3.1.1水与水溶液 课件 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

第3章 物质在水溶液中的行为 第1课时：水与水溶液 第1节 　水与水溶液 化学反应原理 1 学习目标 1.水的电离以及水的离子积常数的含义是什么？ 2.如何用水的离子积常数进行相关计算？ 3.强、弱电解质有何区别？弱电解质的电离特点是？ 学习目标 Xue xi mu biao 知识回顾 1.电解质： 或 能导电的 。 非电解质： 和 均不能导电的 。 2.如何判断如何判断一种物质是电解质还是非电解质？ 溶于水 熔融状态 溶于水 熔融状态 化合物 化合物 电解质：酸、碱、盐、活泼金属氧化物。 非电解质：多数有机物，非金属氧化物、部分氢化物 通过化学必修课程的学习，你已知道电解质溶液（如盐酸、CH3COOH溶液等）能够导电。那么，纯水能导电吗?为了研究这个问题，有人曾经用经过很多次纯化处理所制得的纯水进行导电性实验。 思考：经过多次纯化处理的水仍具有导电性的原因是什么？ 新课导入 KE TANG DAO RU 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 4 一、水的电离 1、水是一种极弱的电解质，能微弱电离，存在电离平衡。 2、电离方程式 精确的导电性实验表明，纯水大部分以H2O的形式存在，但其中也存在着极少量的H3O+和OH—。 在水溶液中，H+ 和 OH- 都不是单独存在的。但是为了书写方便，我们通常仍写成H＋和 OH－。 ＋ ＋ ＋ － H2O＋ H2O H3O＋ ＋OH－ H2O H＋ ＋OH－ 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 一、水的电离 H2O H＋ ＋OH－ K电离 = c(H+) · c(OH-) c(H2O) c平(H＋)·c平(OH－) c(H2O) · K电离 = 室温下1000g水，约55.6mol中有1×10-7mol H2O发生电离，因此c(H2O)可视为常数。 水的离子积常数，简称水的离子积 常数Kw 3. 水的离子积常数 KW 称为水的离子积常数，简称水的离子积。 K W 反映了水 中 c平(H+ ) 和 c平(OH- ) 的关系。 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 一、水的电离 3、水的离子积常数 Kw ＝ c平(H＋)·c平(OH－) (1)表达式: [思考] 25℃时，测得纯水的 pH ＝ 7，求该温度下，水的离子积常数。 pH ＝ －lg c(H＋) 25℃时，KW ＝ c平(H＋)·c平(OH－) ＝ 1×10﹣14 mol2·L﹣2 由pH＝7可知： c平(H＋) ＝ c平(OH－) ＝ 1×10﹣7 mol·L﹣1 温度变化，KW会如何变化？ 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 一、水的电离 (2)影响因素——温度 3、水的离子积常数 T /℃ 水的pH c(H＋)/mol·L-1 KW / mol2·L-2 10 7.26 5.40×10-8 2.9×10-15 25 7.00 1.00×10-7 1.0×10-14 40 6.77 1.71×10-7 2.9×10-14 50 6.63 2.34×10-7 5.5×10-14 90 6.21 6.16×10-7 3.8×10-13 100 6.12 7.42×10-7 5.5×10-13 不同温度下水的离子积常数 升高温度电离平衡正向移动 Kw随着温度的升高而增大 Kw= c(H+) . c(OH-) H2O H＋ ＋OH－ Kw 只受温度影响：温度越高，Kw越大。 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 注意: （1）Kw是温度函数，一定温度下Kw是一个常数。25℃时，Kw=10-14 （2）Kw只随温度的升高而增大，与C(H+) 、 C(OH-)无关。 （3）Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液。 （4）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。 （5）在Kw＝c平(H＋)·c平(OH－)中，c平(H＋)、c平(OH－)均指整个溶液中的总物质的量浓度。 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 4、外界条件对水电离平衡的影响 一、水的电离 条件 平衡移动的方向 水的电离程度 c平(H+) c平(OH-) KW 升温 加酸 加碱 加Na 右移 增大 增大 增大 增大 左移 减小 增大 减小 不变 左移 减小 减小 增大 不变 右移 增大 减小 增大 不变 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 归纳总结 影响水电离平衡的因素 (1)升高温度，促进水的电离。 (3)加入碱 (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。 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。 (1) 水的离子积常数Kw=10-14。 (2) 温度升高，纯水中的c平(H＋)增大，c平(OH－)减小。 (3) 水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子。 (4) 在纯水中加入少量硫酸铵，可促进水的电离，使水的离子积增大。 (5) 不管是纯水还是酸、碱、盐溶液中，水电离产生的C平(H＋)和C平(OH－)始终相等。 练习1、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) × × √ × √ 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 由Kw的数值很小可知，水的电离程度很小，其主要存在形态是水分子，因此纯水的导电能力很弱。加入电解质后导电能力增强，不同的电解质其导电能力是否相同？影响溶液导电性因素是什么？ 联想质疑 溶液导电性 自由移动离子浓度大小 离子所带电荷 电解质溶液的导电能力一样吗？ 纯水的导电能力非常弱，但是向其中加入电解质形成溶液后导电能力会增强。请通过 实验检验盐酸、氨水、CH3COOH 溶液和 NaCl 溶液具有的导电能力并比较它们导电能力 的强弱。 实验 在四个烧杯中分别盛有等体积、等浓度（0.5 mol·L-1）的盐酸、氨水、CH3COOH溶液、 NaCl 溶液，按图 3-1-1 连接仪器并接通电源，观察灯泡的亮度。 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 思考 以上水溶液的导电能力相同吗，为什么？氯化氢、醋酸等电解质在溶于水的过程中发生了什么变化？它们最终以什么形态存在？ 二、电解质在水溶液中的存在形态 醋酸 盐酸 氨水 NaCl 强弱强弱 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 1.电解质溶液导电的本质是什么？ 2.实验中各水溶液导电能力不同的原因是什么？ 3.氯化氢、醋酸等电解质在溶于水的过程中发生了哪些变化？它们最终以何种状态存在？ 溶液中存在能够自由移动的离子 溶液中离子浓度不同，离子浓度越高导电能力就越强 均发生了电离，氯化氢以离子形式存在，醋酸主要以分子形式存在，少量以离子形式存在 二、电解质在水溶液中的存在形态 由以上水溶液导电实验中灯泡的亮度可知，在体积和浓度相同的条件下，盐酸、NaCl 溶液的导电能力比 CH3COOH 溶液、氨水的导电能力强，这表明前两种溶液中可以自由 移动的离子比后两种溶液中的多。 HCl H＋ + Cl－ CH3COOH CH3COO－ + H＋ HCl和CH3COOH电离情况的比较 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 二、电解质在水溶液中的存在形态 在盐酸、NaCl溶液中，全部变为自由移动的离子；而在CH3COOH、氨水中没有全部电离为离子，仍有大量溶质分子存在。 NaCl Na＋ + Cl－ NaCl和NH3·H2O电离情况的比较 NH3·H2O OH－ + NH4+ NaCl Na＋ Cl－ NH3·H2O NH3·H2O OH－ 完全电离 存在电离平衡 NH4+ 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 二、电解质在水溶液中的存在形态 1、溶剂化作用;溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作用 电解质溶液中，不论是离子还是分子，都不是单独存在的，而是与水分子相互吸引、相互结合，以“水合离子”或“水合分子”的形态存在 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 二、电解质在水溶液中的存在形态 2、强、弱电解质 (1)强电解质：在稀的水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质. 包括：强酸、强碱、大部分盐、活泼金属氧化物 如氯化氢和氯化钠的电离方程式分别为： 书写强电解 质的电离方程式时常用符号“=”， (2)弱电解质：在溶于水时部分电离的电解质称为弱电解质. 包括：弱酸、弱碱、水、极少数盐、两性氢氧化物 书写弱电解质的电离方程式时常用符号“ ” 如醋酸和一水合氨的电离方程式分别为： 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 1.强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强吗？ 2.易溶的电解质都是强电解质，难溶的电解质都是弱电解质，对吗？ 　　　　　　　　　　　　　　　　 电解质的强弱与物质的溶解性也没有关系。 电解质的强弱与导电能力没有直接关系； 练习2、下列物质中，属于电解质的是_____________ (填序号，下同)， 属于强电解质的是___________，属于弱电解质的是________。 ①HClO4　②盐酸　③氯气　④CH3COONH4　⑤乙醇　⑥硫酸　 ⑦H2SO3　⑧熔融Ba(OH)2　⑨HCl　⑩氨气　⑪CO2 ⑦ ①④⑥⑦⑧⑨ ①④⑥⑧⑨ 练习3、判断正误 (1)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质强(　　) (2)某些难溶盐，虽然溶于水的部分完全电离，但其溶解度小， 属于弱电解质，如BaSO4等(　　) (3)强电解质一定是离子化合物(　　) × × × 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 由于水的电离，在水溶液中始终存在着H+和OH-，而且稀水溶液中c平(H+)和c平(OH-)的乘积也等于水的离子积。那么，水溶液中H+、OH-的浓度与溶液的酸碱性有什么关系呢? 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 三、水溶液的酸碱性与pH 1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系 例如，室温下测得某酸溶液中的 c平(H+ ) 为 1.0×10-5 mol·L-1， 根据 K W = c平(H+ )·c平(OH- )= 1.0×10-14 mol2 ·L-2 可得该酸溶液中的 c平(OH-) 为： 利用水的离子积可以计算溶液中 H+ 或 OH- 的浓度。 c平(OH-)= Kw c平(H+ ) = 1×10-9 mol·L-1 1.0×10-14 mol2 ·L-2 1.0×10-5mol·L-1 = 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 三、水溶液的酸碱性与pH 化合物 C/(mol/L) C平(H+)/(mol/L) C平(OH-)/(mol/L) HCl 1.0×10-2 1.0×10-2 HNO3 1.0×10-3 1.0×10-3 NaOH 1.0×10-2 1.0×10-2 KOH 1.0×10-3 1.0×10-3 1.0×10-12 1.0×10-11 1.0×10-12 1.0×10-11 下表列出了室温下一些溶液的C平(H+)或C平(OH-)，请填上空缺的数据。 根据表格中的数据分析，水溶液的酸碱性与c(H+)和c(OH-)的相对大小有何关系？ 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 三、水溶液的酸碱性与pH 1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系 水溶液的酸碱性与c(H+)和c(OH-)的相对大小有关 在酸性溶液中也存在着OH-，只是H+的浓度比OH-的浓度大; 在碱性溶液中也存在着H+，只是OH-的浓度比H+的浓度大。 c平(H+)=c平(OH-) ，溶液呈中性 c平(H+)>c平(OH-) ，溶液呈酸性， 且c平(H+)越大酸性越强 c平(H+)<c平(OH-) ，溶液呈碱性， 且c平(OH-)越大碱性越强 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 三、水溶液的酸碱性与pH 2.用水的电离平衡理论解释酸碱性 H2O(l) H＋(aq) + OH－(aq) 加入酸(或强酸的酸式盐)、抑制水的电离，使c(H+) ＞ c(OH-) 酸性 加入碱，抑制水的电离，使c(H+) ＜ c(OH-)，碱性 3.由水电离的c(H+)或c(OH－)的计算(25℃) ①中性溶液： ②稀酸溶液(25℃)：若酸电离出的c平(H＋)酸>10－5 mol·L－1，则忽略水的电离。 ③稀碱溶液(25℃)：若碱电离出的c平(H＋)酸>10－5 mol·L－1，则忽略水的电离。 Kw＝c平(H＋)水·c平(OH－)水，c平(H+)=c平(OH-) Kw＝c平(H＋)酸·c平(OH－)水 Kw＝c平(H＋)水·c平(OH－)碱 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 27 三、水溶液的酸碱性与pH 3.由水电离的c(H+)或c(OH－)的计算(25℃) 注意：任何水溶液中,由水电离出的OH－和H+的浓度都是相等的。 25℃时，在10 mL蒸馏水中c(H+) 和 c(OH-) 各是多少？ 向其中加入10 mL0.2 mol/L 盐酸，c(H+) 和 c(OH-) 如何变化？对水的电离平衡有何影响？ H2O H+ + OH- c(H+) c(OH-) c(H+) 和 c(OH-)大小比较 酸碱性 平衡移动 蒸馏水 加酸后 10-7 10-7 10-1 10-13 c(H+) = c(OH-) 中性 c(H+) ＞ c(OH-) 酸性 Kw = 加酸后 1×10-14 =c(H+)水 酸溶液中Kw = c(H+)酸 · c(OH-)水 ↓ ↑ c(OH-)水= c(H+)水 = Kw c(H+)酸 = 1×10-13 mol/L 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 28 知识 · 拓展 三、水溶液的酸碱性与pH 3.由水电离的c(H+)或c(OH－)的计算(25℃) 25℃时，向10 mL蒸馏水中加入10 mL0.2 mol/L 氢氧化钠，c(H+) 和 c(OH-) 如何变化？对水的电离平衡有何影响？ c(H+) c(OH-) c(H+) 和 c(OH-)大小比较 酸碱性 平衡移动 蒸馏水 加碱后 10-7 10-7 10-1 10-13 c(H+) = c(OH-) 中性 c(H+) ＜ c(OH-) 碱性 Kw = 加碱后 1×10-14 不变 =c(OH-)水 碱溶液中Kw = c(H+)水 · c(OH-)碱 ↑ ↓ c(OH-)水= c(H+)水 = Kw c(OH-)碱 = 1×10-13 mol/L H2O H+ + OH- 探究新知 TAN JIU XIN ZHI 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 29 在25℃ 0.01mol/LHCl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 在25℃ 0.01mol/L NaOH溶液中：c(H+)= ， c(OH-)= ； c(H+)水= ， c(OH-)水= 。 10-12mol/L 0.01mol/L 10-12mol/L 10-12mol/L 练习5、某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1,则此时c(OH-)=_________________;该温度下,向水中滴入盐酸使c(H+)=5.0 mol·L-1,则溶液中c(OH-)=______________。  2.0×10-7 mol·L-1 8.0×10-15 mol·L-1 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 pH与溶液中H+浓度的关系？ pH=-lgC平(H+) pH越大，C平(H+)越小，碱性越强 1.在100 ℃ 时，纯水中c(H+)为多少？ 2.c(H+) ＞1×10—7mol/L是否说明100 ℃ 时纯水溶液呈酸性？ 3.100℃纯水的PH为多少？ 4.PH=7的溶液是否一定是中性溶液？ 交流研讨 已知：KW100℃=10-12 10-6 不能，纯水呈中性 6 不一定，100℃纯水PH=6为中性，PH=7为碱性。 特别说明： 溶液酸碱性本质上取决于C平(H+)和C平(OH-)相对大小，因此不能用 c(H+)等于多少来判断溶液酸、碱性，也不能根据pH大小来判断溶液的酸碱性。 25 ℃ 时，中性溶液的C平(H+)=10-7，PH=7。 c(H＋)与c(OH－)的相对大小 c(H＋)的范围(25 ℃ ) pH的范围（25 ℃） 中性溶液 c(OH－) c(H＋) c(H＋) 1.0×10－7 mol·L－1 酸性溶液 c(OH－) c(H＋) c(H＋) 1.0×10－7 mol·L－1 碱性溶液 c(OH－) c(H＋) c(H＋) 1.0×10－7 mol·L－1 归纳总结 室温下，溶液酸碱性与C平(H+)和PH关系 = > < = PH=7 > PH<7 < PH>7 【例】室温条件下，测得强碱NaOH溶液的浓度为1.0×10-3mol·L-1,计算该溶液的PH。 解：NaOH=== Na+ + OH- C/mol·L-1 1.0×10-3 1.0×10-3 因为 KW=C平(H+)•C平(OH-) 所以 C平(H+)= PH=-lgC平(H+)= KW C平(OH-) 1.0×10-14 1.0×10-3 = =11.0 KW C平(OH-) 答：该溶液的PH为11.0 。 PH的简单计算 思考交流 可以通过哪些方法判断溶液的酸碱性？ （2）广泛pH试纸:测量出溶液的整数pH （3）pH计(酸度计):精确测定溶液pH （1）酸碱指示剂:估计溶液的pH范围 3.溶液酸碱度的测定方法 甲基橙 石蕊 酚酞 变色范围(pH) 3.1~4.4 5.0~8.0 8.2~10.0 （1）酸碱指示剂:估计溶液的pH范围 常见指示剂 pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 甲基橙 红色 橙色 黄色 石蕊 红色 紫色 蓝色 酚酞 无色 浅红色 红色 （2）广泛pH试纸:测量出溶液的整数pH 使用方法： 用镊子撕取一小片pH试纸放于洁净干燥的表面皿（或玻璃片）上，用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点在试纸中部，待试纸显色稳定后与标准比色卡对比，读出pH。 注意： ①试纸不能用水润湿 ②不能将试纸伸到溶液中 ③广泛pH试纸只能读出整数 （3） pH计(酸度计):精确测定溶液pH 水与水溶液 水的电离 电解质 水的离子积： 定义、表达式、影响因素 影响因素： 温度、溶质浓度 强电解质 弱电解质 电离方程式的书写 c(H+) ＝ c(H+) c(H+) ＞ c(H+) c(H+) ＜ c(H+) 中性 酸性 碱性 溶液的酸碱性 测定方法 酸碱指示剂 pH试纸 pH计 知识总结 ZHI SHI ZONG JIE 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 40 $