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 化学反应速率与化学平衡 第二节 水的电离和溶液的pH 课时1 水的电离 新课导入 如果用蒸馏水做导电实验，灯泡会亮吗？ 水能否电离？ 水的导电性实验 水的电导率测定 通过纯水中导电实验现象发现：灯泡 不发光 纯水不导电或导电能力弱 纯水能发生微弱的电离 精确的电导性实验 结论：水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离，离子浓度过低，所以纯水不导电。 1.水的电离 (1)水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。 实验证明，常温下1 L水约有1.0×10－7 mol发生电离，请计算常温下纯水的电离度。 1 L 水质量约 1000 g，n(H2O)=≈55.6 mol， 则水的电离度为×100%≈1.8×10－7% 水的电离平衡 水的电离平衡 H2O + H2O H3O+ + OH- 图式： 简写为：H2O H＋+OH－ 水合氢离子 注意： (2)水分子与水分子之间相互碰撞作用而引起电离的发生 (1)由水分子电离出的H+和OH-数目永远相等 即，同一溶液中，C(H+)水=C(OH-)水 (3)水是极弱的电解质，只有极少数水分子发生了电离 精确实验表明：25℃ 时，1L纯水中只有10-7mol H2O分子发生电离 H+为裸质子，不稳定，与水结合，形成H3O+即水合氢离子。 Kw ＝ c(H+)·c(OH-) c(H2O) c(H+)·c(OH-) ＝ Kw ·c(H2O) Kw：水的离子积常数 在一定温度下，水和其他弱电解质一样，也有一个电离常数。 变形 电离前后水的物质的量浓度几乎不变，c(H2O)可视为55.6mol/L 水的离子积 H2O H+ + OH- 表示方法 + + + - 电离常数 常数 常数 分析下表中的数据有何规律，并解释之。 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 54.5 思考·交流 （2） 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 （1）KW只与温度有关，温度越高，Kw越大。 任何溶液中，水电离的c(H+)和c(OH-)始终相等。 （3）KW不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液， 公式中的c(H+)和c(OH-)都表示溶液中总的c(H+)和c(OH-)浓度，而不一定是水电离的c(H+)和c(OH-)。 水的离子积常数 6 由水电离的c(H+)或c(OH－)的计算 【例1】在25℃ 0.1mol/LHCl溶液中：c(H+) = ， c(OH-) = ； c(H+)水= ， c(OH-)水= 。 0.1mol/L 10-13mol/L 10-13mol/L 10-13mol/L 在25℃ 0.1mol/L NaOH溶液中：c(H+)= ， c(OH-)= ； c(H+)水= ， c(OH-)水= 。 10-13mol/L 0.1mol/L 10-13mol/L 10-13mol/L 【例2】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 练一练 7 1．某温度下，测得纯水中的c(H＋)＝2×10－7 mol/L，则c(OH－)为(　　) A．2×10－7 mol/L　　 B．0.1×10－7 mol/L C．0.5×10－7 mol/L D．无法确定 2．纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度，前后两个量的大小关系为(　　) A．大于 B．等于 C．小于 D．不能肯定 A C 注意：任何水溶液中，都存在H＋、OH－。其c(H＋)和c(OH－)不一定相等，但是由水电离出的c(H＋)和c(OH－)却是相等的。 练一练 酸或碱溶液中c水(H+)、c水(OH-)的计算方法 (1)酸或碱均抑制水的电离，但c水(H＋)＝c水(OH－)； (2)酸溶液中c水(H＋)=c水(OH－)= [忽略c水(H＋)]， c酸(H＋)认为是c总(H＋)； (3)碱溶液中c水(OH－)=c水(H＋)= [忽略c水(OH－)]， c碱(OH－)认为是c总(OH－)。 室温下，c水电离(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液呈酸性还是碱性？ 均有可能 归纳总结 水的电离平衡的影响因素 (1)观察下表，填空 ①解释上表中Kw数值随温度升高而增大的原因：____________________ 。 ②100 ℃纯水中：c(H＋) c(OH－) 1.0×10－7 mol·L－1，显 。 ③某温度下，纯水中的c(H＋)＝6.1×10－7 mol·L－1, 此时水中c(OH－)为 mol·L－1，此时水的温度最接近 ℃。 (2)0.1 mol·L－1HCl溶液中有OH－吗？0.1 mol·L－1NaOH溶液中有H＋吗？解释原因。 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 水的电离是吸热过程， 升高温度，水的电离向吸热方向移动，因而Kw增大 ＝ ＞ 中性 6.1×10－7 90 有，溶液中存在水的电离平衡：H2O⇌H＋＋OH－ 条件改变 电离程度 c(H+) c(OH-) Kw 升高温度 通HCl(g) 加少量冰醋酸 加少量NaOH(s) 通NH3(g) 加少量NaCl(s) 加少量CH3COONa(s) 加少量NH4Cl(s) 增大 ↑ 增大 ↑ 不变 ↑ ↓ 减小 不变 ↑ ↓ 减小 不变 ↑ ↓ 减小 不变 ↑ ↓ 减小 不变 不变 不变 不变 不变 ↑ ↓ 增大 不变 ↑ ↓ 增大 同时存在，此消彼长 酸溶液抑制水的电离 碱溶液抑制水的电离 能与水中H+或OH-反应的盐促进水的电离 本 节 研 究 下 节 研 究 水的电离平衡的影响因素 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：_____。 增大 增大 先增大后减小 减小 练一练 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都________，即c(H＋)·c(OH－)_______，温度__________。 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 水的离子积常数应用 水的电离平衡曲线的理解与识别 c(H+)/mol·L-1 c(OH-)/ mol·L-1 1×10-7 1×10-7 0 ②滴加盐酸 常温下，KW = c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14 ①滴加NaOH溶液 1×10-6 1×10-6 T1 T2 T1＜T2 水的离子积常数应用 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 练一练 在不同温度的水溶液中c(H＋)与c(OH－)关系如图。请回答下列问题： (1)曲线Ⅰ代表的温度下，水的离子积为_______，曲线Ⅰ所代表的温度 _____(填“高于”“低于”或“等于”)曲线Ⅱ所代表的温度。 你判断的依据是________________________________ ______________________________________________ ______________________________________________ (2)曲线Ⅰ所代表的温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液 的c(H＋)为________ mol·L－1。 1×10－12 高于 曲线Ⅱ所代表的水的离子积比曲线Ⅰ的小，由于水的电离过程是吸热过程，温度越高，水的离子积越大，故曲线Ⅱ代表的温度低 10－10 练一练 水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是 A.图中对应点的温度关系为a>b B.水的电离常数Kw数值大小关系为b>d C.温度不变，加入少量NaOH可使溶液从c点 变到a点 D.纯水仅降低温度可由b点到d点 √ 练一练 水的电离常数如图所示，曲线上的点都符合c(H＋)·c(OH－)＝常数，下列说法错误的是(　　) A．图中温度：T1＞T2 B．图中五点Kw间的关系：B＞C＞A＝D＝E C．A、B点均代表纯水的电离情况 D．若处在A点时，将0.01 mol·L－1的盐酸与由水电离的c(H＋)＝1.0×10－12 mol·L－1的KOH溶液等体积混合后，溶液显碱性 D 练一练 酸溶液显酸性的原因 练习：室温下，0.1 mol/L的稀盐酸中，求溶液中的c溶液(H+)、c溶液(OH-)，水电离的 c水(H+)、 c水(OH-)？ c溶液(H+) = c水(H+)+ c酸(H+) c溶液(OH-)= c水(OH-) 酸溶液中 H2O H+ + OH- HCl = H+ + Cl- ≈c酸(H+) 加入酸： 多 极少 向水中加入强酸（HCl）后，对水的电离平衡有何影响？ H2O H+ + OH- c溶液(H+)≈c酸(H+)≈ 0.1 mol/L HCl = H+ + Cl- c溶液(OH-) = Kw /c(H+)＝ 1.0×10-13 mol/L 室温下，Kw = 1.0×10-14 由水电离产生的c水(H+)＝c水(OH-)=c溶液(OH-) ＝ 1.0×10-13 mol/L 多 极少 酸溶液显酸性原因： c溶液(H＋)>c溶液(OH-) 酸溶液抑制水的电离 c溶液(H+) = c水(H+) c溶液(OH-)= c水(OH-)+ c碱(OH-) 碱溶液中 H2O H+ + OH- NaOH = Na+ + OH- ≈c碱(OH-) 加入碱： 多 极少 向水中加入强碱（NaOH）后，对水的电离平衡有何影响？ 练习：室温下，0.1 mol/L的NaOH溶液中，求溶液中的c溶液(H+)、c溶液(OH-)， 水电离的 c水(H+)、 c水(OH-)？ H2O H+ + OH- c溶液(OH-)≈c碱(OH-)≈ 0.1 mol/L NaOH = Na+ + OH- c溶液(H+) = Kw /c(OH-)＝ 1.0×10-13 mol/L 室温下，Kw = 1.0×10-14 由水电离产生的c水(H+)＝c水(OH-)=c溶液(H+) ＝ 1.0×10-13 mol/L 多 极少 c溶液(H＋)>c溶液(OH－) 碱溶液显碱性原因： c溶液(H＋)＜c溶液(OH－) 碱溶液抑制水的电离 碱溶液显碱性的原因 c溶液(H+) = c水(H+) c溶液(OH-)= c水(OH-) NaCl溶液中 H2O H+ + OH- NaCl = Na+ +Cl- 加入碱： 向水中加入强碱（NaOH）后，对水的电离平衡有何影响？ NaCl溶液显中性原因： c溶液(H＋)=c溶液(OH－) NaCl对水不促进也不抑制 常温时：KW＝ c(H+) · c(OH-) ＝ 1×10-14 c(H+) ＝ c(OH-) c(H+) ＞ c(OH-) c(H+) ＜ c(OH-) 中性 酸性 碱性 c(H+) =1×10-7 c(H+) ＞1×10-7 c(H+) ＜1×10-7 溶液显酸碱性的原因 体系 溶液中存在的电离反应 总的 c总(H＋) 总的 c总(OH－) 水电离的 c水(H＋) 水电离的 c水(OH－) 25℃ 0.1mol/L盐酸溶液 HCl = H+ + Cl- H2O⇌H++OH- 25℃ 0.1mol/L NaOH溶液 NaOH=Na++OH- H2O⇌H++OH- 0.1 10-13 10-13 10-13 10-13 0.1 10-13 10-13 水的离子积常数 （1）溶液中c总(H＋)和c总(OH－)不一定相等，但水电离的c水(H＋)和c水(OH－)永远相等。 c总(H＋)=c水(H＋)+c酸(H＋)≈c酸(H＋) c总(OH－)=Kw÷c总(H＋) c水(H＋)=c水(OH－)=c总(OH－) c总(OH－)=c水(OH－)+c碱(OH－)≈c碱(OH－) c总(H＋)=Kw÷c总(OH－) c水(H＋)=c水(OH－)=c总(H＋) （2）酸溶液中 （3）碱溶液中 22 Lavf57.71.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.79(fixed_gap:False) $