水與水溶液（課件）高二化學(xué)（2019選擇性必修1）

第3章物質(zhì)在水溶液中的行為第1課時(shí)：水與水溶液第1節(jié)水與水溶液化學(xué)反應(yīng)原理1．理解水的電離以及水的離子積常數(shù)的含義，能用水的離子積常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；壹2．知道強(qiáng)、弱電解質(zhì)的區(qū)別，理解弱電解質(zhì)的電離特點(diǎn)。貳本節(jié)重點(diǎn)壹水的電離以及水的離子積常數(shù)理解弱電解質(zhì)的電離特點(diǎn)水的電離以及水的離子積常數(shù)理解弱電解質(zhì)的電離特點(diǎn)本節(jié)難點(diǎn)貳電解質(zhì)溶液（如鹽酸、CH3COOH溶液等）能夠?qū)щ?。那么，純水能?dǎo)電嗎？為了研究這個(gè)問(wèn)題，有人曾經(jīng)用經(jīng)過(guò)很多次純化處理所制得的純水進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)。你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)是怎樣的？聯(lián)想·質(zhì)疑純水能夠?qū)щ妴?？?lián)想·質(zhì)疑通過(guò)純水中導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)：燈泡不發(fā)光純水不導(dǎo)電或?qū)щ娔芰θ趼?lián)想·質(zhì)疑證明水能否電離？

電導(dǎo)率能靈敏的表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。電導(dǎo)率的大小與溶液中的離子濃度大小有關(guān)，溶液中離子濃度越大，電導(dǎo)率越大，導(dǎo)電性能越強(qiáng)，反之則越小。μS/cm純水具有微弱的導(dǎo)電性一、水的電離聯(lián)想·質(zhì)疑1、水是一種極弱的電解質(zhì)，能微弱電離，存在電離平衡。2、電離方程式精確的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)表明，純水大部分以H2O的形式存在，但其中也存在著極少量的H3O+和OH—。

在水溶液中，H+和OH-都不是單獨(dú)存在的。但是為了書(shū)寫方便，我們通常仍寫成H＋和OH－。＋＋＋－H2O＋H2OH3O＋

＋OH－H2OH＋

＋OH－一、水的電離聯(lián)想·質(zhì)疑H2OH＋

＋OH－K電離

=c(H+)·c(OH-)c(H2O)

c平(H＋)·c平(OH－)c(H2O)·K電離

=室溫下55.6molH2O中有1×10-7molH2O電離，因此c(H2O)可視為常數(shù)。水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積常數(shù)Kw3.水的離子積常數(shù)KW

稱為水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積。KW反映了水中c平(H+)和c平(OH-)的關(guān)系。一、水的電離聯(lián)想·質(zhì)疑3、水的離子積常數(shù)Kw＝c平(H＋)·c平(OH－)(1)表達(dá)式:[思考]25℃時(shí)，測(cè)得純水的pH＝7，求該溫度下，水的離子積常數(shù)。pH＝－lgc(H＋)25℃時(shí)，KW＝

c平(H＋)·c平(OH－)

＝1×10﹣14mol2·L﹣2由pH＝7可知：c平(H＋)＝c平(OH－)

＝1×10﹣7mol·L﹣1溫度變化，KW會(huì)如何變化？一、水的電離交流·研討(2)影響因素——溫度3、水的離子積常數(shù)T/℃水的pHc(H＋)/mol·L-1KW/mol2·L-2107.265.40×10-82.9×10-15257.001.00×10-71.0×10-14406.771.71×10-72.9×10-14506.632.34×10-75.5×10-14906.216.16×10-73.8×10-131006.127.42×10-75.5×10-13不同溫度下水的離子積常數(shù)升高溫度電離平衡正向移動(dòng)Kw隨著溫度的升高而增大Kw=c(H+).c(OH-)H2OH＋

＋OH－Kw只受溫度影響：溫度越高，Kw越大。一、水的電離交流·研討(3)KW的適用范圍:不僅適用于純水,也適用于酸、堿、鹽的稀溶液。注意：在Kw＝c平(H＋)·c平(OH－)中，c平(H＋)、c平(OH－)均指整個(gè)溶液中的總物質(zhì)的量濃度。根據(jù)化學(xué)平衡的影響因素類推水的電離平衡的影響因素H2O(l)H＋(aq)+OH－(aq)交流·研討4、外界條件對(duì)水電離平衡的影響一、水的電離條件平衡移動(dòng)的方向水的電離程度c平(H+)c平(OH-)KW升溫加酸加堿加Na右移增大增大增大增大左移減小增大減小不變左移減小減小增大不變右移增大減小增大不變(1)水的離子積常數(shù)Kw=10-14。(2)溫度升高，純水中的c平(H＋)增大，c平(OH－)減小。(3)水的電離程度很小，純水中主要存在形態(tài)是水分子。(4)在純水中加入少量硫酸銨，可促進(jìn)水的電離，使水的離子積增大。(5)不管是純水還是酸、堿、鹽溶液中，水電離產(chǎn)生的C平(H＋)和C平(OH－)始終相等。練習(xí)1、判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)××√×√觀察·思考電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力一樣嗎？

純水的導(dǎo)電能力非常弱，但是向其中加入電解質(zhì)形成溶液后導(dǎo)電能力會(huì)增強(qiáng)。請(qǐng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)鹽酸、氨水、CH3COOH溶液和NaCl溶液具有的導(dǎo)電能力并比較它們導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱。實(shí)驗(yàn)在四個(gè)燒杯中分別盛有等體積、等濃度（0.5mol·L-1）的鹽酸、氨水、CH3COOH溶液、NaCl溶液，按圖3-1-1連接儀器并接通電源，觀察燈泡的亮度。思考以上水溶液的導(dǎo)電能力相同嗎，為什么？氯化氫、醋酸等電解質(zhì)在溶于水的過(guò)程中發(fā)生了什么變化？它們最終以什么形態(tài)存在？二、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)交流·研討醋酸鹽酸氨水NaCl強(qiáng)弱強(qiáng)弱交流·研討二、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)

由以上水溶液導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)中燈泡的亮度可知，在體積和濃度相同的條件下，鹽酸、NaCl溶液的導(dǎo)電能力比CH3COOH溶液、氨水的導(dǎo)電能力強(qiáng)，這表明前兩種溶液中可以自由移動(dòng)的離子比后兩種溶液中的多。HClH＋

+Cl－CH3COOHCH3COO－

+H＋HCl和CH3COOH電離情況的比較交流·研討二、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)

在鹽酸、NaCl溶液中，全部變?yōu)樽杂梢苿?dòng)的離子；而在CH3COOH、氨水中沒(méi)有全部電離為離子，仍有大量溶質(zhì)分子存在。NaClNa＋

+Cl－NaCl和NH3·H2O電離情況的比較NH3·H2OOH－

+NH4＋NaClNa＋Cl－NH3·H2ONH3·H2OOH－＋完全電離存在電離平衡NH4

交流·研討二、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)1、溶劑化作用;溶質(zhì)分子或離子與溶劑相互吸引的作用

電解質(zhì)溶液中，不論是離子還是分子，都不是單獨(dú)存在的，而是與水分子相互吸引、相互結(jié)合，以“水合離子”或“水合分子”的形態(tài)存在交流·研討二、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)2、強(qiáng)、弱電解質(zhì)(1)強(qiáng)電解質(zhì)：在稀的水溶液中能完全電離的電解質(zhì)稱為強(qiáng)電解質(zhì).包括：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大部分鹽如氯化氫和氯化鈉的電離方程式分別為：書(shū)寫強(qiáng)電解質(zhì)的電離方程式時(shí)常用符號(hào)“=”，(2)弱電解質(zhì)：在溶于水時(shí)部分電離的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì).包括：弱酸、弱堿、水、極少數(shù)鹽書(shū)寫弱電解質(zhì)的電離方程式時(shí)常用符號(hào)“

”如醋酸和一水合氨的電離方程式分別為：練習(xí)2、下列物質(zhì)中，屬于電解質(zhì)的是_____________(填序號(hào)，下同)，屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是___________，屬于弱電解質(zhì)的是________。①HClO4

②鹽酸③氯氣④CH3COONH4

⑤乙醇⑥硫酸⑦H2SO3

⑧熔融Ba(OH)2

⑨HCl

⑩氨氣?CO2⑦①④⑥⑦⑧⑨①④⑥⑧⑨練習(xí)3、判斷正誤(1)強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力一定比弱電解質(zhì)強(qiáng)(

)(2)某些難溶鹽，雖然溶于水的部分完全電離，但其溶解度小，屬于弱電解質(zhì)，如BaSO4等(

)(3)強(qiáng)電解質(zhì)一定是離子化合物(

)×××聯(lián)想·質(zhì)疑

由于水的電離，在水溶液中始終存在著H+和OH-，而且稀水溶液中c平(H+)和c平(OH-)的乘積也等于水的離子積。那么，水溶液中H+、OH-的濃度與溶液的酸堿性有什么關(guān)系呢?交流·研討三、水溶液的酸堿性與pH1.溶液的酸堿性與c(H+)、c(OH-)的關(guān)系例如，室溫下測(cè)得某酸溶液中的c平(H+)為1.0×10-5mol·L-1，根據(jù)KW=c平(H+)·c平(OH-)=1.0×10-14mol2·L-2

可得該酸溶液中的c平(OH-)為：

利用水的離子積可以計(jì)算溶液中H+或OH-的濃度。c平(OH-)=Kwc平(H+)

=

1×10-9

mol·L-11.0×10-14mol2·L-2

1.0×10-5mol·L-1=交流·研討三、水溶液的酸堿性與pH化合物C/(mol/L)C平(H+)/(mol/L)C平(OH-)/(mol/L)HCl1.0×10-21.0×10-2HNO31.0×10-31.0×10-3NaOH1.0×10-21.0×10-2KOH1.0×10-31.0×10-31.0×10-121.0×10-111.0×10-121.0×10-11下表列出了室溫下一些溶液的C平(H+)或C平(OH-)，請(qǐng)?zhí)钌峡杖钡臄?shù)據(jù)。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析，水溶液的酸堿性與c(H+)和c(OH-)的相對(duì)大小有何關(guān)系？交流·研討三、水溶液的酸堿性與pH1.溶液的酸堿性與c(H+)、c(OH-)的關(guān)系水溶液的酸堿性與c(H+)和c(OH-)的相對(duì)大小有關(guān)在酸性溶液中也存在著OH-，只是H+的濃度比OH-的濃度大;在堿性溶液中也存在著H+，只是OH-的濃度比H+的濃度大。c平(H+)=c平(OH-)

，溶液呈中性c平(H+)>c平(OH-)

，溶液呈酸性，且c平(H+)越大酸性越強(qiáng)c平(H+)<c平(OH-)

，溶液呈堿性，且c平(OH-)越大堿性越強(qiáng)

知識(shí)·拓展三、水溶液的酸堿性與pH2.用水的電離平衡理論解釋酸堿性H2O(l)H＋(aq)+OH－(aq)加入酸(或強(qiáng)酸的酸式鹽)、抑制水的電離，使c(H+)＞c(OH-)酸性加入堿，抑制水的電離，使c(H+)＜c(OH-)，堿性3.由水電離的c(H+)或c(OH－)的計(jì)算(25℃)①中性溶液：②稀酸溶液(25℃)：若酸電離出的c平(H＋)酸>10－5mol·L－1，則忽略水的電離。

③稀堿溶液(25℃)：若堿電離出的c平(H＋)酸>10－5mol·L－1，則忽略水的電離。

Kw＝c平(H＋)水·c平(OH－)水，c平(H+)=c平(OH-)

Kw＝c平(H＋)酸·c平(OH－)水Kw＝c平(H＋)水·c平(OH－)堿知識(shí)·拓展三、水溶液的酸堿性與pH3.由水電離的c(H+)或c(OH－)的計(jì)算(25℃)注意：任何水溶液中,由水電離出的OH－和H+的濃度都是相等的。25℃時(shí)，在10mL蒸餾水中c(H+)和c(OH-)各是多少？向其中加入10mL0.2mol/L鹽酸，c(H+)和c(OH-)如何變化？對(duì)水的電離平衡有何影響？

c(H+)c(OH-)c(H+)和c(OH-)大小比較酸堿性平衡移動(dòng)蒸餾水加酸后10-710-710-110-13c(H+)=c(OH-)中性c(H+)＞

c(OH-)酸性Kw=加酸后1×10-14=c(H+)水酸溶液中Kw=c(H+)酸

·

c(OH-)水↓↑c(diǎn)(OH-)水=c(H+)水=Kwc(H+)酸

=1×10-13mol/L知識(shí)·拓展三、水溶液的酸堿性與pH3.由水電離的c(H+)或c(OH－)的計(jì)算(25℃)25℃時(shí)，向10mL蒸餾水中加入10mL0.2mol/L氫氧化鈉，c(H+)和c(OH-)如何變化？對(duì)水的電離平衡有何影響？c(H+)c(OH-)c(H+)和c(OH-)大小比較酸堿性平衡移動(dòng)蒸餾水加堿后10-710-710-110-13c(H+)=c(OH-)中性c(H+)＜

c(OH-)堿性Kw=加堿后1×10-14不變=c(OH-)水堿溶液中Kw=c(H+)水

·

c(OH-)堿↑↓c(OH-)水=c(H+)水=Kwc(OH-)堿

=1×10-13mol/L

練習(xí)4、在25℃0.01mol/LHCl溶液中：c(H+)=

，c(OH-)=

；c(H+)水=

，c(OH-)水=

。0.01mol/L10-12mol/L10-12mol/L10-12mol/L

在25℃0.01mol/LNaOH溶液中：c(H+)=

，c(OH-)=

；c(H+)水=

，c(OH-)水=

。10-12mol/L0.01mol/L10