3.2.1水的电离 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修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 第1课时（1） 水的电离 关注生活 用电安全教育：公共场所常看到这些提示，遵守规则否则会有触电的危险。 水能导电，如何通过实验验证？ Q1：如何证明水能发生电离？ 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。 结论：纯水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离 电导率仪 Q1-2：依据醋酸和水生成水合氢离子和醋酸根离子写出水电离方程式？ 一、水的电离平衡 ②电离极其微弱，只有极少数水分子发生了电离 H2O H+ + OH- 简写： H2O + H2O H3O+ + OH- 1、电离方程式 + + + - 课本P63 2、特点 逆（极弱） 等 动 定 变 ① 只要在水溶液中，总存在上述平衡，且由水电离的c(H＋)水＝c(OH－)水 精确实验表明：25℃ 时，1L纯水中只有10-7molH2O分子发生电离 Q2：写出水的电离平衡常数表达式，思考纯水中氢离子和氢氧根乘积是否为定值？ K电离＝ 则c(H＋)·c(OH－)＝K电离·c(H2O) H2O H+ + OH- 25℃时，1L水约含有55.6mol H2O，只有1×10-7molH2O发生电离，电离的水可以忽略不计，因此c(H2O)可视为常数。 为了方便：人为定义水的离子积常数 Kw= c(H＋) · c(OH－) 3、水的电离常数 简称水的离子积 课本P63 K电离与Kw 不相同 (2) 表达式 KW＝c(H+)·c(OH-) KW 叫做水的离子积常数，简称水的离子积 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，记作KW KW 为常数，无单位 4.水的离子积常数： 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 随着温度的升高，水的离子积增大 Q3-1：试分析影响Kw的因素有哪些? Q3-2：试分别计算25℃和100℃纯水中 c(H＋)和c(OH－)? 探·知识奥秘 100℃时：Kw=55×10-14 ≈ 1.0×10-12 100℃纯水中：c(H＋) c(OH－) 1.0×10－7mol/L 25℃纯水中： c(H＋) c(OH－) 1.0×10－7mol/L > ＝ ＝ ＝ 温度升高，对于中性的纯水，尽管K电离与KW增大了，但仍是中性的水 25℃时：Kw =1×10-14 (3)影响因素：Kw和温度有关，升高温度，促进水的电离，Kw增大。 KW不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液 KW中 c(H＋)和c(OH－)表示溶液中的总浓度。 Q4-1:填写P64思考与讨论，并思考溶液中H＋和OH－全部是由水电离的吗？ 不一定 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 1×10-7 1×10-2 mol/L mol/L 1×10-2 Q4-2：向水中加入碱(酸)后，水电离的氢离子浓度与氢氧根浓度的乘积如何变化？为什么？ 溶液中氢离子和氢氧根乘积又如何变化？为什么？ Q5：试分析影响水电离的因素有哪些？ 向水中加入酸后，水的电离平衡向哪移动？水电离出的c(H＋)和c(OH－)及 溶液中氢离子如何变化？为什么？ 向水中加入碱后，水的电离平衡向哪移动？水电离出的c(H＋)和c(OH－)及 溶液中氢氧根如何变化？为什么？ (忽略溶解热效应) 条件 移动 caq(H+) caq(OH-) 电离程度 Kw c水(H+) c水(OH-) 酸碱性 加 通HCl NaOH(s) 金属钠 NH4Cl(s) CH3COONa(s) NaHSO4(s) 增大 增大 增大 逆移 增大 减小 不变 正移 逆移 减小 增大 不变 正移 减小 增大 不变 H2O H+ + OH- （平衡移动原理） 增大 减小 减小 增大 三、影响水的电离的因素 中性 酸性 碱性 碱性 正移 增大 减小 增大 不变 正移 减小 增大 增大 不变 逆移 减小 增大 减小 不变 酸性 碱性 酸性 水是极弱的电解质，极难电离 内因： 外因： 13 c(NaOH) 溶液中 c(H+) ＝c(H+)水 水电离出的 c(H+)水＝c(OH-)水 溶液中 c(OH-) ≈c(OH-)NaOH c(H+)·c(OH-) 0.001 0.01 注：表中浓度单位均为mol/L 定量探究影响水电离平衡的因素 溶液中 c(H+) ＝c(H+)水 水电离出的 c(H+)水＝c(OH-)水 溶液中 c(H+) c(H+)·c(OH-) c(HCl)=0.01 c(H+) ≈c(H+)HCl c(NaCl)=0.01 c(H+) =c(H+)H2O c(NaOH) 溶液中 c(H+) ＝c(H+)水 水电离出的 c(H+)水＝c(OH-)水 溶液中 c(OH-) ≈c(OH-)NaOH c(H+)·c(OH-) 0.001 1.0×10－11 1.0×10－11 0.001 0.01 1.0×10－12 1.0×10－12 0.01 1.0×10－14 1.0×10－14 注：表中浓度单位均为mol/L 定量探究影响水电离平衡的因素 溶液中 c(OH-) ＝c(OH-)水 水电离出的 c(H+)水＝c(OH-)水 溶液中 c(H+) c(H+)·c(OH-) c(HCl)0.01 1.0×10－12 1.0×10－12 0.01 c(NaCl)0.01 1.0×10－7 1.0×10－7 1.0×10－7 1.0×10－14 1.0×10－14 1.向水中加入的酸中 c(H+) 或碱中 c(OH-) 浓度越大，对水电离的抑制程度越大。 2.向水中加入的酸中 c(H+) 或加入的碱中 c(OH-) 相等时，对水电离的抑制程度相等。 1.温度 升高温度促进水的电离，Kw增大 c(H＋)=c(OH－) 2.加酸 3.加碱 抑制水的电离，Kw保持不变 c(H＋)>c(OH－) c(H＋)<c(OH－) 三、影响水的电离的因素 小结： （1）水的离子积常数，不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。 （2）25℃时，纯水或稀溶液中Kw约为1.0×10-14 ，一般题目没注明就是指常温下。 （3）Kw只与温度有关，温度升高，水（溶液）的离子积增大。 （4）Kw= c(H＋) 溶· c(OH－)溶 水溶液中c(H＋)与c(OH－)不一定由水电离出来，浓度不一定相等， 但由水电离出来的c(H＋)与c(OH－)一定相等。 Q6：常温下某溶液中由水电离产生的c(H+)水= 10-12 mol/L ，该溶液中水的电离被抑制还是促进？则该溶液呈酸性还是碱性？并求算该溶液中 c(H+)的可能值 ？ 计算前提：①任何时候c (H+)水=c (OH-)水 ②Kw= c(H＋) 溶· c(OH－)溶 应用一：定量计算 四、Kw的应用   ①碱溶液中 25℃时，0.1mol/L NaOH溶液中 （1）溶液中的 c (H+)= c(OH-)= ； （2）水电离的 c (H+)= c(OH-)= 。 Kw＝c水(H＋)·c碱(OH－) (忽略水电离出的OH－的浓度)   Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－) (忽略水电离出的H＋的浓度) ②酸溶液中 25℃时，0.1mol/LHCl溶液中 （1）溶液中的 c (H+)= c(OH-)= ； （2）水电离的 c (H+)= c(OH-)= 。 例题：常温下，水电离的产生的c(H+)水= 10-13 mol/L的溶液中，这些离子可以共存吗？ A：K+、Fe3+、Cl-、SO42- B：Fe2+、Mg2+、NO3-、Na+ C：K+、Na+、HCO3-、NO3- 水电离的c (H+)水、c (OH-)水的计算 （1）25oC,纯水中，c (H+)水=c (OH-)水=1×10-7mol/L （2）酸性溶液，   计算前提：①任何时候c (H+)水=c (OH-)水 ， ②Kw= c(H＋) 溶· c(OH－)溶 （3）碱性溶液，   例题、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中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 例题.25 ℃时，在等体积的①0.5 mol·L－1的H2SO4溶液；②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液；③1 mol·L－1的NaCl溶液；④纯水 由水电离出的H＋的物质的量之比是 A.1∶10∶107∶107 B.107∶107∶1∶1 C.107∶106∶2∶2 D.107∶106∶(2×107)∶2 √ 曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw_____，温度______。 曲线上的任意点(如a，b，c)的Kw_______，即c(H＋)·c(OH－)______，温度______。 应用二：水的电离平衡曲线 实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变_________；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变________。 相同 相同 相同 不同 不同 酸碱性 温度 四、Kw的应用 ①任意点Kw大小：②温度大小： ③各点的转化：④溶液酸碱性 e d→b: e→b: b→c: 1．一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是(　　) A．该温度下，a点溶液呈碱性 B．该温度下，0.01 mol·L-1NaOH溶液中c(H＋)＝1.0×10-12 mol·L-1 C．该温度下，加入NaOH可能引起由d向b的变化 D．b点时，升高温度，可能引起由b向c的变化 A 练·技能实战 2．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 练·技能实战 第二节 水的电离和溶液pH 第1课时 水的电离 电离方程式 表示式 25 ℃，Kw＝1×10-14 外界条件对水的电离平衡的影响 水的离子积常数 极弱的电解质 适用范围 Kw的应用 影响因素：温度 探·知识奥秘 H2OH＋＋OH－ H2OH＋＋OH－ $