3.2.1 水的电离 溶液的酸碱性-2024-2025学年高二化学教学优选课件（人教版2019选择性必修1）

高中化学选择性必修1( 第三章 水溶液中的离子平衡 第二节 水的电离 溶液的酸碱性 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） H2O H-O-H 纯水无色无味 水是良好的溶剂 水是弱电解质 水是生命之源，关于水你了解多少？ 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 编号 I II III 现象 原理 结论 灯泡亮 灯泡不亮 灵敏电流表指针偏转 利用灵敏电流表测定水的导电性 水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离 正常电路 纯水不导电 或导电能力弱 纯水能导电但导电能力弱 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 二 第1课时 水的电离 溶液的酸碱性 1．了解水的电离平衡，特别是温度、酸、碱等对水电离平衡的影响 2．知道水的离子积常数的表达式及其应用 3．初步了解溶液的酸碱性与pH的关系，会用pH试纸和pH计等方法测定溶液的pH；培养证据推理与模型认知、科学态度与社会责任等学科核心素养 高中化学选择性必修1( 学 习 目 标 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 01 水的电离 高中化学选择性必修1( PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 1.1 水的电离 现象：指针摆动，但灯泡不亮。 水是一种极弱的电解质，水的电离极其微弱。 H2O＋ H2O H3O＋ ＋OH－ 简写为 H2O H＋ ＋OH－ H+为裸质子，不稳定，与水结合，形成H3O+，即水合氢离子 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 6 1.2 水的离子积常数 K电离 = c(H+) · c(OH-) c(H2O) c(H+) · c(OH-) c(H2O) ·K电离 = Kw c(H+) · c(OH-) = 水的离子积 【思考】如何衡量水的电离的限度？ H2O H＋ ＋OH－ (1)定义 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,叫做水的离子积常数,记作KW，水的离子积常数,简称水的离子积。KW可由实验测得，也可以通过理论计算求得。 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 7 1.2 水的离子积常数 H2O H＋ ＋OH－ (2)表达式KW=c(H+)·c(OH-), 25 ℃时,在室温下，纯水中的c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol·L－1， KW=1.0×10-14。  【思考1】在25℃时，1L纯水（即55.6mol）中测得只有1×10-7mol/L的H2O发生电离。分析该水中c(H+)等于多少？ c(OH-)等于多少？ c(H+)和c(OH-)有什么关系？ 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 8 【思考2】 不同温度下水的离子积常数 t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100 KW/10-14 0.114 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0 （1）从以上数据中发现什么递变规律？ （2）从中能得出什么结论？ ■注意: （1）Kw是温度函数，只随温度的升高而增大, 与C(H+) 、 C(OH-) 无关。 （2）Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液, 不管是哪种溶液均有：c(H＋)H2O = c (OH―)H2O KW=c (H＋)溶液·c (OH―)溶液 （3）在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 1.下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是(　　) A.因为水的离子积常数的表达式是KW=c(H+)·c(OH-),所以KW随溶液中c(H+)和c(OH-)的变化而变化 B.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量 C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随着温度的变化而变化 D.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量 C　 解析:水的离子积常数KW=K电离·c(H2O),一定温度下K电离和c(H2O)都是不变的常数,所以KW仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是KW=c(H+)·c(OH-),但是只要温度一定,KW就是不变的常数。溶液中H+的浓度变大,则OH-的浓度会变小,反之亦然。 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 2．下列叙述正确的是(　　) A.某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1,则该温度一定高于25 ℃ B.25 ℃时,某液体中c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-14,该液体一定为纯水 C.25 ℃时,向水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,水的离子积减小 D.25 ℃时,0.1 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中,水的电离程度不同 A 解析:某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1,水的离子积为4×10-14,比25 ℃时的水的离子积大,因为水的电离吸热,则该温度必然高于25 ℃;25 ℃时,任何水溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积均为1×10-14;水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,但水的离子积不变;同浓度的H+和OH-对水的电离的抑制程度相同。 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 1.3 影响水的电离因素 H2O H＋ ＋OH－ ∆H ＞0 改变条件 平衡移动方向 c(H＋) c(OH－) 水的电离程度 Kw 升高温度 _____ ____ ____ ____ ____ 加入HCl(g) ____ ____ ____ ____ ____ 加入NaOH(s) ____ ____ _____ ____ ____ 加入金属Na ____ _____ ____ ____ ____ 加入NaHSO4(s) ____ _____ _____ ____ ____ 右移 增大 增大 增大 增大 左移 增大 减小 减小 不变 左移 减小 增大 减小 不变 右移 减小 增大 增大 不变 左移 增大 减小 减小 不变 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 12 1.3 影响水的电离因素 H2O H＋ ＋OH－ ∆H ＞0 ① 酸、碱：抑制水的电离，Kw不变。平衡逆向移动 ，水的电离程度变小。 ② 温度：T↑，促进水的电离， Kw↑，平衡正向移动 ，水的电离程度变大。 ③ 外加能消耗H+或OH-的物质：平衡正向移动 ，水的电离程度变大。 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 13 课堂检测 1.常温时,向水中加入少量NaOH溶液,水的电离改变和溶液中KW的变化正确的是(　　) A.被促进　不变 B.被促进　变小 C.被抑制　不变 D.被抑制　变小 C　 解析:NaOH溶于水电离出OH-,抑制了水的电离。水的离子积常数只与温度有关,所以KW不变。 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 2．25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O H++OH-　ΔH>0。下列叙述正确的是(　　) A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)减小 B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变 C.向水中加入少量固体钠,平衡逆向移动,c(H+)减小 D.将水加热,KW增大,c(H+)不变 B 解析:向水中加入稀氨水,OH-浓度增大,水的电离平衡逆向移动,A项错误;硫酸氢钠是强酸酸式盐,向水中加入少量固体硫酸氢钠,其在水溶液中完全电离: c(H+)增大,由于KW只与温度有关,所以KW不变,B项正确;向水中加入少量固体钠,由于金属钠非常活泼,可与水电离出的H+直接发生置换反应,产生H2,故促进了水的电离,使平衡正向移动,C项错误;将水加热,KW增大,c(H+)、c(OH-)同等倍数增大,D项错误。 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 1.4 水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算 Kw表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中总物质的量浓度，但是一般情况下有： (1)酸溶液中Kw＝c(H＋)酸·c(OH－)水(忽略水电离出的H＋的浓度)，即c(H＋)水＝c(OH－)水＝Kw/c(H＋)酸。 (2)碱溶液中Kw＝c(H＋)水·c(OH－)碱(忽略水电离出的OH－的浓度)，即c(H＋)水＝Kw/c(OH－)碱。 (3)纯水中，水电离出的c(H＋)与水电离出的c(OH－)一定相等，即c(H＋)＝c(OH－)＝ 。 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 16 高中化学选择性必修1( 例1： 25℃，请计算0.1 mol/L的HCl溶液中H2O电离产生的H+浓度。 0.1 10-13 例2： 25℃，请计算0.1 mol/L的NaOH溶液中H2O电离产生的OH-浓度。 0.1 10-13 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 17 课堂检测 1.判断正误 (1)升高温度，若Kw增大到10－12，则纯水电离出的c(H＋)＝10－6 mol·L－1 (　　) (2)在纯水中加入少量酸，水的电离平衡向逆向移动，Kw减小(　　) (3)25 ℃时，若溶液中c(H＋)＝ 10－6 mol·L－1 ，则溶液中c(OH－)＝1.0×10－8mol·L－1(　　) (4)25 ℃时，水的离子积Kw＝1.0×10－14，35 ℃时水的离子积Kw＝2.1×10－14，则35 ℃时水中的c(H＋)＞c(OH－)(　　) (5)25 ℃时，0.01 mol·L－1的盐酸中，由水电离出的c(OH－)＝1.0×10－12 mol·L－1 (　　) √ × √ √ × 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 2.某温度下，纯水的c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，则此时纯水的c(OH－)为_______________________。若温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则溶液中c(OH－)为___________________，此时温度___________(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。 2×10－7 mol·L－1 8×10－11 mol·L－1 高于 3. 浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的c(H+)水大小关系为： ① 盐酸 ② 醋酸溶液 ③ 硫酸溶液 ④ 氢氧化钠溶液 ②＞①=④＞③ 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 某溶液中由水电离产生的c(H+)水=10-11 mol/L则该溶液呈酸性还是碱性？ 并求算该溶液中c(H+)的可能值？ c(H+)水 = c(OH-)水 = 10-11 mol/L ①若溶液显碱性 KW=c(H+)水 · c(OH-)碱 Kw c(OH-)水 = 1×10-14 1×10-11 =1×10-3 mol/L c(H+)溶液 = c(H+)水 = 10-11mol/L ②若溶液显酸性 KW=c(H+)酸 · c(OH-)水 c(H+)酸= 酸溶液： Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－) (忽略水电离出的H＋的浓度) 碱溶液： Kw＝c水(H＋)·c碱(OH－) (忽略水电离出的OH－的浓度) 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 02 溶液的酸碱性与pH 高中化学选择性必修1( PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 比较常温时下列情况中，c(H＋)和c(OH－)的值或变化趋势(选填“增大”或“减小”“1×10－7 mol·L－1”“相等”) 体系 纯水 向纯水中加入少量盐酸 向纯水中加入少量氢氧化钠溶液 c(H＋) c(OH－) c(H＋)和c(OH－)的大小比较 10－7 mol·L－1 10－7 mol·L－1 相等 增大 减小 减小 增大 【思考与讨论】 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） Kw =C(H+)·C(OH-)保持不变 加入酸： C(OH-)↓ 平衡逆向移动 H2O H+ + OH- C(H+) C(OH-) C(H+) ↑ C(H+) ↑ K w 与只温度有关 = c(H＋)水 + c(H＋)酸 Kw =C(H+)·C(OH-) = [ c(H＋)水 + c(H＋)酸 ] ·C(OH-)水 ≡ 分析： 【思考与讨论】加酸或加碱会不会影响Kw？ 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） Kw =C(H+)·C(OH-)保持不变 加入碱 平衡逆向移动 H2O H+ + OH- C(H+) C(OH-) K w 与只温度有关 C(OH-) ↑ C(H+) ↓ C(OH-) ↑ ≡ Kw =C(H+)·C(OH-) 分析： == ？ = C(H＋)水·[ c(OH-)水 + c(OH-)碱 ] 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 2.1 溶液的酸碱性 无论是酸溶液中还是碱溶液或盐溶液中都同时存在H+和OH-！ 溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小  任意条件下，溶液酸碱性的判断依据： 若c(H+)= c(OH-)，中性 若c(H+)> c(OH-)，酸性，c(H+)越大，酸性越强 若c(H+)< c(OH-)，碱性，c(OH-)越大,碱性越强 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 2.1 溶液的酸碱性 1.判断标准是：c(H+)与c(OH-)的相对大小 2.溶液酸碱性判断“三判据” 根本依据 常用依据一(室温) 常用依据二(室温) 结论 c(H+) >c(OH-) c(H+) = c(OH-) c(H+) < c(OH-) c(H+) >10-7 mol/L c(H+)= 1×10-7 mol/L c(H+) < 1×10-7 mol/L pH<7 溶液呈酸性 pH=7 溶液呈中性 pH>7 溶液呈碱性 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 2.2 溶液的酸碱性与pH pH是c(H+)的负对数： pH=-lg -c(H+) 碱性溶液： pH越大，溶液的碱性越强； 酸性溶液： pH越小，溶液的酸性越强； 问题：pH=7或C(H+) =10-7mol/L的溶液一定呈“中性”？ 不一定。水的电离与温度有关。 25℃时， pH=7的溶液呈中性； 100℃时， pH=6的溶液呈中性。 适用范围 1×10－14 mol·L－1＜c(H＋)＜1 mol·L－1 c(H+) 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） （2）25℃时，Kw = C(H+) · C(OH-)=1×10-14 （3）100℃时，Kw = C(H+) · C(OH-)=1×10-12 注意： 未给明温度时,不能用pH值等于多少来判断溶液酸、碱性。一般都是未注明条件都是指常温。 （1）C水(H+) = C水(OH-) 小结：H2O ⇌ H+　+ OH－ 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 28 广泛PH试纸 范围：0-14 精密PH试纸 精确度：小数点后一位 酸度计（又叫pH计） 精确度：小数点后2位 PH试纸的种类 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 29 pH试纸的使用方法： 把小片试纸放在一洁净的玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与标准比色卡对比，即确定溶液的pH。 注 意： 使用pH试纸不能用蒸馏水润湿。润湿后相当于稀释了溶液。 若是酸性溶液，则润湿后测得pH偏大； 若是碱性溶液，则润湿后测得pH偏小； 若是中性溶液，则无影响； 2.2 溶液的酸碱性与pH 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 30 课堂检测 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)温度一定时，水的电离常数与水的离子积常数相等。 ( ) (2)100 ℃的纯水中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，此时水呈酸性。 ( ) (3)任何温度下，利用H＋和OH－浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性( ) (4)某溶液的c(H＋)＞10－7 mol·L－1，则该溶液呈酸性。 ( ) × × × √ (5)在蒸馏水中滴加浓硫酸,KW不变。 (　　) (6)25 ℃与60 ℃时,水的pH相等。 (　　) (7)25 ℃时NH4Cl溶液的KW大于100 ℃时NaCl溶液的KW。 (　　) × × × 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 (8)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。( ) (9)室温下,0.1 mol·L-1的HCl溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相同。 (　　) (10)向水中加入少量硫酸氢钠固体,促进了水的电离,c(H+)增大,KW不变 ( ) 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) √ √ × 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 B 2．下列溶液一定呈中性的是(　　) A.使石蕊溶液呈紫色的溶液 B.c(H+)=c(OH-)的溶液 C.由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液 D.非电解质溶于水得到的溶液 解析:等物质的量的强酸与强碱,由于它们所含H+和OH-的物质的量未知,因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性,故C错误;非电解质溶于水,可以使溶液显酸性、碱性或中性,如SO2溶于水生成H2SO3,溶液显酸性,NH3溶于水生成NH3·H2O,溶液显碱性,乙醇、蔗糖等溶于水,溶液显中性,故D错误。 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 2.一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中， 溶液的导电能力变化如图所示，说法正确的是( ) A．a、b、c三点溶液的pH：c＜a＜b B．a、b、c三点醋酸溶液的电离程度：a＜b＜c C．用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，测量结果偏大 D．a、b、c三点溶液用1 mol·L－1氢氧化钠溶液中和，消耗氢氧化钠溶液体积：c＜a＜b B 变式：若使b点对应的溶液中C(Ac-)增大、C(H+)减小，可采取的方法有？ 加NaOH固体、加醋酸盐、加碳酸盐 课堂练习 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 如何用有限的土地养活日益增长的人口？18世纪末，英国化学家克鲁克斯“先天下之忧而忧”，率先发出为了使子孙后代免于饥饿，“向空气要氮肥”的号召。化学家是如何做到向空气要氮肥的呢？ 34 课堂小结 高中化学选择性必修1( 抑制水电离 增大[H+] 加入强酸 加入弱酸 加入强酸及中强酸的酸式盐。 增大[OH-] 加入强碱 加入弱碱 促进水电离 降低温度 升高温度 减小[H+]：加入强碱弱酸盐 减小[OH-]：加入强酸弱碱盐 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 高中化学选择性必修1( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） NaHSO4Na++H++S, eq \r(Kw) c(H＋) >c(OH－) c(H＋) <c(OH－) $$