2024-2025学年高二化学同步课堂课件（人教版2019选择性必修1）第二节 水的电离和溶液的pH 第1课时

第二节水的电离和溶液pH第1课时第三章水溶液中的离子反应与平衡外界条件对水的电离平衡的影响2水的电离1本节重点本节难点在水溶液中，酸、碱和盐全部或部分以离子形式存在：CH3COOHCH3COO−H3O+Cl−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？水的导电性实验水的电离定性分析精确的电导性实验表明，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电导率仪实验结论：纯水能发生微弱的电离pH试纸如何使用呢？水的电离定量分析利用精密pH试纸测定：常温下，纯水的pH将pH试纸放在玻璃片上，用干燥、洁净的玻璃棒蘸待测液点在pH试纸上，然后与标准比色卡进行对照，读出所测溶液的pHpH试纸使用方法实验测定结果：pH＝7(3)总的水分子与已电离的水分子之间的比例水的电离定量分析利用精密pH试纸测定：25℃，纯水的pHc(H+)＝c(OH-)＝1×10-7mol/Ln(H2O)＝55.56

mol1LH2O中，只有1×10-7mol发生电离(1)1L水的物质的量n(H2O)＝1000g÷18g‧mol-1

(2)水中H+和OH-浓度pH＝7实验结论：纯水能发生微弱的电离那么，溶液中的水究竟是怎么电离的呢？水的电离方程式可简写___________________________________水的电离H2OH3O+H2OOH-水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离水分子电离过程示意图H2OH++OH-

KW＝c(H+)·c(OH-)KW叫做水的离子积常数，简称水的离子积H2OH++OH-1∶1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，记作KW水的离子积常数水的电离KW为常数，无单位不一定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？不同温度下水的离子积常数t/℃0102025405090100Kw/10-140.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5随着温度的升高，水的离子积增大观察下表数据，你得到了什么规律？根据25℃时，水的电离平衡，运用平衡移动原理分析：酸性溶液中是否存在OH-

？碱性溶液中是否存在H+

？溶液中，c(H+)和c(OH-)的变化趋势？水的电离探究：影响水电离平衡的因素方案设计流程>>>>实验方案实验现象实验结论影响水电离平衡的因素水的电离探究：影响水电离平衡的因素方案设计流程实验改变c(OH-)改变c(H+)改变温度实验方案加入NaOH固体，冷却后测溶液的pH通入HCl气体，测溶液的pH升高温度、降低温度，分别测水的pH实验现象实验结论水的电离探究：影响水电离平衡的因素方案一：取适量NaOH固体于烧杯中，向其中加入适量的水，分别配制成0.001mol/L和0.1mol/LNaOH溶液，用pH计测量两溶液的pH(25℃)

pH计NaOH溶液pH(25℃)0.001mol/L11.00.1

mol/L13.0微粒的来源及种类微粒间的相互作用H2OH++OH-NaOHNa++OH-Na+H2OH+

OH-OH-加入NaOH，瞬间溶液中c(OH-)增大，水的电离平衡逆向移动，c(H+)减小，pH增大结论：向水中加入碱，c(OH-)增大，水的电离平衡逆向移动注：表中浓度单位均为mol/L水的电离探究：影响水电离平衡的因素数据分析25℃，上述所配NaOH溶液中的H＋浓度与OH－浓度c(NaOH)pH溶液中c总(H＋)水电离出的c(H＋)溶液中c总(OH－)c(H＋)·c(OH－)0.00111.01.0×10－111.0×10－110.0011.0×10－140.113.01.0×10－131.0×10－130.11.0×10－14≈c(OH－)NaOHc(H＋)水c(OH－)水c(OH－)NaOH＋c(OH－)水常温时，两溶液中c(H＋)·c(OH－)相等，这是巧合吗？25℃，不同浓度NaOH溶液中的H＋浓度与OH－浓度编号①②

③④⑤⑥c(NaOH)1×10-35×10-31×10-22×10-25×10-21×10-1c(OH-)pH11.011.712.012.312.713.0c(H+)c(H+)·c(OH-)

注：表中浓度单位均为mol/L水的电离探究：影响水电离平衡的因素数据分析1×10-35×10-31×10-22×10-25×10-21×10-11×10-111×10-121×10-132×10-12

5×10-132×10-131×10－14结论：25℃时，稀NaOH溶液中c(H＋)·c(OH－)为常数1×10－141×10－141×10－141×10－141×10－14

KW＝c(H+)·c(OH-)KW叫做水的离子积常数，简称水的离子积H2OH++OH-1∶1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，记作KW水的离子积常数水的电离25℃时，c(H+)＝c(OH-)＝1×10-7KW为常数，无单位(KW＝1×10-14)KW

不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw_____，温度______。水的电离曲线上的任意点(如a，b，c)的Kw都_______，即c(H＋)·c(OH－)______，温度______。Kw的应用应用一：水的电离平衡曲线的理解与识别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________。相同相同相同不同不同酸碱性温度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：水的电离Kw的应用应用二：溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算方法Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－)(忽略水电离出的H＋的浓度)Kw＝c水(H＋)·c碱(OH－)(忽略水电离出的OH－的浓度)酸溶液中碱溶液中外界条件改变，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25℃时，由水电离出的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性25℃时，KW＝1×10-14，若改变温度，水的电离平衡如何移动呢？KW又如何变化呢？水的电离探究：影响水电离平衡的因素实验：将水分别升高温度、降低温度，测量水的pHH2OH++OH-∆H＞0数据处理用pH计测定不同温度下纯水的pH，计算Kwt/℃102590pH7.37.06.2Kw/10-140.2961.0137.1结论：升高温度，水的电离平衡正向移动，Kw增大

KW＝c(H+)·c(OH-)H2OH++OH-1∶1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，记作KW水的离子积常数水的电离Kw的影响因素Kw与温度有关KW水的离子积温度升高Kw增大体系加入活泼金属(25℃)加入少量盐酸(25℃)加入少量NaOH溶液(25℃)纯水(90℃)c(H+)

c(OH-)c(H+)和c(OH-)的大小比较平衡移动方向溶液酸碱性c(H+)＞c(OH-)减小增大c(H+)＜c(OH-)增大减小c(H+)＝c(OH-)增大增大根据水的电离平衡，思考下列情况中，c(H+)和c(OH-)的如何变化？右移左移左移c(H+)＜c(OH-)减小增大右移中性酸性碱性碱性格罗斯特机制德国化学家西奥多·格罗特斯在1806年的“电流分解液体的理论”中，格罗特斯提出了水电导率理论。格罗特斯提出：质子通过氢键与O-H共价键为桥梁，在相邻两个水分子间跳跃前行，完成传递。这就是著名的格罗斯特机制，又名“质子跳跃”机制。200年以来，随着微观表征技术的进步，科学家们渐渐意识到，格罗斯特机制并非严格正确。但打破了旧机理，却没有迎来公认的新理论。因此，格罗斯特机制一直存在于教科书中，用以解释质子在水中的传递过程。daluhuaxuegognuzoushi1．下列说法正确的是(

)A．水的电离方程式：H2O===H＋＋OH－B．升高温度，水的电离程度增大C．在NaOH溶液中没有H＋D．在HCl溶液中没有OH－答案B解析水是极弱电解质，只有少部分电离，电离方程式中应用“”表示，故A错；水的电离是吸热的，所以升高温度，电离程度增大，B正确；在NaOH溶液中c(OH－)>c(H＋)，在HCl溶液中c(OH－)<c(H＋)，在酸、碱溶液中都存在H＋和OH－，所以C、D项错误。2．下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是(

)A．因为水的离子积常数的表达式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以Kw随溶液中c(H＋)和c(OH－)的变化而变化B．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C．水的离子积常数是温度的函数，随着温度的变化而变化D．水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量答案C解析水的离子积常数的表达式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但是Kw是温度的函数，不随溶液中c(H＋)和c(OH－)的变化而变化，A错误，C正确；水的离子积常数Kw＝K电离·c(H2O)，B、D错误。3．下列操作能使水的电离平衡发生移动，且c(H＋)＞c(OH－)是(

)A．向水中投入一小块金属钠B．将水加热煮沸C．向水中通入CO2气体D．向水中加食盐晶体答案C解析A项中加入的钠与H2O反应生成NaOH，使c(OH－)＞c(H＋)；B项中c(H＋)＝c(OH－)；C项中通入CO2：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO3-，故c(H＋)＞c(OH－)；而D项中c(H＋)＝c(OH－)，故选C项。4．一定温度下，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，0.01mol·L-1NaOH溶液中c(H＋)＝1.0×10-12mol·L-1C．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的变化答案A解析根据图像，b点c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－12>1.0×10－14，说明该温度高于常温。曲线上的点的温度相同。该温度下，a点溶液中c(H＋)<c(OH－)，呈碱性，故A正确；该温度下，0.01mol·L－1NaOH溶液中c(OH－)＝0.01mol·L－1，则c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1，故B错误；该温度下，加入NaOH，溶液中的c(OH－)增大，c(H＋)减小，不能引起d向b的变化，故C错误；b点时，升高温度，水的电离