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

第1课时 水的电离 第二节 水的电离 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 人教版高中化学选择性必修1 1 学习目标 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(重点) 2、能用Kw计算一定温度、一定浓度酸碱溶液中水电离的H＋(或OH－)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(重、难点) 学习目标 在水溶液中，酸、碱和盐全部或部分以离子形式存在，那么，其中的溶剂水是全部以分子形式存在，还是部分以离子形式存在呢?怎样验证你的猜想？ 电流计发生偏转，但是灯泡不亮 现象： 利用手持技术 测定水的电导率 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。 解释： 精确的 纯水导电实验 实验探究 新课引入 水是弱电解质，存在着电离平衡， 任何水溶液中，都存在H2O、H＋ 和 OH－。 H2O H3O＋ H2O OH－ H+为裸露的质子，不稳定， 与水结合形成 H3O+(水合氢离子) O H O H H H H H H H O O + - 1、水的电离实质： 简写为： H2O H＋ + OH－ 水的电离 2、水的电离特点： 弱： 逆： 等： 吸： 水是一种极弱的电解质，只发生微弱的电离。 25℃ 时 1 L 水(约为55.6 mol)，约有 10－7 mol 水分子发生电离(5.56亿个水分子，只有1个发生电离) 水的电离是可逆过程 即，同一溶液中：c水(H＋) = c水(OH－) 水电离出来的 H＋ 和 OH－ 在任何情况下总是相等 水的电离是吸热过程（ΔH＞0） 如何衡量水的电离的限度？ 水的电离 K电离 = c(H＋) · c(OH－) c(H2O) c(H+) · c(OH-) K电离 ·c(H2O) = 整理得： 常数 常数 推导过程 H2O ⇌ H＋ + OH－ 水的电离平衡常数： 纯水及稀溶液中c(H2O)为常数 新的常数：水的离子积常数 水的离子积常数Kw 1、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，叫做水的离子积常数，记作KW，简称水的离子积 Kw = c(H＋) · c(OH－) 2、表达式： water 水 实验测定 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 水的离子积常数Kw 水的电离是吸热的， 升高温度，平衡正向移动，c(H＋) 增大，c(OH-)增大，Kw增大。 3、水的离子积常数的影响因素 Kw只受温度影响，随着温度升高，Kw如何变化？ 增大 25℃纯水中：c(H+) c(OH-) = = 1×10-7 mol·L-1 解释： 25℃(常温)时：Kw =1×10-14 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Kw 4、适用范围： 适用于纯水和稀的电解质溶液 Kw = c(H＋) · c(OH－) 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－全部来自于水的电离。 水的离子积常数Kw 学案19 【例1、2、3】 课堂练习 条件 移动方向 电离程度 c(H+) c(OH-) Kw c(H+) c(OH-) 升温 通入HCl(g) 加 NaOH(s) 加 NaHSO4(s) 加 活泼金属 → ↑ ↑ ↑ ↑ ← ↓ ↑ ↓ 不变 ← ↓ ↑ ↓ 不变 ← ↓ ↑ ↓ 不变 → ↑ ↓ ↑ 不变 4Na+2H2O=4NaOH+H2 2Na+2H+=2Na++H2 分析下列条件的改变对水的电离平衡 H2O ⇌H＋＋OH－ ΔH＞0的影响 = > < > < 外界条件对水的电离平衡的影响 1. Kw只受温度影响，升温，促进水的电离，Kw 增大； 2. 外加酸、碱，抑制水的电离，Kw 不变； 3. 外加能与H+、OH- 反应的物质，促进水的电离，如活泼金属等； 能和水反应且产物为酸或者碱，抑制水的电离，如NH3、CO2等； Kw 不变。 4. 无论水的电离程度是增大还是减小，纯水都呈中性。 H2O H＋ ＋OH－ ∆H＞0 影响水电离平衡的因素： 归纳小结 25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋ ＋OH－ ΔH>0。 下列叙述错误的是(　　) A、将纯水加热到95 ℃时，Kw变大，c(H+)不变 B、向纯水中通入氨，平衡逆向移动，c(OH-)增大，Kw不变 C、在蒸馏水中加少量硫酸氢钠固体，Kw不变，c(H+) 增大 D、向水中滴入少量NaOH溶液，平衡逆向移动，c(H+) 减小 A 课堂练习 稀的酸溶液 室温下，0.01 mol/L的盐酸中，c(OH－)是多少？水电离出的c(H＋)又是多少？ 由于酸溶液中的OH－只来源于水的电离， 所以水电离出的：c水(H＋)＝c水(OH－)＝c溶液(OH－)=1.0×10－12 mol·L－1。 酸中水的电离受到抑制！ 应用一：溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算方法 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 水的离子积常数Kw的应用 稀的碱溶液 在室温下，0.01 mol/L的NaOH溶液中，c(H＋)是多少？水电离出的c(OH－)又是多少？ 碱中水的电离受到抑制！ 由于碱溶液中的H＋只来源于水的电离，所以水电离出的： c水(OH－)＝c水(H＋)=c溶液(H＋)=1.0×10－12 mol·L－1。 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 水的离子积常数Kw的应用 1.在25℃ 0.001mol/L盐酸溶液中： c(H+) = ， c(OH-) = ； c(H+)水= ， c(OH-)水= 。 2.在25℃ 0.001mol/L NaOH溶液中： c(H+)= ， c(OH-)= ； c(H+)水= ， c(OH-)水= 。 0.001mol/L 10-11mol/L 10-11mol/L 10-11mol/L 10-11mol/L 10-11mol/L 10-11mol/L 0.001mol/L 向水中加入的酸中 c(H+) 或碱中 c(OH-) 浓度越大，对水电离的抑制程度越大 向水中加入的酸中 c(H+) 或加入的碱中 c(OH-) 相等时，对水电离的抑制程度相等 课堂练习 在室温下，酸或碱的稀溶液中，由水电离出的c(H＋)和c(OH－)还相等吗？ c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14还成立吗？ 提示　即： c溶液(H＋)≠c溶液(OH－) c水(H＋)＝c水(OH－) c溶液(H＋)·c溶液(OH－)＝1.0×10－14仍然成立。 <1.0×10－7 室温下，由水电离出的c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1的溶液呈 。 酸性或碱性 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 总结 深度思考 ③外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但由水电离出的c(H＋)与水电离出的c(OH－)一定相等。 ①酸溶液中， [ c(H＋)水 + c(H＋)酸 ] ·C(OH-)水 Kw = ②碱溶液中， Kw = C(H＋)水·[ c(OH-)水 + c(OH-)碱 ] 实际计算时，Kw ≈ c(H＋)酸 ·C(OH-)水 实际计算时，Kw ≈ C(H＋)水·c(OH-)碱 ④室温下，由水电离出的c(H＋)＝1×10－12 mol/L（＜1×10－7 mol/L） 的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。 归纳小结 2、室温下，在由水电离产生的H＋浓度为1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是( ) ① K＋、Cl－、NO3－、S2－ ② K＋、Fe2＋、I－、SO42－ ③ Na＋、Cl－、NO3－、SO42－ ④Na＋、Ca2＋、Cl－、HCO3－ ⑤ K＋、Ba2＋、Cl－、NO3－ A．①③ B．③⑤ C．③④ D．②⑤ 1、25℃、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中c(H+)由大到小的排列顺序： ①氨水 ②NaOH ③盐酸 ④醋酸 ③ ＞ ④ ＞ ① ＞ ② 酸性条件不能共存 碱性条件不能共存 能共存 酸、碱性条件都不能共存 能共存 B 水的电离受抑制 可能酸性溶液、 可能碱性溶液 课堂练习 应用二：水的电离平衡曲线 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 曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw_____，温度______。 不同 不同 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________。 酸碱性 温度 ①任意点Kw大小；②温度大小； ③各点的转化；④溶液酸碱性。 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 水的离子积常数Kw的应用 【学案19：4题】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 课堂练习 2. 如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是( ) A. 两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw B. M区域内(不包括边界)任意点均有c(H＋)< c(OH－) C. 图中T1<T2 D. XZ线上任意点的c(H＋)都相等 D 课堂练习 水的电离 H2O H+ + OH- Kw = c(H+)· c(OH-) 25 ℃，Kw＝1×10－14 外界条件对水的电离平衡的影响 水的离子积常数 水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离 适用范围：纯水或稀的电解质溶液 Kw的应用 影响因素：升高温度，Kw增大 水的 电离 提示　由于c溶液(H＋)＝0.01 mol·L－1，溶液中： c溶液(OH－)＝＝mol· L－1＝1.0×10－12mol·L－1。 提示　由于c溶液(OH－)＝0.01 mol·L－1，则溶液中： c溶液(H＋)＝＝mol·L－1＝1.0×10－12 mol·L－1。 $