高中化学人教版第三章　第二节　第1课时　水的电离

第二节水的电离和溶液的pH第1课时水的电离[核心素养发展目标]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。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。一、水的电离水的离子积1.水的电离(1)水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。实验证明，常温下1L水大约有1.0×10-7mol发生电离，请计算常温下纯水的电离度。答案1L水中含有水的物质的量为1000g18g·mol-1≈55.6mol，则水的电离度为1.0×10-7(2)水的电离为吸热过程，自身电离示意图如下：电离方程式：H2O+H2OH3O++OH-，

简写为H2OH++OH-。(3)水的电离平衡常数表达式：K=c(H+)·c(OH-)c(H2O)，纯水及稀溶液中c(H2O)视为常数，则c(H+)·c(OH-2.水的离子积常数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，这个常数叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作Kw表达式Kw=c(H+)·c(OH-)，25℃时，Kw=1.0×10-14影响因素只与温度有关，升高温度Kw增大，与溶液的酸碱性无关适用范围适用于纯水和稀的电解质溶液3.外界条件对水的电离平衡的影响运用电离平衡理论，分析改变下列条件对水电离平衡的影响，并填写下表：改变条件平衡移动方向c(H+)c(OH-)水的电离程度Kw升高温度右移增大增大增大增大加入HCl(g)左移增大减小减小不变加入NaOH(s)左移减小增大减小不变加入活泼金属(如Na)右移减小增大增大不变加入NaHSO4(s)左移增大减小减小不变(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-的浓度总是相等的()(5)室温下，0.1mol·L-1HCl溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液中水的电离程度相等()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√1.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：。

答案(1)增大(2)增大(3)先增大后减小(4)减小2.(1)观察下表，填空。t/℃0102025405090100Kw/10-140.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5①解释上表中Kw数值随温度升高而增大的原因：水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离向吸热方向移动，因而Kw增大。②100℃纯水中：c(H+)=c(OH-)>1.0×10-7mol·L-1。③某温度下，纯水中的c(H+)=6.1×10-7mol·L-1，此时水中c(OH-)为6.1×10-7mol·L-1，此时水的温度最接近90℃。(2)0.1mol·L-1HCl溶液中有OH-吗？0.1mol·L-1NaOH溶液中有H+吗？解释原因。答案有，溶液中存在水的电离平衡：H2OH++OH-。二、水的离子积常数的应用1.计算酸(或碱)溶液中水电离的c水(H+)或c水(OH-)(1)25℃时，0.1mol·L-1的稀盐酸中，水电离的c水(H+)、c水(OH-)各为多少？(2)25℃时，0.01mol·L-1的NaOH溶液中，水电离的c水(H+)、c水(OH-)各为多少？答案(1)c水(H+)=c水(OH-)=1.0×10-13mol·L-1(2)c水(H+)=c水(OH-)=1.0×10-12mol·L-1解析(1)溶液中H+的总浓度为c(H+)=c水(H+)+cHCl(H+)，由于酸溶液中水电离的H+浓度很小可忽略，溶液中H+的总浓度为c(H+)≈c(HCl)=0.1mol·L-1，c(OH-)=Kwc(H+)=1.0×10-140.1mol·L-1=1.0×10-13mol·L-1，酸溶液中的OH-全部由水电离产生。c水(OH-)=c水(H+)=1.0×(2)0.01mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)≈c(NaOH)=0.01mol·L-1，c(H+)=Kwc(OH-)=1.0×10-140.01mol·L-1=1.0×10-12mol·L-1，碱溶液中的H+全部由水电离产生。c水(H+)=c水(OH-)=1.0×酸或碱溶液中c水(H+)、c水(OH-)的计算方法(1)在酸或碱溶液中水的电离虽然受到抑制，但c水(H+)=c水(OH-)。(2)酸溶液中c水(H+)=c水(OH-)=Kwc(H+)(忽略水电离出的H+的浓度)，酸电离的H+浓度认为是溶液中总(3)碱溶液中c水(OH-)=c水(H+)=Kwc(OH-)(忽略水电离出的OH-的浓度)，碱电离的OH-浓度认为是溶液中总2.水的电离平衡曲线的理解与识别某温度下，水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。(1)曲线上的任意点(如a、b、c)的Kw都相同，即c(H+)·c(OH-)相同，温度相同。(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。1.25℃时，在0.01mol·L-1硫酸溶液中，水电离出的H+浓度是()A.0.02mol·L-1 B.5×10-13mol·L-1C.1×10-7mol·L-1 D.1×10-12mol·L-1答案B解析H2SO4电离出的c(H+)=0.02mol·L-1，由Kw=1.0×10-14可知c(OH-)=5×10-13mol·L-1，OH-是由水电离产生的，则水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)=5×10-13mol·L-1。2.某温度时，水溶液中Kw=4×10-14。则(1)该温度(填“高于”“低于”或“等于”)室温(25℃)，该温度下纯水中c(H+)=mol·L-1。

答案高于2×10-7(2)若温度不变，滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6mol·L-1，则c(OH-)=mol·L-1，水电离的c水(H+)=mol·L-1。

答案8.0×10-98.0×10-93.(2025·昆明高二期末)在不同温度下的水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。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，0.01mol·L-1的NaOH溶液的c(H+)为mol·L-1。

答案(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(2)10-10课时对点练[分值：100分][1~10题，每小题5分]题组一水的电离与Kw1.下列说法正确的是()A.水的离子积Kw随温度的改变而变化B.25℃时，只有在纯水中，才有Kw=1×10-14C.任何温度下，在酸、碱、盐的稀溶液中，都有Kw=1×10-14D.NaCl溶液中既无OH-也无H+答案A2.(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2NH3NH4++ND.蒸馏水也能导电，只是导电能力非常弱答案B解析纯水中存在极少量的H3O+和OH-，说明水发生了电离，还存在大量的水分子，则水为弱电解质，A正确；常温下水的电离是自发过程，不需要通电，B错误；纯水中存在极少量的H3O+和OH-，说明水的电离方程式为2H2OH3O++OH-，若液氨的电离与水相似，则液氨的电离方程式为2NH3NH4++NH2-，C正确；蒸馏水可发生微弱电离，能导电，离子浓度小，导电能力非常弱，3.25℃时，纯水的Kw=1×10-14，100℃时，纯水的Kw=1×10-12，这说明()A.100℃时水的电离常数较小B.前者c(H+)比后者大C.水的电离是一个吸热过程D.Kw和温度无直接关系答案C解析由题意知，温度升高Kw增大，即c(H+)·c(OH-)增大，说明H2OH++OH-向右移动，水的电离是吸热过程。题组二影响水的电离平衡的因素4.在100℃时，100mL蒸馏水中c(OH-)=1×10-6mol·L-1，当改变下列条件之一时，c(OH-)仍然等于1×10-6mol·L-1的是()①温度降低到25℃②加入10-6mol烧碱固体，保持100℃③加入10-6mol氯化钠，保持100℃④蒸发掉50mL水，保持100℃A.①② B.③④ C.①③ D.②④答案B解析c(OH-)不变，Kw不变，表明温度不变(100℃)，且无酸、碱加入。5.某温度下，向c(H+)=1×10-6mol·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+)=1×10-3mol·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1×10-11mol·L-1C.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-)增大答案B解析c(H+)=1×10-6mol·L-1，说明水的电离得到促进，故T>25℃，A项正确；c(H+)=1×10-6mol·L-1，水的离子积常数为1×10-12，Kw=c(H+)·c(OH-)，当c(H+)=1×10-3mol·L-1时，c(OH-)=1×10-9mol·L-1，故由水电离出来的c(H+)=1×10-9mol·L-1，B项错误；NaHSO4电离生成的氢离子对水的电离起抑制作用，水的电离程度减小，C项正确；温度不变时，Kw不变，加水稀释，c(H+)减小，Kw=c(H+)·c(OH-)不变，所以6.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.HSO4- C.Na+ D.答案A解析A项，HSO4-电离出H+使溶液显酸性，抑制水的电离；B项中Cl-、C项中Na+对水的电离均无影响；D项为OH-，抑制水的电离，使溶液中的c(H+7.(2025·长春高二期末)25℃时，水的电离达到平衡：H2OH++OH-，下列叙述正确的是()A.将纯水加热到95℃时，Kw变大，c(H+)减小B.25℃时，向纯水中加入稀氨水，水的电离平衡逆向移动，c(OH-)增大，Kw变小C.保持温度不变，向纯水中加入少量NaOH固体，c(OH-)增大，Kw不变D.向纯水中加入盐酸，可抑制水的电离；加入醋酸，可促进水的电离答案C解析向纯水中加入稀氨水，温度不变，Kw不变，B错误；向纯水中加入少量NaOH固体，c(OH-)增大，抑制水的电离，温度不变，Kw不变，C正确；强酸、弱酸均抑制水的电离，D错误。题组三水的离子积常数的应用8.313K时，Kw=3.0×10-14，则在313K时，c(H+)=1.0×10-7mol·L-1的溶液()A.c(H+)＞c(OH-) B.c(H+)=c(OH-)C.c(H+)＜c(OH-) D.无法判断答案C解析c(OH-)=Kwc(H+)=3.0×10-141.0×10-7=3.0×10-7，c9.某温度下，水溶液中的c(H+)=10xmol·L-1，c(OH-)=10ymol·L-1。x与y的关系如图所示。该温度下0.01mol·L-1NaOH溶液的c(H+)为()A.10-10mol·L-1 B.10-11mol·L-1C.10-12mol·L-1 D.10-13mol·L-1答案D解析由图可知，当x=-5时，y=-10，故Kw=10-5×10-10=10-15。0.01mol·L-1NaOH溶液中c(OH-)=10-2mol·L-1，故c(H+)=Kwc(OH-)=10-151010.25℃时，在等体积的①0.5mol·L-1的H2SO4溶液；②0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液；③1mol·L-1的NaCl溶液；④纯水中，由水电离出的H+的物质的量之比是()A.1∶10∶107∶107 B.107∶107∶1∶1C.107∶106∶2∶2 D.107∶106∶(2×107)∶2答案A解析25℃时，0.5mol·L-1的H2SO4溶液中c(H+)=1mol·L-1，由水电离出的c水(H+)=10-14mol·L-1；0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1，由水电离出的c水(H+)=10-13mol·L-1；NaCl溶液和纯水中由水电离出的c水(H+)均为10-7mol·L-1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H+)(即发生电离的水的物质的量)之比为10-14∶10-13∶10-7∶10-7=1∶10∶107∶107。[11~13题，每小题7分]11.一定温度下，用水稀释0.1mol·L-1的一元弱酸HA溶液，随着稀释的进行，下列一定增大的是()A.Kw B.c(H+)Ka C.c答案D解析温度不变，Kw不变，A项不符合题意；根据Ka=c(H+)·c(A-)c(HA)，推出c(H+)Ka=c(HA)c(A-)=n(HA)12.在-50℃时液氨存在着以下平衡：2NH3NH4++NH2-。平衡时，阴、阳离子的浓度均为1×10-15mol·L-1。液氨与金属钠会发生反应：2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑。下列有关液氨的叙述正确的是A.-50℃时，其离子积为1×10-15B.-50℃时，其离子积为1×10-30C.-50℃时，在液氨中加入少量NaNH2并溶解后，液氨的离子积将变大D.-50℃时，在液氨中加入少量金属钠并溶解后，液氨中的c(NH2-答案B解析-50℃时，液氨中c(NH4+)=c(NH2-)=1×10-15mol·L-1，故液氨的离子积为1×10-15×1×10-15=1×10-30，A错误、B正确；温度不变时，液氨的离子积不变，C错误；液氨与金属钠发生反应：2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑，c(13.(2024·龙岩一中月考)某温度下，重水(D2O)的离子积常数为1.6×10-15，则在该温度下，下列叙述正确的是()A.该温度下，纯净的重水中，c(D+)>10-7mol·L-1B.0.01molNaOD溶于重水配成1L溶液，其c(D+)=10-12mol·L-1C.0.01molDCl溶于重水配成1L溶液，重水电离的c重水(D+)=10-12mol·L-1D.纯净的重水中，c(D+)·c(OD-)<10-14答案D解析该温度下，c(D+)=1.6×10-15mol·L-1=4×10-8mol·L-1<10-7mol·L-1，A错误；该温度下，0.01mol·L-1NaOD溶液中c(OD-)=0.01mol·L-1，c(D+)=1.6×10-150.01mol·L-1=1.6×10-13mol·L-1，B错误；c重水(D+)=c重水(OD-)=1.6×10-150.01mol·L-1=1.6×10-13mol·L-1，C错误；该温度下重水的离子积为1.614.(15分)某学生为探究Kw的影响因素，做了以下实验。(1)查阅资料，不同温度下水的离子积常数如表所示。t/℃0102025405090100Kw/10-140.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5由此推出：随着温度的升高，Kw(填“增大”或“减小”，下同)，水的电离程度；水的电离平衡向(填“左”或“右”)移动，水的电离是(填“吸热”或“放热”)过程。

(2)取三只烧杯A、B、C，分别加入适量水，再向B、C烧杯中分别加入少量盐酸和NaOH溶液，分析并填写下表。A(纯水)B(加少量盐酸