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 第一课时 水的电离 教学目标 学习重点​ 1.水的电离平衡：理解水是一种极弱的电解质，存在电离平衡，掌握水的电离平衡的特征以及影响水的电离平衡的因素。 2.水的离子积常数Kw：掌握 Kw 的定义和影响因素，能运用Kw进行简单的计算。 学习难点​ 1.温度对Kw的影响本质：突破 “Kw随温度升高而增大” 的抽象认知，从水的电离吸热本质（ΔH>0）解释温度对平衡的影响，避免混淆 “Kw与浓度有关” 的错误认知。 2.酸碱对水的电离平衡影响的定量分析：在加入酸或碱的溶液中，准确分析水的电离平衡移动后，水电离出的氢离子和氢氧根离子浓度的变化情况，并能进行相关的定量计算。 水的电离 一 精确的导电性实验表明，纯水绝大部分以H2O的形式存在，但其中也存在着极少量的H3O+和OH-，这表明水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。 上述水的电离方程式可简写为： H2O H2O H3O+ OH- + + H2O H+ OH- + 水中没有独立存在的H+，所有的H+必须依附在H2O上，以H3O+的形式存在 注意：任何水溶液中，都存在H+、OH-、H2O三种微粒。 那么，如何衡量水电离的程度？ 在一定温度下，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，成为水的离子积常数，简称水的离子积，用Kw表示。 水的电离常数表达式 K电离 = c(H+)·c(OH-) c(H2O) 对于纯水和稀溶液， c(H2O)为常数，看作“1” 水的离子积 Kw =c(H+)·c(OH-) 适用于纯水和稀溶液 水的离子积常数 二 H2O ⇌ H+ + OH− 影响因素：Kw只受温度影响。水电离是吸热过程，温度升高，Kw增大。 常温下(25℃)，可以认为Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14 水的离子积常数 二 注意： ①水的离子积与其他平衡常数一样，只与温度有关，温度不变， 水的离子积不变。温度升高，水的离子积增大。 ②水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。 即：任何水溶液中都存在：Kw = c(H+).c(OH-) 其中：c(H+)表示溶液中总的H+浓度，c(OH-)表示溶液中总的OH-浓度。 5 25℃时，Kw ≈ 1×10-14 ; 100℃时，Kw ≈ 1×10-12 25℃时水电离出的c(H+)=________mol·L-1，c(OH-)=_______mol·L-1； 100℃时水电离出的c(H+)=________mol·L-1，c(OH-)=_______mol·L-1； 1×10-7 1×10-7 1×10-6 1×10-6 ΔH > 0 即时训练 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 _____ ____ ____ ____ ____ 通入HCl(g) ____ ____ ____ ____ ____ 加入NaOH(s) ____ ____ _____ ____ ____ 加入金属Na ____ _____ ____ ____ ____ 加入NaHSO4(s) ____ _____ _____ ____ ____ 加入NaAc(s) ____ _____ _____ ____ ____ 加入NH4Cl(s) ____ _____ _____ ____ ____ 通CO2 右移 左移 左移 右移 左移 增大 增大 减小 减小 增大 增大 减小 增大 增大 减小 增大 减小 减小 增大 减小 增大 不变 不变 不变 不变 右移 减小 增大 增大 不变 右移 增大 减小 增大 不变 左移 增大 减小 减小 不变 对常温下的纯水进行下列操作，完成下表： 思考与讨论 影响水的电离平衡的因素 ① 水电离吸热，升温将促进水的电离，故平衡右移。 ② 加入酸:增大c(H+)，则平衡向左移动，水的电离被抑制，由于水的电离平衡仍然存在，Kw不变，则c(OH-)必然会减小。 ③ 加入碱:增大c(OH-)，则平衡向左移动，水的电离被抑制，由于水的电离平衡仍然存在，Kw不变，则c(H+)必然会减小。 ④ 其它因素：如向水中加入活泼金属，由于与水电离出的H+直接作用因而促进了水的电离。 ⑤ 弱碱阳离子：与水电离出来的OH-结合生成弱电解质，促进水的电离。 ⑥ 弱酸阴离子：与水电离出来的H+结合生成弱电解质，促进水的电离。 1、水的电离平衡曲线的理解与识别 (2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw_____，温度______。 (1) 曲线上的任意点(如a，b，c)的Kw都_______，即c(H＋)·c(OH－)______，温度______。 (3)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 不同 酸碱性 温度 相同 相同 不同 水的离子积常数应用 三 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 即时训练 10 室温下，0.01 mol/L的稀盐酸中， c(H+)与c(OH-)各多少？由水电离产生的 c(H+)、 c(OH-)各多少？ c(H+) =c(H+)酸 +c(H+)水 ≈ c(H+)酸 = 0.01 mol/L H2O H+ + OH- HCl === H+ + Cl- c(OH-) = Kw /c(H+)＝ 1.0×10-12 由水电离产生的c(H+)＝由水电离产生的c(OH-) ＝ 1.0×10-12 水的离子积常数应用 三 购买该课件的老师，只享有课件的使用权，可以用于教学和公开课，但不可以有以下行为： （1）不得传播该课件（包括免费分享和二次贩卖） （2）不得将该课件上传到各大网站 （3）不得直接使用该课件参加课件比赛或录课 （4）不得直接在个人公众号发布该课件 【违者必究法律责任】 如发现侵权行为，欢迎联系小杨老师15521324728，不胜感激~ 11 例1. 常温下， 0.1mol/L的盐酸溶液中， c(H＋)＝ , c(OH-)= 。 由水电离出的c(OH-)水＝ ，c(H＋)水＝ 。 0.1mol/L 10-13mol/L 10-13mol/L 10-13mol/L 即时训练 解： C(H+)= 由Kw = C(H+)· C(OH-)，得 C(OH-)= C(HCl)=1×10-1 mol/L Kw C(H+) = 1×10-14 1×10-13 mol/l = 1×10-1 mol/l 12 室温下，0.01 mol/L的 NaOH 溶液中， c(H+)、c(OH-)、由水电离产生的 c(H+)、由水电离产生的 c(OH-)各多少？ c(OH-) =c(OH-)碱 +c(OH-)水 ≈ 0.01 mol/L H2O OH- + H+ NaOH === OH- + Na+ c(H+) = Kw /c(OH-)＝ 1.0×10-12 由水电离产生的c(H+)＝由水电离产生的c(OH-) ＝ 1.0×10-12 水的离子积常数应用 三 购买该课件的老师，只享有课件的使用权，可以用于教学和公开课，但不可以有以下行为： （1）不得传播该课件（包括免费分享和二次贩卖） （2）不得将该课件上传到各大网站 （3）不得直接使用该课件参加课件比赛或录课 （4）不得直接在个人公众号发布该课件 【违者必究法律责任】 如发现侵权行为，欢迎联系小杨老师15521324728，不胜感激~ 13 例2. 298K时，0.01mol/L的NaOH溶液中， c(OH-)＝ , c(H＋)= 。 由水电离出的c(OH-)水＝ ,C(H＋)水＝ 。 0.01mol/L 10-12mol/L 10-12mol/L 10-12mol/L 解： C(0H-)= 由Kw = C(H+)· C(OH-)，得 C(H+)水= C[Na(OH)2]=0.01 mol/L Kw C(OH-) = 1×10-14 1×10-12 mol/L = 10-2mol/L 即时训练 14 (2)0.05mol/LBa(OH)2溶液 解： C(0H-)= 由Kw = C(H+)· C(OH-)，得 C(H+)= 2C[Ba(OH)2]=0.1 mol/L Kw C(OH-) = 1×10-14 1×10-13 mol/l = 0.1mol/l 例3. 25℃时，0.1mol/L的NaCl溶液中， c(OH-)＝ ，c(H＋)＝ 。 10-7mol/L 10-7mol/L 解： C(0H-)=C(H+)=10-7mol/L 由Kw = C(H+)· C(OH-)，得 即时训练 16 总结归纳 (4)室温下，由水电离出的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液可能呈酸性， 也可能呈碱性。 (1)酸溶液中Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－) (忽略水电离出的H＋的浓度)。 (2)碱溶液中Kw＝c水(H＋)·c碱(OH－) (忽略水电离出的OH－的浓度)。 (3)由水电离出的c(H＋)与水电离出的c(OH－)一定相等。 水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)的计算思路 Kw＝c(H+)总·c(OH-)总 酸溶液 碱溶液 正盐溶液 Kw≈c(H+)酸·c(OH-)水 Kw≈c(H+)水·c(OH-)碱 Kw≈c(H+)水·c(OH-)水 17 （5）.溶液中c(H＋)水或c(OH－)水的计算 ①酸溶液：c(H＋)水＝c(OH－)水＝ ②碱溶液：c(H＋)水＝c(OH－)水＝ ③中性纯水：c(H＋)水＝c(OH－)水＝ Kw c(H＋) Kw c(OH－) ①任何溶液中，由水电离产生的c(H+)＝由水电离产生的c(OH-) ②注意区分溶液中的c(H+)、由水电离产生的c(H+)水 ③酸中OH-全部由水电离，碱中H+全部由水电离 ④25℃时，当c(H+)水<10-7 或c(OH-)水<10-7，即水的电离受到抑制 记住：计算酸溶液中的KW时，忽略C(H＋)水 计算碱溶液中的KW时，忽略C(OH—)水 提醒 三、水的电离平衡的影响因素 1、温度升高，促进水的电离，Kw增大。 2、酸、碱抑制水的电离，Kw不变。 3、外加能与H+、OH- 反应的物质，会促进水的电离，Kw不变。 一、水的电离平衡 二、水的离子积 H2O H+ + OH- Kw = c(H+)· c(OH-) 课堂小结 1.中性盐溶液中 25℃，在0.01mol/LNaCl（已知溶液呈中性）溶液中，c(H+)= ，c(OH-)= ，由水电离出的c(H+)水= ，由水电离出的c(OH-)水= ，由水电离出的c(H＋)水·c(OH－)水＝ 。 课堂练习 1×10-7 1×10-7 1×10-7 1×10-7 1×10-14 2.酸溶液中 ①25℃，在0.01mol/LHCl溶液中，c(H+)= ，c(OH-)= ，由水电离出的c(OH-)水= ，由水电离出的c(H+)水= ，由水电离出的c(H＋)水·c(OH－)水＝ ，总的c(H+) aq = 。 ②25℃，在0.1mol/LHCl溶液中，c(H+)= ，c(OH-)= ，由水电离出的c(OH-)水= ，由水电离出的c(H+)水= ，由水电离出的c(H＋)水·c(OH－)水＝ ，总的c(H+) aq = 。 0.01mol/L 10-12mol/L 10-12mol/L 10-24mol/L 0.1mol/L 10-13mol/L 10-13mol/L 10-12mol/L 0.01mol/L 10-13mol/L 10-26mol/L 0.1mol/L 课堂练习 3.碱溶液中 ①25℃，在0.01mol/LNaOH溶液中，c(OH-)= ，c(H+)= ， 由水电离出的c(H+)水= ，由水电离出的c(OH-)水= ，由水电离出的c(H＋)水·c(OH－)水＝ ，总的c(OH-)aq= 。 ②25℃，在0.1mol/LNaOH溶液中，c(OH-)= ，c(H+)= ，由水电离出的c(H+)水= ，由水电离出的c(OH-)水= ，由水电离出的c(H＋)水·c(OH－)水＝ ，总的c(OH-) aq = 。 10-12mol/L 课堂练习 0.01mol/L 10-12mol/L 0.01mol/L 0.01mol/L 10-24mol/L 0.1mol/L 10-13mol/L 10-13mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L 10-26mol/L 4.水的电离过程为H2O ⇌H++OH-，在25 ℃时，水的离子积Kw＝1.0×10－14，在35℃时，水的离子积Kw(35℃)＝2.1×10－14，则下列叙述正确是( ) A.c(H＋)随着温度的升高而降低 B.35℃时，c(H＋)<c(OH－) C.35℃时的水比25 ℃时的水电离程度小 D.水的电离是吸热反应 D 课堂练习 5.在相同温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比，下列说法正确的是( ) A.由水电离出的c(H＋)相等 B.由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12 mol·L－1 C.由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1 D.两者都促进了水的电离 A $