专题3 第1单元 第3课时 水的电离平衡（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（苏教版 闽桂蒙陕冀专版）

本高中化学讲义聚焦水的电离平衡核心知识点，系统梳理水的电离本质（极弱电解质及电离方程式）、离子积常数（概念、表达式、影响因素）、外界条件（温度、酸、碱、盐等）对电离平衡的影响，以及Kw在计算水电离离子浓度和分析电离平衡曲线中的应用，构建完整知识脉络。 该资料通过表格对比条件对平衡的影响、判断题强化概念、思考题引导深度理解、分层题组练习，以“科学思维”培养证据推理与模型认知能力，如通过曲线分析题建构电离平衡模型，“化学观念”渗透平衡思想。课中辅助教师系统授课，课后助力学生巩固知识，查漏补缺。

第3课时　水的电离平衡 [核心素养发展目标]　1.认识水的电离，了解水的离子积常数。2.能运用弱电解质的电离模型分析水的电离，分析外界条件对水的电离平衡的影响。3.会计算酸碱溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)，能分析水的电离平衡曲线。 一、水的电离平衡 1.水的电离 (1)水是一种极弱的电解质。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-。 (2)水的电离平衡常数表达式：K=，纯水和稀溶液中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，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 适用于纯水和任何稀的电解质水溶液 3.外界条件对水的电离平衡的影响 分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH-　ΔH>0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，若Kw增大到10-12，则纯水电离出的c(H+)=10-6 mol·L-1(　　) (2)在纯水中加入少量酸，水的电离平衡逆向移动，c(OH-)减小，Kw减小(　　) (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)在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变(　　) (5)温度一定时，在纯水中通入少量SO2，水的电离平衡不移动，Kw不变(　　) (6)室温下，0.1 mol·L-1的HCl溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ 1.水是一种极弱的电解质，能发生微弱电离。实验证明，常温下，水中c(H+)约为1.0×10-7 mol·L-1，试计算常温下水的电离度(α)。 提示　1 L水含有水的物质的量n(H2O)=，所以α=×100%=1.8×10-7%。 2.水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)中H+和OH-一定是水电离出来的吗？ 提示　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。 二、Kw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+)与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？ 提示　(1)HCl===H++Cl-、H2OH++OH-，溶液中H+的总浓度为c(H+)=c水(H+)+cHCl(H+)= 0.1 mol·L-1，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，则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)同样的方法可计算，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，则c水(H+)=c水(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1，碱电离的OH-抑制水的电离。 酸或碱溶液中水电离的H+、OH-的计算方法 Kw表达式中c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中所有H+、OH-的总物质的量浓度，但是一般情况下有： (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Kw=c酸(H+)·c水(OH-)(忽略水电离出的H+的浓度)。 (3)碱溶液中Kw=c水(H+)·c碱(OH-)(忽略水电离出的OH-的浓度)。 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： 请回答下列问题： (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.某温度时，水溶液中Kw=4×10-14。 (1)该温度比室温(25 ℃)高还是低？　　　　(填“高”或“低”)，该温度下纯水中c(H+) = 　　　mol·L-1。  答案　高　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 2.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] [1~9题，每小题5分] 题组一　水的电离平衡及Kw 1.下列说法正确的是(　　) A.水的离子积仅适用于纯水 B.水的电离需要通电 C.升高温度水的离子积一定增大 D.加入电解质一定会破坏水的电离平衡 答案　C 解析　水的离子积适用于稀的电解质溶液及纯水，A项错误；水的电离不需要通电，B项错误；水的电离是吸热过程，升高温度，促进水的电离，水的离子积增大，C项正确；不是所有的电解质都能破坏水的电离平衡，如NaCl，D项错误。 2.25 ℃时，纯水的Kw=1.0×10-14，100 ℃时，纯水的Kw=1.0×10-12，这说明(　　) A.100 ℃时水的电离常数较小 B.前者c(H+)比后者大 C.水的电离过程是一个吸热过程 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，水的电离过程是吸热过程。 3.已知25 ℃时0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)=4.32×10-4 mol·L-1，则该CH3COOH溶液中水的离子积常数(　　) A.小于1×10-14 B.大于1×10-14 C.等于1×10-14 D.无法确定 答案　C 解析　25 ℃时，任何电解质的稀溶液中水的离子积常数都是1×10-14。 题组二　外界条件对水的电离平衡的影响 4.(2024·北京顺义第一中学期中)已知水的电离方程式：H2OH++OH-。下列叙述正确的是(　　) A.升高温度，Kw不变 B.向水中加入氨水，平衡逆向移动，c(OH-)减小 C.向水中加入少量硫酸，c(H+)增大，Kw不变 D.向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H+)降低 答案　C 解析　水的电离为吸热过程，升高温度，促进水的电离，c(H+)和c(OH-)均增大，Kw增大，A项错误；向水中加入氨水，NH3·H2O电离出OH-，c(OH-)增大，平衡逆向移动，B项错误；向水中加入少量硫酸，硫酸电离出H+，c(H+)增大，但温度不变，则Kw不变，C项正确；向水中加入少量CH3COOH，醋酸电离出H+，c(H+)增大，平衡逆向移动，D项错误。 5.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.H]- 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。 6.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。 7.(2024·河北石家庄第十五中学期中)常温下，下列有关50 mL 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液和50 mL 0.05 mol·L-1H2SO4溶液的说法正确的是(　　) A.两者都促进了水的电离 B.两溶液中由水电离出的c(H+)相等 C.0.05 mol·L-1的H2SO4溶液中：c(OH-)=1.00×10-13 mol·L-1 D.加入等体积的水稀释后溶液的c(H+)：CH3COOH溶液>H2SO4溶液 答案　C 解析　醋酸和硫酸电离出的H+对水的电离有抑制作用，所以两者都抑制水的电离，A项错误；醋酸是弱酸，电离出的c(H+)小于0.1 mol·L-1，硫酸是二元强酸，电离出的c(H+)等于0.1 mol·L-1，c(H+)越大，对水电离的抑制作用越强，两溶液对水的电离的抑制程度不同，所以两溶液中由水电离出的c(H+)不相等，B项错误；0.05 mol·L-1的硫酸溶液中，c(H+)=0.1 mol·L-1，则c(OH-)=1.00×10-13 mol·L-1，C项正确；加入等体积的水稀释，虽然促进醋酸的电离，但电离的程度是微弱的，醋酸溶液中c(H+)依然比硫酸溶液中c(H+)小，D项错误。 题组三　Kw的应用 8.(2025·郑州期末)常温下，在0.01 mol·L-1 H2SO4溶液中，由水电离出的氢离子浓度是(　　) A.5×10-13 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1 C.1×10-7 mol·L-1 D.1×10-12 mol·L-1 答案　A 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(H+)=c(OH-)=5×10-13 mol·L-1。 9.下列四种溶液中，室温下由水电离生成的H+浓度之比(①∶②∶③∶④)是(　　) ①c(H+)=1.0 mol·L-1的盐酸　②0.1 mol·L-1的盐酸　③0.01 mol·L-1的NaOH溶液 ④0.001 mol·L-1的NaOH溶液 A.1∶10∶100∶1 000 B.0∶1∶12∶11 C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3 答案　A 解析　①中c(H+)=1 mol·L-1，由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等，等于1.0×10-14 mol·L-1；②中c(H+)=0.1 mol·L-1，由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1；③中c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1，由水电离出的c(H+)与溶液中c(H+)相等，等于1.0×10-12 mol·L-1；④中由水电离出的c(H+)=1.0×10-11 mol·L-1。即(1.0×10-14)∶(1.0×10-13)∶(1.0×10-12)∶(1.0×10-11)=1∶10∶100∶1 000。 [10~12题，每小题6分] 10.室温下，若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14 mol·L-1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是(　　) A.Al3+、Na+、N、Cl- B.K+、Na+、Cl-、N C.K+、Na+、Cl-、[Al(OH)4]- D.K+、N、S、N 答案　B 解析　溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14 mol·L-1，溶液呈酸性或碱性。A项，Al3+与OH-不能大量共存；C项，[Al(OH)4]-与H+不能大量共存；D项，N与OH-不能大量共存。 11.(2024·河北邢台五岳联盟期中)已知T ℃时，0.01 mol·L-1NaOH溶液中c(H+)=10-a mol·L-1，0.1 mol·L-1的HA溶液中=10b，则0.1 mol·L-1的HA溶液中水电离出的c(OH-)为(　　) A.10-(13-a+b) mol·L-1 B.10-(11+a-b) mol·L-1 C.1mol·L-1 D.1 mol·L-1 答案　C 解析　T ℃时，0.01 mol·L-1NaOH溶液中c(H+)=10-a mol·L-1，则Kw=10-(a+2)，0.1 mol·L-1的HA溶液中===10b，因此溶液中c(OH-)=1 mol·L-1，等于水电离出的c(OH-)，C项正确。 12.已知pH=-lg c(H+)，pOH=-lg c(OH-)，不同温度下水的电离平衡图像如图所示。下列说法正确的是(　　) A.各点对应的水的离子积：Kw(f)>Kw(b)=Kw(d) B.T1>T2 C.向b点溶液中加入少量NaOH，其组成由b点向d点移动 D.在T2温度下，pH=10的NaOH溶液中由水电离出的c水(OH-)=1×10-10 mol·L-1 答案　D 解析　根据题图知T2温度下水的离子积为Kw=10-14，分析f点知T1温度下，水的离子积Kw<10-14，故温度：T1<T2，B错误；b和d所处温度相同，水的离子积相同，各点对应的水的离子积：Kw(f)<Kw(b)=Kw(d)，A错误；向b点溶液中加入少量氢氧化钠，溶液中c(OH-)增大，c(H+)减小，其组成不可能由b点向d点移动，C错误；在T2温度下，水的离子积Kw=(10-7)2=10-14，pH=10的NaOH溶液中由水电离出的c水(OH-)=c(H+)= 1×10-10 mol·L-1，D正确。 13.(8分)现有下列物质①100 ℃纯水；②25 ℃ 0.1 mol·L-1 HCl溶液；③25 ℃ 0.1 mol·L-1 KOH溶液；④25 ℃ 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液。 这些物质与25 ℃纯水相比，能促进水电离的是　　　　(填序号，下同)，能抑制水电离的是　　　　，水电离的c(OH-)等于溶液中c(OH-)的是　　　　，水电离的c(H+)等于溶液中c(H+)的是　　　　。  答案　①　②③④　①②　①③④ 解析　水的电离过程吸热，升温，促进水的电离，酸或碱抑制水的电离；强酸溶液中，由于酸电离出的c(H+)远大于水电离出的c(H+)，酸电离的c(H+)可看成溶液中的c(H+)，强碱溶液中，由于碱电离的c(OH-)远大于水电离的c(OH-)，碱电离的c(OH-)可看成溶液中的c(OH-)。 14.(11分)(1)某温度时，水的Kw=1×10-12，则该温度　　(填“>”“<”或“=”)25 ℃，其理由是　　　　　　　　。  (2)该温度下，c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液中的溶质只有NaOH，则由H2O电离出来的c(OH-)=　　　　mol·L-1。  (3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡　　　　(填“向左”“向右”或“不”，下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体，水的电离平衡　　　移动。  (4)25 ℃时，下列0.1 mol·L-1的6种物质的溶液，水电离出的c(H+)由大到小的顺序是　　　　(填序号)。  ①HCl　②H2SO4　③CH3COOH(Ka=1.8×10-5) ④NH3·H2O(Kb=1.8×10-5)　⑤NaOH　⑥Ba(OH)2 答案　(1)>　升温促进水的电离，Kw增大 (2)1×10-7　(3)向右　向右 (4)③=④>①=⑤>②=⑥ 解析　(2)NaOH溶液中由水电离出来的c(OH-)等于溶液中的c(H+)，即为1×10-7 mol·L-1。 (3)Zn与稀硫酸反应过程中，溶液中c(H+)减小，水的电离平衡向右移动。新制氯水中加入少量NaCl固体，平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO向左移动，溶液中c(H+)减小，水的电离平衡向右移动。 (4)25 ℃时，0.1 mol·L-1的盐酸中c(H+)与0.1 mol·L-1 NaOH溶液中c(OH-)相等，故两溶液中水的电离程度相等。同理0.1 mol·L-1 H2SO4和0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等，0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1氨水中水的电离程度几乎相等，酸溶液中c(H+)越大或碱溶液中c(OH-)越大，水电离出的c(H+)就越小，故6种溶液中水电离出的c(H+)由大到小的顺序为③=④>①=⑤>②=⑥。 15.(18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 $