3.2.1 水的电离和溶液的酸碱性 课件-2026-2027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 水的电离和溶液的酸碱性 人教版 高二年级 选择性必修一 Z 1.了解水的电离过程及水的离子积常数的含义，并能用Kw进 行简单计算。 2.了解水电离的影响因素，会分析外界因素对水的电离平衡 的影响。建立溶液酸碱性判断的思维模型。 教学目标： 重点： 难点： 水的离子积、溶液的酸碱性 溶液酸碱性判断。 教学目标与重难点 水是生命之源，从化学角度来说关于水你有哪些认识？ H2O H-O-H 纯水无色无味 水是良好的溶剂 水是弱电解质 课堂引入 思考1：水是弱电解质，怎么通过实验证明？ 水的导电性实验 指针偏转 灯泡未亮 电导率仪 蒸馏水 0.033mS/cm 0.1mol/L 醋酸 1.183mS/cm 定性分析：纯水电离出了极少的离子 水的电离 H2O + H2O H3O+ + OH- H2O H+ + OH- 水的电离平衡： 表示方法： 思考2：1L水电离了多少氢离子呢？ 常温时，用pH计测蒸馏水pH=7.00（小数点后两位） 水的电离 c(H+) =1.0×10−7mol/L 5亿个水分子才电离出1个氢离子，电离程度极小 pH=-lgc(H+) 思考3：根据pH与c(H+)的关系，计算常温下 1L 纯水中的n(H+) n(H2O)= 1000 g 18 g·mol−1 =55.6mol n(H+) =1.0×10−7mol 在1L 水中 c(H2O) = 1000 g 18 g·mol−1 1 L 思考4：计算纯水的浓度 =55.6mol/L 水的电离 水的电离平衡 H2O ⇌ H+ + OH− 水的电离平衡常数表达式 K电离 = c(H+)·c(OH−) c(H2O) 电离程度极小 Kw =c(H2O)·K电离= c(H+)·c(OH−) 水的离子积常数 C水(H+) =C水(OH−) =1.0×10−7mol/L× 1.0×10−7mol/L =1.0×10−14 纯水或稀溶液中c(H2O)为55.6mol/L 思考5：已知常温下水的pH为7，试计算常温下水的离子积常数 Kw =c(H+)·c(OH−) 水的离子积 思考6：为什么强调常温？ 不同温度下，水的离子积常数 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7：结合数据分析水电离是吸热还是放热? 吸热过程 H2O(l) ⇌ H+(aq)+OH−(aq) ΔH>0 25 ℃下， Kw =1.0×10-14 100℃下， Kw =55×10-14 ≈ 1.0×10-12 思考8：计算100℃时纯水中的c(H+)、 c(OH-)分别是多少？pH为？ 1.0×10−6mol/L 6 中性溶液 水的离子积 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 _____ ____ ____ ____ ____ 加入HCl(g) ____ ____ ____ ____ ____ 加入NaOH(s) ____ ____ _____ ____ ____ 加入金属Na ____ _____ ____ ____ ____ 加入Na2CO3(s) ____ _____ _____ ____ ____ 加入AlCl3(s) ____ _____ _____ ____ ____ 右移 左移 左移 右移 右移 增大 增大 减小 减小 减小 增大 减小 增大 增大 增大 增大 减小 减小 增大 增大 增大 不变 不变 不变 不变 思考9：根据25℃纯水的电离，填写表格 右移 增大 减小 增大 不变 H2O(l) ⇌ H+(aq)+OH−(aq) ΔH>0 ①升温、加弱酸阴离子或弱碱阳离子促进水的电离（平衡右移） ②加酸加碱抑制水的电离（平衡左移） H+与OH-此消彼长 水的离子积 9 水的离子积Kw =c(H+)·c(OH−) 25℃时，Kw ≈ 1×10−14 思考10：上述公式是否适用于稀溶液体系呢? 向0.1mol/L醋酸中通入HCl气体使c(H+)=1mol/L，则c(CH3COO−)是多少? 溶液中总离子浓度 水的离子积也适用于稀溶液，只是应该用溶液中总离子浓度 水的离子积 Kw =c总(H+)·c总(OH−) c(H+)·c(CH3COO−) Ka= c(CH3COOH) c(H+)·c(CH3COO−) ≈ 0.1 水的离子积 思考11：常温下某溶液中由水电离产生的 c水(H+) = 10-12mol/L ，则该溶液呈酸性还是碱性？计算该溶液中 c(H+) 的可能值 溶液酸碱性 c总(H+) Kw 酸性 碱性 c总(H+) = c酸(H+) + c水(H+) Kw =c 酸(H+)·c水(OH−) c总(H+)= c水(H+) Kw =c 水(H+)·c碱(OH−) ≈ c酸(H+) c总(OH−)= c碱(OH−) + c水(OH−) ≈ c碱(OH−) 10-2mol/L 10-12mol/L C水(H+) =C水(OH−) = 10-12mol/L 水的离子积 Kw =c总(H+)·c总(OH−) 水的离子积 ①在0.01mol/L 的HCl溶液中， c(H+)总 = ， c(OH-)总 = ， c(H+)水 = ， c(OH-)水 = 。 1.0×10-12 mol/L 0.01 mol/L 1.0×10-12 mol/L 1.0×10-12 mol/L ②在0.01mol/L 的NaOH溶液中， c(H+)总 = ，c(OH- )总 = ， c(H+)水 = ，c(OH- )水 = 。 0.01 mol/L 1.0×10-12 mol/L 1.0×10-12 mol/L 1.0×10-12 mol/L 练习：已知25℃时，KW =1.0×10−14，根据水的离子积表达式，求解下列各题： 课堂检测 结论： ①向水中加入酸或碱，水电离被抑制了，所以 c水(H+)·c水(OH−) ≠ Kw (小于Kw)， 但c水(H+)=c水(OH−) 和 Kw =c(H+)·c(OH−) 恒成立 ②酸的稀溶液中c(H+)=C总(H+)= C酸(H+)+ C水(H+)≈ C酸(H+) 碱的稀溶液中c(OH−) =C总(OH−)= C碱(OH−)+ C水(OH−)≈ C碱(OH−) 水电离非常弱，可以忽略不计 ③Kw只与温度相关，升高温度，Kw增大 课堂小结 思考12：已知25℃时，Kw=1.0×10-14；100℃下，Kw=1.0×10-12。完成下表   25 ℃纯水 100 ℃纯水 0.01mol·L-1盐酸 0.01mol·L-1NaOH溶液 c(H＋)/mol·L-1 c(OH-)/mol·L-1 pH c(H＋) 、c(OH-) 的相对大小 c(H＋) c(OH-) c(H＋) c(OH-) c(H＋) c(OH-) c(H＋) c(OH-) 溶液的酸碱性 1×10-7 中性 1×10-7 ＝ 0.01 < > 碱性 酸性 ＝ 1×10-6 1×10-6 中性 7 6 2 1×10-12 1×10-12 0.01 12 溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小 pH=-lgc(H+) 溶液的酸碱性 中性 酸性 碱性 [H+] mol/L pH 100 10-1 10-2 10-3 10-14 10-4 10-13 10-11 10-12 10-10 10-9 10-8 10-5 10-6 10-7 0 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 6 适用范围：1×10-14 mol·L-1 ≤ c(H+) ≤1 mol·L-1的溶液 常温下溶液的酸碱性与c(H+) pH=7， c(H+) = c(OH-)，溶液显中性 pH<7， c(H+) > c(OH-)，溶液显酸性 pH>7， c(H+) < c(OH-)，溶液显碱性 室温下 溶液的酸碱性 定性测量：酸碱指示剂 酸碱指示剂只能粗略测定溶液的pH范围，不能准确测定出pH的具体值 指示剂 变色范围(pH) 遇酸的颜色 遇碱的颜色 甲基橙 石蕊 酚酞 3.1 4.4 橙色 红色 pH<3.1 黄色 pH>4.4 5.0 8.0 紫色 红色 pH<5.0 蓝色 pH>8.0 8.2 10.0 粉红色 无色 pH<8.2 红色 pH>10.0 思考13：测定溶液的酸碱性有哪些方法？ 溶液的酸碱性 精密试纸：读至小数点后1位 广泛试纸：读整数 资料卡片 读至小数点后2位 资料卡片 思考14：如何使用pH试纸 思考15：为什么强调干燥？润湿是否一定会有误差？ 有水会稀释溶液，测量不准；若为中性溶液则无影响 取一张pH试纸放在干燥洁净的玻璃片(表面皿)上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸中央，当试纸变色稳定后立即与标准比色卡对照，读出pH 溶液的酸碱性 pH 酸碱性的应用 洗发液选接近中性，护发素选微酸性 应用领域 应用实例 人体健康调节 如洗发时人们用的护发素主要功能是调节头发的pH，使之达到适宜的酸碱度 环保治理污水 酸性或碱性废水的处理常常利用中和反应 农业生产调节 不同作物生长对土壤的pH范围有不同的要求 科学实验和工业生产 溶液pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个重要因素 酸碱性的应用 1、现有下列物质①100 ℃纯水，②25℃ 0.1 mol·L-1 盐酸，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)； 能抑制水的电离的是__________, ①　 ②③④　 2、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的c(H+)大小关系为： ①盐酸 ②醋酸溶液 ③硫酸溶液 ④氢氧化钠溶液 ② ＞ ① =④ ＞ ③ 3、25 ℃时，下列溶液碱性最强的是(　　) A、pH=11 的溶液 B、c(OH-)=0.12 mol/L的溶液 C、含有 4 g NaOH的 1 L 溶液 D、c(H+)=1×10-10 mol/L的溶液 B 课堂检测 3、25℃，Kw =c(H+)·c(OH−) =1×10−14，以c(OH−) 和c(H+)为横纵坐标画图。 ①溶液显中性的点是      ②要使得b→c移动，需要      要使得b→a移动，需要      要使得b→d移动，需要      A、温度不变，向体系中加Na B、温度不变，向体系中加HCl C、温度不变，向体系中加NaOH D、给体系升温 b d AC B D ③请比较图中各点Kw大小 d>a=b=c a b c d 课堂检测 $