2024-2025學(xué)年高二化學(xué)同步課堂課件（人教版2019選擇性必修1）第二節(jié) 水的電離和溶液的pH 第1課時(shí)

第二節(jié)水的電離和溶液pH第1課時(shí)第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡外界條件對(duì)水的電離平衡的影響2水的電離1本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)難點(diǎn)在水溶液中，酸、堿和鹽全部或部分以離子形式存在：CH3COOHCH3COO?H3O+Cl?那么，其中的溶劑——水是全部以分子形式存在，還是部分以離子形式存在呢？水的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)水的電離定性分析精確的電導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)表明，純水大部分以H2O分子的形式存在，但其中也存在著極少量的離子電導(dǎo)率儀實(shí)驗(yàn)結(jié)論：純水能發(fā)生微弱的電離pH試紙如何使用呢？水的電離定量分析利用精密pH試紙測(cè)定：常溫下，純水的pH將pH試紙放在玻璃片上，用干燥、潔凈的玻璃棒蘸待測(cè)液點(diǎn)在pH試紙上，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對(duì)照，讀出所測(cè)溶液的pHpH試紙使用方法實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果：pH＝7(3)總的水分子與已電離的水分子之間的比例水的電離定量分析利用精密pH試紙測(cè)定：25℃，純水的pHc(H+)＝c(OH-)＝1×10-7mol/Ln(H2O)＝55.56

mol1LH2O中，只有1×10-7mol發(fā)生電離(1)1L水的物質(zhì)的量n(H2O)＝1000g÷18g?mol-1

(2)水中H+和OH-濃度pH＝7實(shí)驗(yàn)結(jié)論：純水能發(fā)生微弱的電離那么，溶液中的水究竟是怎么電離的呢？水的電離方程式可簡(jiǎn)寫(xiě)___________________________________水的電離H2OH3O+H2OOH-水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離水分子電離過(guò)程示意圖H2OH++OH-

KW＝c(H+)·c(OH-)KW叫做水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積H2OH++OH-1∶1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KW水的離子積常數(shù)水的電離KW為常數(shù)，無(wú)單位不一定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？不同溫度下水的離子積常數(shù)t/℃0102025405090100Kw/10-140.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5隨著溫度的升高，水的離子積增大觀察下表數(shù)據(jù)，你得到了什么規(guī)律？根據(jù)25℃時(shí)，水的電離平衡，運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析：酸性溶液中是否存在OH-

？堿性溶液中是否存在H+

？溶液中，c(H+)和c(OH-)的變化趨勢(shì)？水的電離探究：影響水電離平衡的因素方案設(shè)計(jì)流程>>>>實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論影響水電離平衡的因素水的電離探究：影響水電離平衡的因素方案設(shè)計(jì)流程實(shí)驗(yàn)改變c(OH-)改變c(H+)改變溫度實(shí)驗(yàn)方案加入NaOH固體，冷卻后測(cè)溶液的pH通入HCl氣體，測(cè)溶液的pH升高溫度、降低溫度，分別測(cè)水的pH實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論水的電離探究：影響水電離平衡的因素方案一：取適量NaOH固體于燒杯中，向其中加入適量的水，分別配制成0.001mol/L和0.1mol/LNaOH溶液，用pH計(jì)測(cè)量?jī)扇芤旱膒H(25℃)

pH計(jì)NaOH溶液pH(25℃)0.001mol/L11.00.1

mol/L13.0微粒的來(lái)源及種類(lèi)微粒間的相互作用H2OH++OH-NaOHNa++OH-Na+H2OH+

OH-OH-加入NaOH，瞬間溶液中c(OH-)增大，水的電離平衡逆向移動(dòng)，c(H+)減小，pH增大結(jié)論：向水中加入堿，c(OH-)增大，水的電離平衡逆向移動(dòng)注：表中濃度單位均為mol/L水的電離探究：影響水電離平衡的因素?cái)?shù)據(jù)分析25℃，上述所配N(xiāo)aOH溶液中的H＋濃度與OH－濃度c(NaOH)pH溶液中c總(H＋)水電離出的c(H＋)溶液中c總(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－)水常溫時(shí)，兩溶液中c(H＋)·c(OH－)相等，這是巧合嗎？25℃，不同濃度NaOH溶液中的H＋濃度與OH－濃度編號(hào)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：表中濃度單位均為mol/L水的電離探究：影響水電離平衡的因素?cái)?shù)據(jù)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結(jié)論：25℃時(shí)，稀NaOH溶液中c(H＋)·c(OH－)為常數(shù)1×10－141×10－141×10－141×10－141×10－14

KW＝c(H+)·c(OH-)KW叫做水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積H2OH++OH-1∶1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KW水的離子積常數(shù)水的電離25℃時(shí)，c(H+)＝c(OH-)＝1×10-7KW為常數(shù)，無(wú)單位(KW＝1×10-14)KW

不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)水溶液曲線外的任意點(diǎn)(如d)與曲線上任意點(diǎn)的Kw_____，溫度______。水的電離曲線上的任意點(diǎn)(如a，b，c)的Kw都_______，即c(H＋)·c(OH－)______，溫度______。Kw的應(yīng)用應(yīng)用一：水的電離平衡曲線的理解與識(shí)別實(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________。相同相同相同不同不同酸堿性溫度Kw表達(dá)式中c(H＋)、c(OH－)均表示整個(gè)溶液中總物質(zhì)的量濃度，但是一般情況下有：水的電離Kw的應(yīng)用應(yīng)用二：溶液中水電離出的c(H＋)或c(OH－)的計(jì)算方法Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－)(忽略水電離出的H＋的濃度)Kw＝c水(H＋)·c堿(OH－)(忽略水電離出的OH－的濃度)酸溶液中堿溶液中外界條件改變，水的電離平衡發(fā)生移動(dòng)；但由水電離出的c(H＋)與水電離出的c(OH－)一定相等25℃時(shí)，由水電離出的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈堿性25℃時(shí)，KW＝1×10-14，若改變溫度，水的電離平衡如何移動(dòng)呢？KW又如何變化呢？水的電離探究：影響水電離平衡的因素實(shí)驗(yàn)：將水分別升高溫度、降低溫度，測(cè)量水的pHH2OH++OH-?H＞0數(shù)據(jù)處理用pH計(jì)測(cè)定不同溫度下純水的pH，計(jì)算Kwt/℃102590pH7.37.06.2Kw/10-140.2961.0137.1結(jié)論：升高溫度，水的電離平衡正向移動(dòng)，Kw增大

KW＝c(H+)·c(OH-)H2OH++OH-1∶1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KW水的離子積常數(shù)水的電離Kw的影響因素Kw與溫度有關(guān)KW水的離子積溫度升高Kw增大體系加入活潑金屬(25℃)加入少量鹽酸(25℃)加入少量NaOH溶液(25℃)純水(90℃)c(H+)

c(OH-)c(H+)和c(OH-)的大小比較平衡移動(dòng)方向溶液酸堿性c(H+)＞c(OH-)減小增大c(H+)＜c(OH-)增大減小c(H+)＝c(OH-)增大增大根據(jù)水的電離平衡，思考下列情況中，c(H+)和c(OH-)的如何變化？右移左移左移c(H+)＜c(OH-)減小增大右移中性酸性堿性堿性格羅斯特機(jī)制德國(guó)化學(xué)家西奧多·格羅特斯在1806年的“電流分解液體的理論”中，格羅特斯提出了水電導(dǎo)率理論。格羅特斯提出：質(zhì)子通過(guò)氫鍵與O-H共價(jià)鍵為橋梁，在相鄰兩個(gè)水分子間跳躍前行，完成傳遞。這就是著名的格羅斯特機(jī)制，又名“質(zhì)子跳躍”機(jī)制。200年以來(lái)，隨著微觀表征技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家們漸漸意識(shí)到，格羅斯特機(jī)制并非嚴(yán)格正確。但打破了舊機(jī)理，卻沒(méi)有迎來(lái)公認(rèn)的新理論。因此，格羅斯特機(jī)制一直存在于教科書(shū)中，用以解釋質(zhì)子在水中的傳遞過(guò)程。daluhuaxuegognuzoushi1．下列說(shuō)法正確的是(

)A．水的電離方程式：H2O===H＋＋OH－B．升高溫度，水的電離程度增大C．在NaOH溶液中沒(méi)有H＋D．在HCl溶液中沒(méi)有OH－答案B解析水是極弱電解質(zhì)，只有少部分電離，電離方程式中應(yīng)用“”表示，故A錯(cuò)；水的電離是吸熱的，所以升高溫度，電離程度增大，B正確；在NaOH溶液中c(OH－)>c(H＋)，在HCl溶液中c(OH－)<c(H＋)，在酸、堿溶液中都存在H＋和OH－，所以C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．下列關(guān)于水的離子積常數(shù)的敘述中，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。3．下列操作能使水的電離平衡發(fā)生移動(dòng)，且c(H＋)＞c(OH－)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＋＋HCO3-，故c(H＋)＞c(OH－)；而D項(xiàng)中c(H＋)＝c(OH－)，故選C項(xiàng)。4．一定溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖，下列說(shuō)法正確的是(

)A．該溫度下，a點(diǎn)溶液呈堿性B．該溫度下，0.01mol·L-1NaOH溶液中c(H＋)＝1.0×10-12mol·L-1C．該溫度下，加入NaOH可能引起由d向b的變化D．b點(diǎn)時(shí)，升高溫度，可能引起由b向c的變化答案A解析根據(jù)圖像，b點(diǎn)c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－12>1.0×10－14，說(shuō)明該溫度高于常溫。曲線上的點(diǎn)的溫度相同。該溫度下，a點(diǎn)溶液中c(H＋)<c(OH－)，呈堿性，故A正確；該溫度下，0.01mol·L－1NaOH溶液中c(OH－)＝0.01mol·L－1，則c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1，故B錯(cuò)誤；該溫度下，加入NaOH，溶液中的c(OH－)增大，c(H＋)減小，不能引起d向b的變化，故C錯(cuò)誤；b點(diǎn)時(shí)，升高溫度，水的電離