvFmZLtNMPmHEmWm5zXCbrAgPrcwUiXRZDfBSjdG7+PZv7n9jmrmmXjQNRN7cKgWMidXn/sXnSCWlbL4OWWRI0MBVM5M6UmSUfd5QL+2EbGGtlVDyf6a3kWlh0LVau7yMZUcFzrdeTIrpSoBphMBpsXvzNeBTWAEoolH+2NNQ5qjYw2Ehhy2hVDLv3ktDcgTMGFT2jUCNSlV8bgfzS0LMEGUm8HMdJ2VEZeYIQkVSAVX2yUn/tNcrWGU20lDWCql1jdByW0uuVqLcw1pO4+/9BtqUHjnMYmjcswHCOUm+418eufzpVOdj7Xm47yxOOXjIJXEOCqdGBZQ6bBFwfBf2be2ISzvN7pF2sRM= $$