第3章 第2节 第1课时 水的电离（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（人教版 浙江专版）

本讲义聚焦水的电离平衡及水的离子积常数（Kw）核心知识点，从水的电离平衡理论模型出发，系统梳理Kw的概念、表达式及影响因素，分析温度、酸、碱等外界条件对水的电离平衡的影响，最终落脚于Kw在计算酸碱溶液中水电离离子浓度的应用，构建从理论到定量应用的学习支架。 该资料以科学思维为核心，通过表格对比不同条件对水电离平衡的影响，结合判断题强化概念辨析，借助计算题（如25℃时0.1mol/L HCl溶液中水电离H+浓度的计算）培养证据推理能力。课中助力教师引导学生建立定量分析思维模型，课后学生可通过习题巩固知识，有效查漏补缺，提升对水的电离及Kw应用的理解。

第二节　水的电离和溶液的pH 第1课时　水的电离 [核心素养发展目标]　1.通过电离平衡理论模型认识水的电离平衡及其影响因素，知道水的离子积常数。2.能用Kw计算一定温度、一定浓度酸碱溶液中水电离的氢离子(或氢氧根离子)浓度，建立从定量的视角分析外因对水的电离平衡影响的思维模型。 一、水的电离　水的离子积 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水大约有1.0×10-7 mol发生电离，请计算常温下纯水的电离度。 答案　1 L水中含有水的物质的量为≈55.6 mol，则水的电离度为×100%≈1.8×10-7%。 (2)水的电离为吸热过程，自身电离示意图如下： 电离方程式：H2O+H2OH3O+ +OH-，  简写为H2OH++OH-。 (3)水的电离平衡常数表达式：K=，纯水及稀溶液中c(H2O)视为常数，则c(H+)·c(OH-)=K·c(H2O)为新的常数，用Kw表示。 2.水的离子积常数 概念 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，这个常数叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作Kw 表达式 Kw=c(H+)·c(OH-)，25 ℃时，Kw=1.0×10-14 影响因素 只与温度有关，升高温度Kw增大，与溶液的酸碱性无关 适用范围 适用于纯水和稀的电解质溶液 3.外界条件对水的电离平衡的影响 运用电离平衡理论，分析改变下列条件对水电离平衡的影响，并填写下表： 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 右移 增大 增大 增大 增大 加入HCl(g) 左移 增大 减小 减小 不变 加入NaOH(s) 左移 减小 增大 减小 不变 加入活泼金属(如Na) 右移 减小 增大 增大 不变 加入NaHSO4(s) 左移 增大 减小 减小 不变 (1)升高温度，水的电离程度减小(　　) (2)向水中加入少量氨水，水的电离平衡逆向移动，c(OH-)降低(　　) (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-的浓度总是相等的(　　) (5)室温下，0.1 mol·L-1HCl溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液中水的电离程度相等(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ 1.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：　　　　　　　　。  答案　(1)增大　(2)增大　(3)先增大后减小 (4)减小 2.(1)观察下表，填空。 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 ①解释上表中Kw数值随温度升高而增大的原因：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。 ②100 ℃纯水中：c(H+)=c(OH-)>1.0×10-7 mol·L-1。 ③某温度下，纯水中的c(H+)=6.1×10-7mol·L-1， 此时水中c(OH-)为6.1×10-7mol·L-1，此时水的温度最接近90 ℃。 (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。 答案　有，溶液中存在水的电离平衡：H2OH++OH-。 二、水的离子积常数的应用 1.计算酸(或碱)溶液中水电离的c水(H+)或c水(OH-) (1)25 ℃时，0.1 mol·L-1的稀盐酸中， 水电离的c水(H+)、c水(OH-)各为多少？ (2)25 ℃时，0.01 mol·L-1的 NaOH 溶液中， 水电离的 c水(H+)、c水(OH-)各为多少？ 答案　(1)c水(H+)=c水(OH-)=1.0×10-13 mol·L-1 (2)c水(H+)=c水(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1 解析　(1)溶液中H+的总浓度为c(H+)=c水(H+)+cHCl(H+)，由于酸溶液中水电离的H+浓度很小可忽略，溶液中H+的总浓度为c(H+) ≈c(HCl)= 0.1 mol·L-1，c(OH-)== mol·L-1=1.0×10-13mol·L-1，酸溶液中的OH-全部由水电离产生。c水(OH-)=c水(H+)=1.0×10-13 mol·L-1，酸电离的H+抑制水的电离。 (2)0.01 mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)≈c(NaOH)=0.01 mol·L-1，c(H+)== mol·L-1=1.0×10-12mol·L-1，碱溶液中的H+全部由水电离产生。c水(H+)=c水(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1，碱电离的OH-抑制水的电离。 酸或碱溶液中c水(H+)、c水(OH-)的计算方法 (1)在酸或碱溶液中水的电离虽然受到抑制，但c水(H+)=c水(OH-)。 (2)酸溶液中c水(H+)=c水(OH-)=(忽略水电离出的H+的浓度)，酸电离的H+浓度认为是溶液中总c(H+)。 (3)碱溶液中c水(OH-)=c水(H+)=(忽略水电离出的OH-的浓度)，碱电离的OH-浓度认为是溶液中总c(OH-)。 2.水的电离平衡曲线的理解与识别 某温度下，水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。 (1)曲线上的任意点(如a、b、c)的Kw都相同，即c(H+)·c(OH-)相同，温度相同。 (2)曲线外的任意点(如d)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不变，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。 1.25 ℃时，在0.01 mol·L-1硫酸溶液中，水电离出的H+浓度是(　　) A.0.02 mol·L-1 B.5×10-13 mol·L-1 C.1×10-7 mol·L-1 D.1×10-12 mol·L-1 答案　B 解析　H2SO4电离出的c(H+)=0.02 mol·L-1，由Kw=1.0×10-14可知c(OH-)=5×10-13 mol·L-1，OH-是由水电离产生的，则水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)=5×10-13 mol·L-1。 2.某温度时，水溶液中Kw=4×10-14。则 (1)该温度　　　　(填“高于”“低于”或“等于”)室温(25 ℃)，该温度下纯水中c(H+) = 　　　　　　mol·L-1。  答案　高于　2×10-7 (2)若温度不变， 滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6mol·L-1，则c(OH-)= 　　　　mol·L-1，水电离的c水(H+)=　　　　　 mol·L-1。  答案　8.0×10-9　8.0×10-9 3.在不同温度下的水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。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。  答案　(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　(2)10-10 课时对点练 [分值：100分] [1~10题，每小题5分] 题组一　水的电离与Kw 1.下列说法正确的是(　　) A.水的离子积Kw随温度的改变而变化 B.25 ℃时，只有在纯水中，才有Kw=1×10-14 C.任何温度下，在酸、碱、盐的稀溶液中，都有Kw=1×10-14 D.NaCl溶液中既无OH-也无H+ 答案　A 2.(2025·嘉兴高二期末)与纯水的电离相似，液氨中也存在着微弱的电离：2NH3N+N。一定温度下，液氨的电离达到平衡时，下列有关说法不正确的是(　　) A.c(N)·c(N)是常数 B.存在c(NH3)=c(N)=c(N) C.加入氯化铵固体，液氨的电离平衡逆向移动 D.Na和液氨在一定条件下能发生反应：2Na+2NH3===2NaNH2+H2 答案　B 解析　与水的离子积常数类似，液氨中c(N)与c(N)的乘积只与温度有关，与溶液的浓度无关，所以只要温度一定，液氨中c(N)·c(N) 为常数，A正确；与水的电离类似，液氨中存在三种微粒，c(NH3)≠c()=c()，B错误；加入氯化铵固体，c()增大，电离平衡逆向移动，C正确；与水类似，Na与液氨一定条件下可以反应产生氢气，D正确。 3.25 ℃时，纯水的Kw=1×10-14，100 ℃时，纯水的Kw=1×10-12，这说明(　　) A.100 ℃时水的电离常数较小 B.前者c(H+)比后者大 C.水的电离是一个吸热过程 D.Kw和温度无直接关系 答案　C 解析　由题意知，温度升高Kw增大，即c(H+)·c(OH-)增大，说明H2OH++OH-向右移动，水的电离是吸热过程。 题组二　影响水的电离平衡的因素 4.在100 ℃时，100 mL蒸馏水中c(OH-)=1×10-6 mol·L-1，当改变下列条件之一时，c(OH-)仍然等于1×10-6 mol·L-1的是(　　) ①温度降低到25 ℃ ②加入10-6 mol烧碱固体，保持100 ℃ ③加入10-6 mol氯化钠，保持100 ℃ ④蒸发掉50 mL水，保持100 ℃ A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 答案　B 解析　c(OH-)不变，Kw不变，表明温度不变(100 ℃)，且无酸、碱加入。 5.某温度下，向c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液中c(H+)=1×10-3 mol·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是(　　) A.该温度高于25 ℃ B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-11 mol·L-1 C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离 D.取该溶液加水稀释100倍，溶液中的c(OH-)增大 答案　B 解析　c(H+)=1×10-6 mol·L-1，说明水的电离得到促进，故T>25 ℃，A项正确；c(H+)=1×10-6 mol·L-1，水的离子积常数为1×1，Kw=c(H+)·c(OH-)，当c(H+)=1×1 mol·L-1时，c(OH-)=1×1 mol·L-1，故由水电离出来的c(H+)=1×1 mol·L-1，B项错误；NaHSO4电离生成的氢离子对水的电离起抑制作用，水的电离程度减小，C项正确；温度不变时，Kw不变，加水稀释，c(H+)减小，Kw=c(H+)·c(OH-)不变，所以c(OH-)增大，D项正确。 6.下列微粒中能使水的电离平衡向左移动且溶液中的c(H+)增大的是(　　) A.HS B.Cl- C.Na+ D. 答案　A 解析　A项，HS电离出H+使溶液显酸性，抑制水的电离；B项中Cl-、C项中Na+对水的电离均无影响；D项为OH-，抑制水的电离，使溶液中的c(H+)减小。 7.25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH++OH-，下列叙述正确的是(　　) A.将纯水加热到95 ℃时，Kw变大，c(H+)减小 B.25 ℃时，向纯水中加入稀氨水，水的电离平衡逆向移动，c(OH-)增大，Kw变小 C.保持温度不变，向纯水中加入少量NaOH固体，c(OH-)增大，Kw不变 D.向纯水中加入盐酸，可抑制水的电离；加入醋酸，可促进水的电离 答案　C 解析　向纯水中加入稀氨水，温度不变，Kw不变，B错误；向纯水中加入少量NaOH固体，c(OH-)增大，抑制水的电离，温度不变，Kw不变，C正确；强酸、弱酸均抑制水的电离，D错误。 题组三　水的离子积常数的应用 8.313 K时，Kw=3.0×10-14，则在313 K时，c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1的溶液(　　) A. c(H+)＞c(OH-) B. c(H+)=c(OH-) C. c(H+)＜c(OH-) D.无法判断 答案　C 解析　c(OH-)===3.0×10-7， c(H+)<c(OH-)。 9.某温度下，水溶液中的c(H+)=10x mol·L-1，c(OH-)=10y mol·L-1。x与y的关系如图所示。该温度下0.01 mol·L-1 NaOH溶液的c(H+)为(　　) A.10-10 mol·L-1 B.10-11 mol·L-1 C.10-12 mol·L-1 D.10-13 mol·L-1 答案　D 解析　由图可知，当x=-5时，y=-10，故Kw=10-5×10-10=10-15。0.01 mol·L-1 NaOH溶液中c(OH-)=10-2 mol·L-1，故c(H+)==mol·L-1=10-13 mol·L-1。 10.25 ℃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纯水中，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 答案　A 解析　25 ℃时，0.5 mol·L-1的H2SO4溶液中c(H+)=1 mol·L-1，由水电离出的c水(H+)=10-14 mol·L-1；0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1，由水电离出的c水(H+)=10-13 mol·L-1；NaCl溶液和纯水中由水电离出的c水(H+)均为10-7 mol·L-1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H+)(即发生电离的水的物质的量)之比为10-14∶10-13∶10-7∶10-7=1∶10∶107∶107。 [11~13题，每小题7分] 11.一定温度下，用水稀释0.1 mol·L-1的一元弱酸HA溶液，随着稀释的进行，下列一定增大的是(　　) A.Kw B. C. D.c(OH-) 答案　D 解析　温度不变，Kw不变，A项不符合题意；根据Ka=，推出==减小，B、C项不符合题意；加水稀释时HA的电离程度增大，但是c(H+)减小，由Kw不变可知c(OH-)增大，D项符合题意。 12.在-50 ℃时液氨存在着以下平衡：2NH3N+N。平衡时，阴、阳离子的浓度均为1×10-15 mol·L-1。液氨与金属钠会发生反应：2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑。下列有关液氨的叙述正确的是(　　) A.-50 ℃时，其离子积为1×10-15 B.-50 ℃时，其离子积为1×10-30 C.-50 ℃时，在液氨中加入少量NaNH2并溶解后，液氨的离子积将变大 D.-50 ℃时，在液氨中加入少量金属钠并溶解后，液氨中的c(N)减小 答案　B 解析　-50 ℃时，液氨中c(N)=c(N)=1×1 mol·L-1，故液氨的离子积为1×10-15×1×10-15=1×10-30，A错误、B正确；温度不变时，液氨的离子积不变，C错误；液氨与金属钠发生反应：2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑，c(N)增大，D错误。 13.某温度下，重水(D2O)的离子积常数为1.6×10-15，则在该温度下，下列叙述正确的是(　　) A.该温度下，纯净的重水中，c(D+)>10-7 mol·L-1 B.0.01 mol NaOD溶于重水配成1 L溶液，其c(D+)=10-12mol·L-1 C.0.01 mol DCl溶于重水配成1 L溶液，重水电离的c重水(D+)=10-12 mol·L-1 D.纯净的重水中，c(D+)·c(OD-)<10-14 答案　D 解析　该温度下，c(D+)= mol·L-1=4×10-8 mol·L-1<10-7 mol·L-1，A错误；该温度下，0.01 mol·L-1 NaOD溶液中c(OD-)=0.01 mol·L-1，c(D+)= mol·L-1=1.6×10-13 mol·L-1，B错误；c重水(D+)=c重水(OD-) = mol·L-1=1.6×10-13 mol·L-1，C错误；该温度下重水的离子积为1.6×10-15<10-14，D正确。 14.(15分)(2024·杭州四中高二期中)(1)25 ℃时，0.100 mol·L-1的NaOH溶液中由水电离出的c(H+)=　　　　　　　　　　mol·L-1，向其中加入0.100 mol·L-1的盐酸直至过量，水的电离程度变化情况为　　　　　　　　。  (2)若在木卫六上某地，水的离子积常数Kw=1.0×10-12，利用我们的地球经验，木卫六上该地的温度　　　　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)25 ℃。  (3)某温度下Kw=1×10-12，将0.02 mol·L-1的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，所得混合液的c(H+)=　　　  mol·L-1。 (4)常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.4×10-2，Ka2=6.0×10-8，用NaOH溶液吸收SO2，得到pH=9的Na2SO3溶液，试计算溶液中=　　　　　　　　。  答案　(1)1×10-13 　先增大，后减小　(2)大于　(3)1×10-10　(4)60 解析　(1)25 ℃时，0.100 mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=0.100 mol·L-1，所以由水电离出的c(H+)== mol·L-1=1×10-13 mol·L-1，向其中加入0.100 mol·L-1的盐酸直至过量，溶液由碱性变到中性，盐酸过量则酸性增强，所以水的电离程度变化情况为先增大，后减小。(2)若在木卫六上某地，水的离子积常数Kw=1.0×10-12，利用我们的地球经验，地球上常温下水的离子积常数Kw=1.0×10-14，所以水的离子积常数增大，温度应该升高，促进水的电离，故木卫六上该地的温度大于25 ℃。(3)某温度下Kw=1×10-12，将0.02 mol·L-1的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，假设体积为V L，Ba(OH)2+NaHSO4===BaSO4↓+NaOH+H2O，反应得到的氢氧化钠的物质的量等于氢氧化钡的物质的量，即0.02 V mol，混合后溶液中氢氧根离子的浓度为0.01 mol·L-1，得c(H+)= =mol·L-1=1×10-10mol·L-1。(4) 常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.4×10-2，Ka2=6.0×10-8，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，即c(H+)=10-9 mol·L-1，溶液中===60。 15.(14分)在水的电离平衡中，c(H+)和c(OH-)的关系如图所示。 (1)A点水的离子积为1.0×10-14，B点水的离子积为　　　　　。造成水的离子积变化的原因是　　　　。  (2)下列说法正确的是　　　　(填字母)。  a.图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B>A>D b.AB线上任意点的溶液中c(H+)=c(OH-) c.图中温度T1>T2 (3)T2时，若向纯水中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？为什么？　　　　。  (4)T2时，若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1，则由水电离产生的c(H+)=　　　　　　　　。  (5)若从A点到D点，可采用的措施是　　　　(填字母)。  a.升温 b.加入少量的盐酸 c.降温 d.加入少量的NaOH 答案　(1)1.0×10-12　水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，即水的离子积增大　(2)b (3)否，加入盐酸，c(H+)>c(OH-)，所以体系不可能处于B点位置　(4)2×10-9 mol·L-1　(5)b 学科网（北京）股份有限公司 $