3.2.1水的电离 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

3.2.1 水的电离 好难 在水溶液中，酸、碱和盐全部或部分以离子形式存在 酸、碱、盐都属于电解质 H3O+ Cl− 做溶剂的水是全部以分子形式存在， 还是部分以离子形式存在呢? 如何验证？ CH3COOH CH3COO− H3O+ 水的电离 可通过水的导电性实验或者测定水的电导率，来验证水的存在形式 水的导电性实验中，灯泡几乎不亮 但电流表指针出现微小的偏转 通过手持技术测定纯水的电导率，发现纯水的电导率不为0 纯水大部分以H2O分子的形式存在，但其中也存在着极少量的离子 水的电离 【定量分析认识水的电离】 精密pH试纸可测得，常温下纯水的pH为7 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 水的物质的量: ≈ 55.6 mol n(H2O)＝ 1000g 18g/mol 水的电离度: 1.0×10－7 mol 55.6 mol α = ×100 % ≈1.7×10－7 % 水的电离是非常微弱的 平均每5.6×108个水分子中，只有1个水分子电离 水的电离 1. 水的电离 水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离 2. 电离方程式 + + 2H2O OH－ H3O+ H+为裸露的质子，易与水分子结合形成 H3O+ (水合氢离子) H2O ＋ H2O H3O＋ ＋ OH－ 简写： H2O H＋ ＋ OH－ 水的电离 3.水的电离特点 ① 难 ③等 ②逆 ④吸 由水电离出的H+和OH-相等，c(H+)水 = c(OH-)水 水与其他弱电解质一样，存在电离平衡 极难电离，非常微弱 可逆过程 水的电离是吸热过程，△H＞0 水的电离 【思考】如何衡量水的电离程度？ 水的电离平衡常数如何表示？ 电离度、电离平衡常数均可以体现弱电解质的电离程度 H2O H＋ ＋ OH－ K电离 = c(H+) · c(OH-) c(H2O) 对于纯水和稀溶液，c(H2O)为55.6mol/L，通常认为这是常数 整理得 c(H+)·c(OH-) K电离 · c(H2O) = 也是一个常数 水的离子积(常数) 水的离子积常数 在一定温度下，水中c(H+)和c(OH－)的乘积是一个常数， 这个常数叫做水的离子积常数，简称水的离子积，用Kw 表示 1. 定义 2.表达式 = c(H+)· c(OH-) Kw c(H+)表示溶液中总H+浓度 ，c(OH-)表示溶液总OH-浓度 【注意】 3.适用范围 适用于纯水和稀的电解质溶液 由水电离出的c(H+)和c(OH-)始终相等 在任何溶液中，溶液中c(H+)与c(OH-)的乘积均为常数 即 Kw = c (H＋)溶液·c (OH―)溶液 水的离子积常数 4.影响水的离子积常数的因素 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 表3-1 不同温度下水的离子积常数 Kw 只受温度影响 H2O ⇌ H+ + OH- △H＞0 随着温度升高，Kw增大 100℃时：Kw =1×10-12 25℃纯水中，c(H+) ___ c(OH-) = ____________mol/L KW = 1×10-14 常温下(25℃)时： 100℃纯水中：c(H+) c(OH-) = ____________mol/L = 1×10-7 = ＞1×10-7 1×10-6 任意温度、任何溶液中，由水电离出的 c水(H+) =c水(OH-) 水的离子积常数 5.影响水的电离平衡的因素 ① 温度 水的电离是吸热的，升温促进电离 越热越电离 ② 同离子效应 加入酸、碱、强酸的酸式盐， 抑制水的电离， Kw不变 Kw增大 ③ 加入活泼金属 促进水的电离 Kw不变 水的离子积常数 5.影响水的电离平衡的因素 H2O ⇌ H+ + OH- △H＞0 条件改变 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) c(H+)与 c(OH-)大小 水的电离程度 Kw 升温 通入HCl(g) 加 NaOH(s) 加 NaHSO4(s) 加金属Na 加NaCl(s) 增大 → 减小 增大 ← c(H+)=c(OH-) 增大 增大 增大 减小 c(H+)＞c(OH-) 不变 减小 ← 减小 增大 c(H+)＜c(OH-) 不变 减小 ← 增大 减小 c(H+)＞c(OH-) 不变 减小 → 增大 c(H+)＜c(OH-) 增大 不变 不移动 不变 不变 c(H+)=c(OH-) 不变 不变 【思考】如温度不变， 25 ℃，水中加入酸或碱，水的离子积常数Kw如何变化？ 溶液中 c(H＋)、c(OH－)如何变化？试通过图像分析 c(OH-)/mol·L-1 c(H＋)/mol·L-1 温度不变时，Kw不变； 水的离子积常数 1×10-7 1×10-7 加入酸： 溶液中 c(H＋)↗，c(OH－)↘ 加入碱： 溶液中 c(H＋)↘，c(OH－)↗ a b c 6.从图像理解水的离子积常数 水的离子积常数 c(OH-)/mol·L-1 c(H＋)/mol·L-1 10-7 10-6 a b c d e T1 T2 (1)曲线上的任意点(如a、b、c)的Kw ________，即c(H＋)·c(OH－)_______， 温度______ 相同 相同 相同 T1=25℃ Kw = 1×10-14 (2)曲线外的任意点(如 d )与曲线上任意点：Kw ，温度 。 不同 不同 ① a点溶液 ② b点溶液 ③ c点溶液 c(H+) = c(OH-)，为中性 c(H+)＞c(OH-)，呈酸性 c(H+)＜c(OH-)，呈碱性 ④加入酸，能引起_________ 的变化 加入碱，能引起_________ 的变化 a→b a→c 引起a→e变化 温度升高 10-6 10-7 例1 一定温度下，水溶液中和 的浓度变化曲线 如图所示，下列说法正确的是( )。 B A.升高温度，可能引起由向 的变化 B.该温度下， 点溶液呈酸性 C.该温度下，水的离子积常数为 D.该温度下，稀释溶液可能引起由向 的变化 课堂练习 【导学】P68 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 14 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1） 升高温度，若增大到，则纯水电离出的 。( ) √ （2） 时，若溶液中 ，则溶液中 。( ) √ （5） 在不同溶液中，、可能不同，但任何溶液中由水电离出的 与 一定相等。( ) √ 课堂练习 【导学】P66 效果检测 【课本】P70 1. 在氨水中存在的粒子有_________________________________________； 在氯水中存在的粒子有_________________________________________ NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、H+ Cl2、HClO、H2O、Cl-、ClO-、H+、OH- 水的离子积常数的应用 水的离子积适用于纯水，也适用于电解质的稀溶液， 即在在常温下，稀溶液中c(H+)与c(OH-)的乘积总是1×10-14 Kw = c (H＋)溶液·c (OH―)溶液 (1)酸或碱均抑制水的电离 但c水(H＋)＝c水(OH－) (2)酸溶液中 c酸(H＋)认为是c总(H＋) c水(H＋) = c水(OH－) = Kw c总(H＋) (3)碱溶液中 c酸(OH-)认为是c总(OH-) c水(OH－) = c水(H＋) = Kw c总(OH-) 水的离子积常数的应用 计算酸(或碱)溶液中水电离的c水(H＋)或c水(OH－) 【例1】25 ℃时，0.1 mol/L稀盐酸中，计算水电离的c水(H＋)、c水(OH－) c总浓度(H＋) ≈ c(HCl) ＝ 0.1 mol/L 溶液中OH－全部由水电离产生，即c总(OH－)=c水(OH－) c水(OH－) = 1×10-14 0.1 ＝1.0×10－13mol/L c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－13mol/L 0.1 10-13 10-13 酸电离的H＋抑制水的电离 = Kw c总(H＋) 水的离子积常数的应用 【例2】25 ℃时，0.1 mol/LNaOH溶液中，计算水电离的c水(H＋)、c水(OH－) 计算酸(或碱)溶液中水电离的c水(H＋)或c水(OH－) 0.1 10-13 10-13 c总浓度(OH－) ≈ c(NaOH) ＝ 0.1 mol/L 溶液中H＋全部由水电离产生，即c总(H＋)=c水(H＋) c水(H＋) = 1×10-14 0.1 ＝1.0×10－13mol/L c水(OH－)＝c水(H＋)＝1.0×10－13mol/L 碱电离的OH－抑制水的电离 = Kw c总(OH－) 【思考】25℃时，由水电离出的c水(H+)=10-12 mol/L 的溶液显什么性？ 水的离子积常数的应用 可能是酸性 也可能是碱性 如 0.01mol/L的HCl c(H+)总 = 0.01mol/L c(H+)水 = c(OH-)水 = Kw /c(H+)总 = 10-12 mol/L 如 0.01mol/L的NaOH c(OH-)总 = 0.01mol/L c(OH-)水 = c(H+)水 = Kw /c(OH-)总 = 10-12 mol/L ①室温下，中性溶液中， c水(H＋)=c水(OH-) =1×10-7mol/L ②室温下，酸性或碱性溶液中， c水(H＋)=c水(OH-) <1×10-7mol/L 例2 对于常温下 的硝酸溶液： （1） 若升温到，溶液中的，则 时水的离子积约 为__________。 [解析] 的硝酸溶液，若升温到 ， 。 （2） 该溶液中硝酸电离出的与电离出的 之比为_______。 [解析] 水电离出的等于水电离出的，即 ， 所以该溶液中硝酸电离出的与水电离出的之比为 。 课堂练习 【导学】P68 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 20 （3） 该溶液中水电离出的与的硝酸溶液中水电离出的 之比为 ________。 [解析] 的硝酸溶液中水电离出的为， 的硝酸溶液 中，故 的硝酸溶液与 的硝酸溶液中水电离出的之比为 。 （4） 加水稀释，水的电离平衡______（填“正向”“逆向”或“不”）移动。 正向 [解析] 加水稀释时，硝酸溶液中 减小，对水的电离的抑制作用减弱，水的电离 平衡正向移动。 课堂练习 【导学】P68 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 21 $