3.2.1水的电离和KW 课件 2024-2025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　 第1课时 水的电离 人教版选择性必修1 情境引入 在水溶液中，酸、碱和盐全部或部分以离子形式存在，那么，其中的溶剂水是全部以分子形式存在，还是部分以离子形式存在呢? 怎样验证你的猜想？ 学习目标 1．认识水的电离，水是一种极弱的电解质。 2．认识水的离子积常数，能够运用水的离子积常数进行有关计算及判断。 重难点 水的电离，能够运用水的离子积常数进行有关计算及判断 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 预习课本P63 ~ 64页，思考下列问题： 1、【实验探究】水的导电性实验 一、水的电离 实验现象 实验结论 (1)灵敏电流表指针偏转；(2)灯泡不亮。 电导率仪 利用手持技术测定水的电导率 精确的电导性实验表明：纯水大部分以H2O分子的形式存在，但其中也存在着极少量的离子。 + + H2O+H2O OH－ H3O+ 2、水的电离方程式 + 简写为：H2O H++OH- 水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离 特点：①水的电离程度极弱 ②水电离吸热。 ③任何情况下，c(H＋)H2O = c (OH―)H2O ④25℃，纯水中c(H＋)H2O = c (OH―)H2O=1×10-7mol/L 3、影响水电离平衡因素——符合勒夏特列原理 根据水的电离平衡，思考下列情况中，c(H+)和c(OH-)的如何变化？ 条件 移动方向 c(H+) c（OH-） 电离程度 Kw 升温 通入HCl(g) 加入NaOH(s) 加入少量Na(s) 加入NaHSO4(s) H2O H＋ ＋OH－ 条件 移动方向 c(H+) c（OH-） 电离程度 Kw 升温 右移 增大 增大 增大 增大 通入HCl(g) 左移 增大 减小 减小 不变 通入NaOH(s) 左移 减小 增大 减小 不变 加 入少量Na(s) 右移 减小 增大 增大 不变 加入NaHSO4(s) 左移 增大 减小 减小 不变 3、水的电离平衡 根据水的电离平衡，思考下列情况中，c(H+)和c(OH-)的如何变化？ H2O H＋ ＋OH－ (1)T: 温度升高，促进水的电离 （3）加入活泼金属会促进水的电离。 （即外加能与H+、OH- 反应的物质，会促进水的电离） (2) 加酸(H+)、碱(OH- )抑制水的电离 3、影响水电离平衡因素 练习1 1．25℃，纯水中c(H＋)H2O = 1×10-7mol/L，某溶液中 c(H＋)H2O =1×10-9mol/L，此溶液可能是（ ） A、NaOH B、NaCI C、NaHSO4 D、NH4Cl 2. 分析下列过程中H2O的电离程度的变化(25 ℃)。 (1)Zn与稀硫酸反应制H2：____。 (2)氨水加水稀释时：____。 (3)向NaOH溶液中滴入盐酸至过量：____________。 (4)向SO2水溶液中通入Cl2至恰好反应：____。 AC 增大 增大 先增大后减小 减小 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，记作 KW, 叫 水的离子积常数，简称水的离子积。 2、表达式： 3、适用范围：纯水、任何稀的电解质溶液 二、水的离子积常数 单位：mol2/L2 c(H+)指体系中H+的总浓度，c(OH-)指体系中OH-的总浓度 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 【思考】分析表格中的数据，有何规律，得出什么结论？并解释？ 水的电离是吸热过程,升高温度，促进水的电离, Kw增大。 结论： 4、影响因素：温度 （ 升高温度， Kw增大） 5、意义： 注： 常温（25 ℃）下， Kw =c(H＋) · c(OH－) =1.0×10-14 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。 练习2 1、判断正误 1)升高温度，水的电离程度增大，KW增大。 2)向水中加入少量氨水，水的电离平衡逆向移动，c(OH－)降低，KW减小。 3)常温下，加水稀释稀醋酸溶液，溶液中所有的离子浓度都减小。 4)溶液中c(H＋)、c(OH－)可能不同，但水电离出的H＋与OH－的总量一定相等。 √ × × 2、关于水的离子积常数，下列说法不正确的是(　 　) A．蒸馏水中，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14 B．纯水中，25 ℃时，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14 C．25 ℃时，任何以水为溶剂的稀溶液中，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14 D．Kw随温度升高而增大 A √ 3．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O⇌H＋＋OH－。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CH3COOH，平衡逆向移动，c(H＋)增大 C．向水中加入少量固体NaHSO4，水的电离平衡逆向移动，Kw减小 D．将水加热，Kw增大，c(H＋)不变 解析：向水中加入稀氨水，c(OH－)增大，水的平衡逆向移动，A错误；向水中加入少量CH3COOH，溶液中c(H＋)增大，水的平衡逆向移动，B正确；向水中加入少量固体NaHSO4，温度不变，Kw不变，C错误；升高温度，促进水的电离，Kw增大，c(H＋)增大，D错误。 B 三、水的离子积常数应用 (1)25 ℃时，纯水中，水电离的c水(H＋)与c水(OH－)各为多少？ 1.计算酸(或碱)溶液中水电离的c水(H＋)或c水(OH－) (2)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？ 解：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。 (3)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？ 解：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。 小结 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水(H+)≈c酸(H+) , c(OH-)=c水(OH-)=c水(H+)=Kw÷c酸(H+) 碱性溶液：c(OH-)=c碱(OH-)+c水(OH-)≈c碱(OH-), c(H+)=c水(H+)=c水(OH-)=Kw÷c碱(OH-) (1)曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。如 A、D、E 三点 (2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。 (3)实现曲线上点之间的转化需保持温度相同，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。 上图中溶液显中性的点为 ，显酸性的点为 ；显碱性的点为 ； 2、水的电离平衡曲线 三、水的离子积常数应用 练习3．25 ℃时，水溶液中c(H＋)与c(OH－)的变化关系如图所示，下列判断错误的是(　　) A．ac曲线上的任意一点都有c(H＋)·c(OH－)＝10－14 B．bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性 C．d点对应溶液的温度高于25 ℃，pH＜7 D．c点溶液不可能是盐溶液 【答案】D【解析】ac曲线上的任意一点，由于温度相同，所以水的离子积常数相同，根据b点可知，c(H＋)·c(OH－)＝10－14，A项正确；bd线段上任意一点都满足c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，B项正确；d点时，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1＞1×10－7 mol·L－1，溶液的pH＝6，水的电离为吸热反应，所以d点温度高于25 ℃，C项正确；在c点c(H＋)＝1×10－8 mol·L－1，c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1，溶液显碱性，而醋酸钠溶液显碱性，所以c点可能为醋酸钠溶液，D项错误。 练习：如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是(　 　) A．两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw B．M区域内(不包括边界)任意点均有c(H＋)<c(OH－) C．图中T1<T2 D．XZ线上任意点的c(H＋)都相等 D D 课堂小结 1、在25 ℃，在某无色溶液中由水电离出的C(OH-)= 1×10-13，一定能大量共存的离子组是（ ） A NH4+ K+ NO3- Cl- B NO3- CO3 2 - K+ Na+ C K+ Na+ Cl- SO42- D Mg2+ Cu2+ SO42- Cl- C 课堂练习 3、 25℃、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中 ①氨水 ②NaOH ③盐酸 ④醋酸 C（H+）由大到小的排列顺序： 。 2、判断正误： 任何水溶液中都存在水的电离平衡。 任何水溶液中（不论酸、碱或中性） ，都存在Kw=10-14 。 某温度下，某液体[H+]= 10-7mol/L，则该溶液一定是纯水。 √ × × ③　〉④　〉①　〉② 课堂练习 课堂小任务 德国化学家西奥多·格罗特斯在1806年的“电流分解液体的理论”中，格罗特斯提出了水电导率理论。格罗特斯提出：质子通过氢键与O-H共价键为桥梁，在相邻两个水分子间跳跃前行，完成传递。这就是著名的格罗斯特机制，又名“质子跳跃”机制。 200年以来，随着微观表征技术的进步，科学家们渐渐意识到，格罗斯特机制并非严格正确。但打破了旧机理，却没有迎来公认的新理论。因此，格罗斯特机制一直存在于教科书中，用以解释质子在水中的传递过程。 daluhuaxuegognuzoushi 格罗斯特机制 拓展延伸 感 谢 倾 听　 $$