第三章　第二節(jié)　第1課時(shí)　水的電離 學(xué)案 （含答案）-2023-2024學(xué)年（人教版2023）高中化學(xué)選擇性必修1

第第頁(yè)第三章第二節(jié)第1課時(shí)水的電離學(xué)案（含答案）—2023-2024學(xué)年（人教版2023）高中化學(xué)選擇性必修1第二節(jié)水的電離和溶液的pH

第1課時(shí)水的電離

[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]

1.認(rèn)識(shí)水的電離，了解水的離子積常數(shù)。

2.能運(yùn)用弱電解質(zhì)的電離模型分析水的電離、分析外界條件對(duì)水的電離平衡的影響。

3.會(huì)計(jì)算酸堿溶液中水電離出的c(H＋)或c(OH－)，能分析水的電離平衡曲線。

一、水的電離

1．(1)水是一種極弱的________。

(2)水的電離方程式為________________________，簡(jiǎn)寫為______________________。

(3)水的電離是______熱過(guò)程。

2．水的離子積

(1)概念：一定溫度下，當(dāng)水的電離達(dá)到平衡時(shí)，電離產(chǎn)物H＋和OH－濃度之積是一個(gè)常數(shù)，記作________，叫做水的離子積常數(shù)，又稱____________。

(2)

3．外界條件對(duì)水的電離平衡的影響

分析下列條件的改變對(duì)水的電離平衡H2OH＋＋OH－ΔH>0的影響，并填寫下表：

改變條件平衡移動(dòng)方向c(H＋)c(OH－)水的電離程度Kw

升高溫度

加入HCl(g)

加入NaOH(s)

加入NaHSO4(s)

(1)升高溫度，水的電離程度減小()

(2)向水中加入少量氨水，水的電離平衡逆向移動(dòng)，c(OH－)降低()

(3)常溫下，加水稀釋稀醋酸溶液，溶液中所有的離子濃度都減小()

(4)溶液中c(H＋)、c(OH－)可能不同，但水電離出的H＋與OH－的總量一定相等()

水的離子積常數(shù)Kw＝c(H＋)·c(OH－)中H＋和OH－一定是水電離出來(lái)的嗎？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1．下列關(guān)于水的離子積常數(shù)的敘述正確的是()

A．因?yàn)樗碾x子積常數(shù)的表達(dá)式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以Kw隨溶液中c(H＋)和c(OH－)的變化而變化

B．水的離子積常數(shù)Kw與水的電離平衡常數(shù)K電離是同一個(gè)物理量

C．水的離子積常數(shù)是溫度的函數(shù)，隨著溫度的變化而變化

D．水的離子積常數(shù)Kw與水的電離平衡常數(shù)K電離是兩個(gè)沒(méi)有任何關(guān)系的物理量

2．下列操作能使水的電離平衡發(fā)生移動(dòng)，且c(H＋)＞c(OH－)的是()

A．向水中投入一小塊金屬鈉

B．將水加熱煮沸

C．向水中通入CO2氣體

D．向水中加食鹽晶體

3．分析下列過(guò)程中H2O的電離程度的變化(25℃)。

(1)Zn與稀硫酸反應(yīng)制H2：__________。

(2)氨水加水稀釋時(shí)：____________。

(3)向NaOH溶液中滴入鹽酸至過(guò)量：________________________________________。

(4)向SO2水溶液中通入Cl2至恰好反應(yīng)：_________________________。

二、Kw的應(yīng)用

1．計(jì)算酸(或堿)溶液中水電離的c水(H＋)或c水(OH－)

(1)25℃時(shí)，0.1mol·L－1的稀鹽酸中，水電離的c水(H＋)與c水(OH－)各為多少？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(2)25℃時(shí)，0.01mol·L－1的NaOH溶液中，水電離的c水(H＋)、c水(OH－)各為多少？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

酸或堿溶液中水電離H＋、OH－的計(jì)算方法

(1)在酸或堿溶液中水的電離雖然受到抑制，但c水(H＋)＝c水(OH－)。

(2)酸溶液中c水(H＋)＝c水(OH－)＝(忽略水電離出的H＋的濃度)，酸電離的H＋濃度，認(rèn)為是溶液中總c(H＋)。

(3)堿溶液中c水(H＋)＝c水(OH－)＝(忽略水電離出的OH－的濃度)，堿電離的OH－濃度，認(rèn)為是溶液中總c(OH－)。

2．水的電離平衡曲線的理解與識(shí)別

某溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題

(1)曲線上的任意點(diǎn)(如a，b，c)的Kw都______，即c(H＋)·c(OH－)________，溫度________。

(2)曲線外的任意點(diǎn)(如d)與曲線上任意點(diǎn)的Kw________，溫度________。

(3)實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度不變，改變__________；實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)與曲線外點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化一定改變________。

在不同溫度下的水溶液中c(H＋)與c(OH－)的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)曲線Ⅰ代表的溫度下，水的離子積為______，曲線Ⅰ所代表的溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)曲線Ⅱ所代表的溫度。你判斷的依據(jù)是_______________

________________________________________________________________________。

(2)曲線Ⅰ所代表的溫度下，0.01mol·L－1的NaOH溶液的c(H＋)為________mol·L－1。

1．某溫度時(shí)，水溶液中Kw＝4×10－14，

(1)該溫度比室溫(25℃)高還是低？________，該溫度下純水中c(H＋)＝________mol·L－1。

(2)若溫度不變，滴入稀鹽酸使c(H＋)＝5.0×10－6mol·L－1，則c(OH－)＝________mol·L－1，水電離的c水(H＋)＝________mol·L－1。

2．如圖表示水中c(H＋)和c(OH－)的關(guān)系，下列判斷錯(cuò)誤的是()

A．兩條曲線間任意點(diǎn)均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw

B．M區(qū)域內(nèi)(不包括邊界)任意點(diǎn)均有c(H＋)0的影響，并填寫下表：

改變條件平衡移動(dòng)方向c(H＋)c(OH－)水的電離程度Kw

升高溫度右移增大增大增大增大

加入HCl(g)左移增大減小減小不變

加入NaOH(s)左移減小增大減小不變

加入NaHSO4(s)左移增大減小減小不變

(1)升高溫度，水的電離程度減小()

(2)向水中加入少量氨水，水的電離平衡逆向移動(dòng)，c(OH－)降低()

(3)常溫下，加水稀釋稀醋酸溶液，溶液中所有的離子濃度都減小()

(4)溶液中c(H＋)、c(OH－)可能不同，但水電離出的H＋與OH－的總量一定相等()

答案(1)×(2)×(3)×(4)√

水的離子積常數(shù)Kw＝c(H＋)·c(OH－)中H＋和OH－一定是水電離出來(lái)的嗎？

提示不一定。c(H＋)和c(OH－)均指溶液中H＋或OH－的總濃度，如鹽酸中的H＋包括HCl和H2O電離產(chǎn)生的H＋，即c(H＋)＝c酸(H＋)＋c水(H＋)，而OH－全部來(lái)自水的電離。

1．下列關(guān)于水的離子積常數(shù)的敘述正確的是()

A．因?yàn)樗碾x子積常數(shù)的表達(dá)式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以Kw隨溶液中c(H＋)和c(OH－)的變化而變化

B．水的離子積常數(shù)Kw與水的電離平衡常數(shù)K電離是同一個(gè)物理量

C．水的離子積常數(shù)是溫度的函數(shù)，隨著溫度的變化而變化

D．水的離子積常數(shù)Kw與水的電離平衡常數(shù)K電離是兩個(gè)沒(méi)有任何關(guān)系的物理量

答案C

解析水的離子積常數(shù)的表達(dá)式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但是Kw是溫度的函數(shù)，不隨溶液中c(H＋)和c(OH－)的變化而變化，A錯(cuò)誤、C正確；水的離子積常數(shù)Kw＝K電離·c(H2O)，B、D錯(cuò)誤。

2．下列操作能使水的電離平衡發(fā)生移動(dòng)，且c(H＋)＞c(OH－)的是()

A．向水中投入一小塊金屬鈉

B．將水加熱煮沸

C．向水中通入CO2氣體

D．向水中加食鹽晶體

答案C

解析A項(xiàng)中加入的鈉與H2O反應(yīng)生成NaOH，使c(OH－)＞c(H＋)；B項(xiàng)中c(H＋)＝c(OH－)；C項(xiàng)中通入CO2：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO，使水的電離平衡向左移動(dòng)，且c(H＋)＞c(OH－)；而D項(xiàng)中c(H＋)＝c(OH－)。

3．分析下列過(guò)程中H2O的電離程度的變化(25℃)。

(1)Zn與稀硫酸反應(yīng)制H2：__________。

(2)氨水加水稀釋時(shí)：____________。

(3)向NaOH溶液中滴入鹽酸至過(guò)量：_______________________________________。

(4)向SO2水溶液中通入Cl2至恰好反應(yīng)：____________________________________。

答案(1)增大(2)增大(3)先增大后減小(4)減小

二、Kw的應(yīng)用

1．計(jì)算酸(或堿)溶液中水電離的c水(H＋)或c水(OH－)

(1)25℃時(shí)，0.1mol·L－1的稀鹽酸中，水電離的c水(H＋)與c水(OH－)各為多少？

(2)25℃時(shí)，0.01mol·L－1的NaOH溶液中，水電離的c水(H＋)、c水(OH－)各為多少？

提示(1)HCl===H＋＋Cl－H2OH＋＋OH－

溶液中H＋的總濃度為c(H＋)＝c水(H＋)＋cHCl(H＋)＝0.1mol·L－1，由于酸溶液中水電離的H＋濃度很小可忽略，溶液中H＋的總濃度為c(H＋)≈c(HCl)＝0.1mol·L－1，c(OH－)＝＝mol·L－1＝1.0×10－13mol·L－1，酸溶液中的OH－全部由水電離產(chǎn)生，則c水(OH－)＝c水(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1，酸電離的H＋抑制水的電離。

(2)同樣的方法可計(jì)算，0.01mol·L－1的NaOH溶液中c(OH－)≈c(NaOH)＝0.01mol·L－1

c(H＋)＝＝mol·L－1＝1.0×10－12mol·L－1，堿溶液中的H＋全部由水電離產(chǎn)生，則c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－12mol·L－1，堿電離的OH－抑制水的電離。

酸或堿溶液中水電離H＋、OH－的計(jì)算方法

(1)在酸或堿溶液中水的電離雖然受到抑制，但c水(H＋)＝c水(OH－)。

(2)酸溶液中c水(H＋)＝c水(OH－)＝(忽略水電離出的H＋的濃度)，酸電離的H＋濃度，認(rèn)為是溶液中總c(H＋)。

(3)堿溶液中c水(H＋)＝c水(OH－)＝(忽略水電離出的OH－的濃度)，堿電離的OH－濃度，認(rèn)為是溶液中總c(OH－)。

2．水的電離平衡曲線的理解與識(shí)別

某溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題

(1)曲線上的任意點(diǎn)(如a，b，c)的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，溫度相同。

(2)曲線外的任意點(diǎn)(如d)與曲線上任意點(diǎn)的Kw不同，溫度不同。

(3)實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度不變，改變酸堿性；實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)與曲線外點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化一定改變溫度。

在不同溫度下的水溶液中c(H＋)與c(OH－)的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)曲線Ⅰ代表的溫度下，水的離子積為________，曲線Ⅰ所代表的溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)曲線Ⅱ所代表的溫度。你判斷的依據(jù)是______________________

_______________________________________________________________________________。

(2)曲線Ⅰ所代表的溫度下，0.01mol·L－1的NaOH溶液的c(H＋)為________mol·L－1。

提示(1)1×10－12高于曲線Ⅱ所代表的水的離子積比曲線Ⅰ的小，由于水的電離過(guò)程是吸熱過(guò)程，溫度越高，離子積越大，故曲線Ⅱ代表的溫度低

(2)10－10

1．某溫度時(shí)，水溶液中Kw＝4×10－14，

(1)該溫度比室溫(25℃)高還是低？________，該溫度下純水中c(H＋)＝_________mol·L－1。

答案溫度高于25℃2×10