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

新人教版 化学 选必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1讲 水的电离 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。 教学目标 重点：认识水的电离平衡及其影响因素，知道水的离子积常数。 难点：Kw的相关计算 教学重难点 已知水是弱电解质，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？ 如何证明水是一种弱电解质？ 水的导电性实验 电导率仪 μS/cm 电导率能灵敏的表示物质导电的性能。电导率的大小与溶液中的离子浓度大小有关，溶液中离子浓度越大，电导率越大，导电性能越强，反之则越小。 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。 新课导入 一、水的电离 离子积 1.水的电离过程 H2O + H2O ⇌ H3O+ + OH- (1) 表示方法 水合氢离子 H+为裸露的质子，不稳定，容易与水结合形成H3O+(水合氢离子) 简写：H2O H+ + OH- (2) 电离特点 ①可逆 ②微弱 ③相等 ④吸热过程 精确实验表明：25℃ 时，1L水中只有10-7molH2O分子发生电离 由水分子电离出的H+和OH-数目永远相等 即同一溶液中，C(H+)水=C(OH-)水 一、水的电离 离子积 (3) 水的电离常数表达式 K电离 = c(H+)·c(OH-) c(H2O) c(H+)·c(OH-) =c(H2O)·K电离 常数 H2O ⇌ H+ + OH- 起 55.6mol 0 0 变 1×10-7mol 1×10-7mol 1×10-7mol 平 55.6 - 1×10-7mol 1×10-7mol 1×10-7mol ≈55.6 mol 纯水及稀溶液中c(H2O)为常数 一、水的电离 离子积 那么，溶液中的水究竟是怎么电离的呢? 2.水的离子积 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。（Kw无单位） Kw =c(H+)·c(OH-) (1) 概念 (2) 表达式 适用于纯水和稀的电解质溶液 (3) 适用范围 只受温度影响；与溶液的酸碱性无关 (4) 影响因素 例1.请分析教材p63表3-1中的数据有何规律，并思考以下问题。 （1） 温度变化对Kw产生什么影响？ （2）依据表中的数据分析水的电离是吸热还是放热，说出理由？ 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 随着温度的升高，水的离子积增大。 25℃时水电离出的c(H+)=________mol·L-1，c(OH-)=_______mol·L-1； 100℃时水电离出的c(H+)=________mol·L-1，c(OH-)=_______mol·L-1； 1×10-7 1×10-7 1×10-6 1×10-6 ΔH > 0 25℃时，Kw ≈ 1×10-14 ; 100℃时，Kw ≈ 1×10-12 典例剖析 二、水的电离平衡的影响因素 H2O H+ + OH-，∆H＞0 条件 Kw c(H+) c(OH-) 移动方向 电离程度 溶液酸碱性 升温 通入HCl(g) 通入NaOH(S) 加 Na 加NaHCO3(s) 加NaHSO4(s) 加FeCl3(s) [问题]　结合弱电解质电离平衡的影响因素，填写下表空白。 不变 增大 不变 不变 不变 不变 增大 增大 正移 逆移 逆移 正移 正移 逆移 不变 正移 增大 增大 减小 增大 减小 增大 增大 减小 减小 减小 增大 减小 增大 减小 减小 增大 减小 减小 增大 中性 酸性 碱性 碱性 碱性 酸性 酸性 ①升高温度，KW 增大，促进水的电离，水的电离程度增大 ②加入酸或碱，抑制水的电离，水的电离程度减小 ③含有弱离子的盐会促进水的电离，水的电离程度增大 （1）酸溶液中c(H+)越大或碱溶液中c(OH-)越大，对水的电离抑制作用越大 （2）不管酸碱强弱，只要溶液中 c(H+)或c(OH-)相等，对水电离的抑制相同 归纳总结 例2.正误判断 (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－总是相等的 × × × √ 典例剖析 例3.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：_____。 增大 增大 先增大后减小 减小 典例剖析 三、水的离子积常数Kw的应用 1.溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH-)的计算 例1 25℃，请计算0.1 mol/L的HCl溶液中H2O电离产生的H+浓度。 0.1 10-13 ≈ 0.1 mol/L c水(OH－)＝c水(H＋)＝ Kw/ c总(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1 三、水的离子积常数Kw的应用 1.溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH-)的计算 例2. 25℃，请计算0.01 mol/L的NaOH溶液中的c水(OH－)。 c水(H＋)＝c水(OH－)＝ Kw/ c总(OH－)＝1.0×10－12 mol·L－1 0.1 10-13 ≈ 0.01 mol/L 例4.(1)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： ①在0.01mol/L 的HCl溶液中， c(H+) = ，c(OH－) = ， c水(H+) = ， c水(OH－) = 。 1.0× 10 – 12 mol/L 1.0× 10- 2 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+) = ，c(OH－) = ， c水(H+) = ， c水(OH－) = 。 1.0× 10 – 2 mol/L 1.0× 10 – 12 mol/L 1.0× 10 – 12 mol/L 1.0× 10 – 12 mol/L (2) 25 ℃时，c水(H＋)＝1×10－12 mol·L－1的溶液显什么性？ 25 ℃时，c水(H＋)＝1×10－12 mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。 典例剖析 三、水的离子积常数Kw的应用 1.溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH-)的计算 水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算小结 Kw表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中总物质的量浓度，但是一般情况下有： (1)酸溶液中，c(H＋)水＝c(OH－)水＝Kw/c(H＋)酸。 (2)碱溶液中，c(OH－)水＝c(H＋)水＝Kw/c(OH－)碱。 (3)纯水中，c(H＋)＝c(OH－)=√Kw ①室温下，中性溶液中， c水(H＋)=c水(OH－) =1×10-7mol/L ②室温下，酸/碱性溶液中， c水(H＋)=c水(OH－)<1×10-7mol/L 溶液酸碱性与溶液中c水(H+)和c水(OH-)的关系 三、水的离子积常数Kw的应用 2.水的电离平衡曲线分析 识图方法：①面 ②线 ③点 （1）看面——水的离子积 ①T1(或T2、T3)等温线上各点对应的水的离子积相等 ②AE直线上的点代表c(H＋) c(OH－)，溶液 呈 性； AE直线上方，c(H＋) c(OH－)，溶液呈 性； AE直线下方，c(H＋) c(OH－)，溶液呈 性； 温度一定时，横、纵坐标表示的物理量为反比例函数关系，Kw=c(H+)·c(OH-) （2）看线——温度和溶液酸碱性 ＞ ＜ = 中 酸 碱 三、水的离子积常数Kw的应用 2.水的电离平衡曲线分析 识图方法：①面 ②线 ③点 （3）看点——条件改变 ①同一等温线上KW不变，c(H＋)与c(OH－)为反比例函数关系，可以通过加入 实现等温线上的点的转化 ②不同等温线上，温度改变，KW改变。 实现不同等温线上的点的转化，只能通过 。 练习：1.实现A➡E，需要 ； 2.实现A➡B，需要 ； 3.实现A➡D，需要先 ，再 。 酸、碱、盐 加酸、碱、盐 改变温度 升高温度 升高温度 加酸或强酸的酸式盐 例5.在不同温度的水溶液中c(H＋)与c(OH－)关系如图。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。 1×10－12 高于 曲线Ⅱ所代表的水的离子积比曲线Ⅰ的小，由于水的电离过程是吸热过程，温度越高，水的离子积越大，故曲线Ⅱ代表的温度低 10－10 典例剖析 课堂总结 20 1.下列有关水的电离的叙述正确的是 A.向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，水的电离平衡逆向移动 B.水的离子积常数Kw随溶液中酸碱性强弱的变化而变化 C.水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量 D.纯水升高温度，Kw变大，c(H＋)增大，酸性增强 A 课堂练习 2.25 ℃时，有相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl；②NaOH；③H2SO4。其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是 A.③＞②＞① B.②＞③＞① C.③＞①＞② D.①＞②＞③ D 3.25 ℃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 D 课堂练习 4.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. A 5. 在25 ℃，某无色溶液中由水电离出的c(OH-)= 1×10-12mol/L，一定能大量共存的离子组( ) A. NH4+ K+ NO3- Cl- B. NO3- CO3 2 - K+ Na+ C. K+ Na+ Cl- SO42- D. Mg2+ Cu2+ SO42- Cl- C 课堂练习 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 B 课堂练习 7.(2024·沈阳月考)科学家们通过精确的导电性实验证明，纯水中除了大量的水分子，还存在极少量的H3O+和OH-。根据信息推断，下列叙述错误的是 A.水中存在极少量的H3O+和OH-，说明水是一种极弱的电解质 B.常温下，水的电离需要通电才能进行 C.若液氨的电离与水相似，则液氨的电离方程式可以表示为2NH3　　 N+N D.蒸馏水也能导电，只是导电能力非常弱 B 课堂练习 8.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 B 课堂练习 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 D 课堂练习 新人教版 化学 选必1 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 谢谢观看 $