化学人教版（2023）选择性必修1 3.2.1水的电离（共31张ppt）

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第三章·

水溶液中的离子反应与平衡

第二节

水的电离溶液的酸碱性

第1课时水的电离

H2O是一种最普通而又具有许多特性的物质，也是应用最广泛的溶剂。

水的导电性实验

编号IIIIII

现象

原理

结论

灯泡不亮

水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离

正常电路

纯水不导电

或导电能力弱

灯泡亮

灵敏电流表指针偏转

纯水能导电但导电能力弱

目录

水的电离与水的离子积常数

01

酸碱溶液中水电离的计算

02

习

学

目

标

1.认识水的电离

2.了解水的离子积常数

3.了解水的电离平衡及影响因素

NO.1

水的电离

与

水的离子积常数

H2O＋H2OH3O＋＋OH－

H2OH＋＋OH－

H+为裸质子，不稳定，与水结合，形成H3O+，即水合氢离子

精确的导电性实验表明：

1.电离方程式

2.水的电离特点

（1）微弱

实验数据：25℃时1L水约等于55.6mol

约有10-7molH2O分子发生电离

25°C1L水只有10-7molH2O发生电离

电离程度≈≈2×10-9

10-7

55.6

（2）△H＞0

（3）c(H+)水=c(OH-)水

K电离·c(H2O)=c(H+)·c(OH-)

室温下1L(55.6mol)H2O中，只有1×10-7molH2O电离，电离的水可以忽略不计，因此C(H2O)可视为常数

KW

表达式：KW＝c(H+)·c(OH-)

1.定义：一定温度时，水（稀溶液）中c(H+)与c(OH-）的乘积是一个常数Kw，即水的离子积常数，简称水的离子积。

常温时，c(H+)＝c(OH-)＝1×10-7mol/L

常温时，KW＝c(H+)·c(OH-)＝1×10-14

K电离＝

c(H+)×c(OH-）

c(H2O）

H2OH++OH－

【思考】如何衡量水的电离的限度？

注：c(H2O)=

1L

1000g

18g·mol-1

水的离子积也是一个平衡常数，它受那些因素影响呢？

【例】（1）分析下表中的数据有何规律，并解释之。

t/℃0102025405090100

KW/10-140.1140.2920.6811.012.925.4738.055.0

水的电离是吸热过程,升高温度，促进水的电离,Kw增大。Kw只于温度有关,与浓度无关。

3.在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由

电离产生的c(H＋)、c(OH－)总是相等的。

4.Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温

度不变，Kw不变。

水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。

2.适用范围

4.影响水的电离平衡的因素

△H>0

⑴温度：

水的电离是吸热过程，升高温度，促进水电离。故升高温度，KW增大。

改变条件平衡移动方向c(H+)c(OH-)H+与OH-浓度大小Kw

升高温度

增大

增大

增大

（促进电离）

↑

=

⑵加入酸溶液或碱溶液：

改变条件平衡移动方向c(H+)c(OH-)H+与OH-浓度大小Kw

加HCl

加NaOH

增大

减小

不变

（抑制电离）

↑

cH＋＞cOH－

减小

增大

不变

（抑制电离）

↑

cH＋＜cOH－

加入酸或碱，抑制水电离，Kw不变。

⑶加入活泼金属（Na、K）：

改变条件平衡移动方向c(H+)c(OH-)H+与OH-浓度大小Kw

加Na

减小

增大

不变

（促进电离）

↑

cH＋＜cOH－

水的电离方程式为：H2OH++OH-，H>0其平衡移动的分析，符合勒夏特列原理。

条件移动方向c(H+)c（OH-）电离程度Kw

升温

通入HCl(g)

通入氨气

加Na2O

加FeCl3(s)

加入NaHSO4(s)

右移增大增大增大增大

左移增大减小减小不变

左移减小增大减小不变

左移减小增大减小不变

右移增大减小增大不变

左移增大减小减小不变

总结：水的电离平衡的影响因素：

①酸、碱：抑制水的电离，Kw不变。平衡逆向移动，水的电离程度变小。

②温度：T↑，促进水的电离，Kw↑，平衡正向移动，水的电离程度变大。

③外加能消耗H+或OH-的物质：平衡正向移动，水的电离程度变大。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)升高温度，水的电离平衡右移，溶液中的c(H＋)和c(OH－)均增大，但Kw不变。()

(2)25℃时，水的离子积Kw＝1.0×10－14，35℃时水的离子积Kw＝2.1×10－14，则35℃时纯水中的c(H＋)>c(OH－)。()

(3)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。()

(4)向水中加入酸抑制水的电离，向水中加入碱促进水的电离。()

×

×

×

√

2．在氨水中存在的粒子有；

在氯水中存在的粒子有。

NH3、NH3H2O、H2O、OH-、NH4+、H+

Cl2、H2O、H+、OH-、ClO-、HClO、Cl-

3.现有下列物质

①100℃纯水;②25℃0.1mol·L-1盐酸;

③25℃0.1mol·L-1KOH溶液;④25℃0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液。

(1)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__________,

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__________。

(2)从②和③溶液中水的电离度相等,进而可推出的结论是同一温度下,__________时,水的电离度相等。

①

②③④

①②

①③④

酸溶液中的c(H+)等于碱溶液中的c(OH-)

4.如图中三条曲线表示不同温度下水的离子积常数,下列说法不正确的是()

A.图中温度:T3>T2>T1

B.图中pH关系:pH(B)=pH(D)=pH(E)

C.图中五点Kw间的关系:E>D>A=B=C

D.C点的溶液可能显酸性

D

【解析】选。升高温度促进水的电离,根据图象知,离子积常数KW3>KW2>KW1,所以温度T3>T2>T1,A正确;根据图象知,B、D、E三点溶液的c(H+)相等,则pH相等,B正确;温度越高,离子积常数越大,KW间的关系:E>D>A=B=C,C正确;C点时,Kw=1×10-14,c(OH-)=1×10-6,溶液的pH=8,显碱性,D错误。

1、酸性溶液中是否存在OH-碱性溶液中是否存在H+试解释原因。

酸性溶液中存在OH-,碱性溶液中存在H+。因这些溶液中都存在弱电解质水的电离。

2、一定温度下，加水稀释盐酸,溶液中的c(H+)、c(OH-)都减小,对吗

不对;稀释盐酸,溶液中的c(H+)减小,但因为温度不变，KW=c(H+)·c(OH-)不变,所以c(OH-)增大。

思考与讨论

3、试分析酸性溶液中c(H+)、c(OH-)的来源，在酸或碱溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)还相等吗？及KW的计算方法。

c(H+)来源于酸电离和水电离,且c(H+)酸c(H+)水，c(H+)水可以忽略;c(OH-)来源于水的电离,且电离程度很小。由水电离出的c(H+)与c(OH-)仍然相等；KW=[c(H+)酸+c(H+)水]·c(OH-)水≈c(H+)酸·c(OH-)水。

思考与讨论

4.某温度时，水溶液中Kw＝4×10－14，那么该温度比室温(25℃)高还是低？该温度下纯水中c(H＋)是多少？

因此时水的离子积大于常温时水的离子积，故温度高于25℃，此时c(H＋)＝2×10－7mol·L－1。

5.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？

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。

思考与讨论

NO.2

酸碱溶液中

水电离的计算

水电离出的c(H＋)或者c(OH-)的计算

【解析】

0.01mol·L－1的盐酸中c酸(H＋)＝0.01mol·L－1(HCl电离产生)。

根据25℃时水的离子积Kw＝1.0×10－14，可得c酸(H＋)·c水(OH－)＝1.0×10－14，解得c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－12mol·L－1[水电离出的c(H＋)、c(OH－)在任何时候都是相等的]。

（1）在25℃0.01mol/L盐酸溶液中：c(H+)=，c(OH-)=；

c(H+)水=，c(OH-)水=。

0.01mol/L

10-12mol/L

10-12mol/L

10-12mol/L

提示:由于c(H+)溶液=0.01mol·L-1,溶液中c(OH-)=Kw÷c(H+)溶液=(1.0×10-14÷0.01)mol·L-1=1.0×10-12mol·L-1。由于溶液中的OH-只来源于水的电离,所以水电离出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1。

（2）在25℃0.01mol/LNaOH溶液中：c(H+)=，c(OH-)=；

c(H+)水=，c(OH-)水=。

【解析】

0.01mol·L－1NaOH溶液中c碱(OH－)＝0.01mol·L－1(NaOH电离产生)。根据25℃时水的离子积Kw＝1.0×

10－14，可得c碱(OH－)·c水(H＋)＝1.0×10－14，解得c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－12mol·L－1。

10-12mol/L

0.01mol/L

10-12mol/L

10-12mol/L

1、在25℃，0.01mol/L盐酸溶液中：

c(H+)=，c(OH-)=；

c(H+)水=，c(OH-)水=。

（2）室温下，0.01mol/LNaOH溶液中：

c(H+)=，c(OH-)=；

c(H+)水=，c(OH-)水=。

0.01mol/L=10-2

10-12mol/L

10-12mol/L

10-12mol/L

10-12mol/L

0.01mol/L

10-12mol/L

10-12mol/L

课堂练习

3、下表是不同温度下水的离子积数据：

试回答下列问题：

（1）若25”“水的电离是吸热过程，升高温度，平衡向电离方向移动，c(H＋)增大，c(OH-)增大，Kw=c(H＋)·c(OH-)，Kw增大

（2）2.4×10-7mol·L-15.76×10-9

4、某温度下，纯水的c(H＋)＝2×10－7mol·L－1，则此时纯水的c(OH－)为_______________________。若温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5×10－4mol·L－1，则溶液中c(OH－)为___________________，此时温度___________(填“高于”“低于”或“等于”)25℃。

2×10－7mol·L－1

8×10－11mol·L－1

高于

思考：室温下，0.1mol/L的醋酸溶液，c(H+)=0.001mol/L

水电离的c(H+)=___________

1.0×10-11mol/L

水

醋酸溶液

冰醋酸

酸性溶液

c(H+)水=c(OH－)水

H+

OH－

酸电离的＋水电离的

水电离的

溶液中c(H+)增大，抑制水的电离，使水电离出来的c(OH-)减小

c(H+)〉c(OH－)

≈0.001mol/L

Kw=c(H+)×c(OH-)

=1×10-14

水电离的c(OH-)

1.0×10-11mol/L

酸溶液中：c(H＋)≈c酸(H＋)、c(OH－)=c水(OH－)

碱溶液中：