新蘇教版高中化學選擇性必修1學案：3.1.3 水的電離平衡

新蘇教版高中化學選擇性必修1《化學反應(yīng)原理》PAGEPAGE1第三課時水的電離平衡課程標準要求1.認識水的電離，了解水的離子積常數(shù)。2.知道外界條件對水的電離平衡的影響。3.會計算酸、堿溶液中水電離出的c(H＋)或c(OH－)，能分析應(yīng)用水的電離平衡曲線。1.水的電離(1)水是一種弱電解質(zhì)，電離方程式為H2O＋H2OH3O＋＋OH－，簡寫成H2OH＋＋OH－。25℃時，純水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1。(2)水的電離是吸熱過程。2.水的離子積(1)表達式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。(2)影響因素：Kw只受溫度的影響，與溶液的酸堿性無關(guān)；溫度升高，Kw增大；25℃時，Kw＝1.0×10－14?！疚⒆詼y】判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)任何水溶液中均存在H＋和OH－，且水電離出的c(H＋)和c(OH－)相等。()(2)某溫度下，純水中c(H＋)＝1×10－6mol·L－1，此時c(OH－)＝10－7mol·L－1。()(3)T℃時，純水中c(OH－)＝1×10－6.5mol·L－1，則T℃時Kw＝1×10－13。()(4)升高溫度，水的電離程度增大，Kw也增大。()答案(1)√(2)×(3)√(4)√一、影響水電離平衡的因素結(jié)合勒夏特列原理，通過實驗探究外界條件對水的電離的影響。(1)實驗①中升高溫度，對水的電離、電離產(chǎn)生的c(H＋)及Kw有什么影響？提示升高溫度促進水的電離，電離產(chǎn)生的c(H＋)增大，Kw增大。(2)實驗②、③中滴加NaOH溶液、鹽酸分別對水的電離及Kw有什么影響？提示NaOH溶液、鹽酸均抑制水的電離，Kw不變。(3)實驗④中加入金屬鈉對水的電離有什么影響？溶液的酸堿性如何變化？提示促進水的電離；溶液由中性變?yōu)閴A性。1.外界條件變化對水電離平衡的影響條件變化移動方向c(H＋)c(OH－)KW電離程度升溫右移增大增大增大增大加酸左移增大減小不變減小加堿左移減小增大不變減小加活潑金屬右移減小增大不變增大2.理解Kw應(yīng)注意的幾個問題(1)Kw揭示了在任何水溶液中均存在水的電離平衡，H＋和OH－共存，只是相對含量不同而已。(2)Kw只與溫度有關(guān)。因為水的電離是吸熱過程，所以溫度升高，有利于水的電離，Kw增大，如100℃，Kw＝5.6×10－13。但是在室溫下，Kw為1.0×10－14。(3)Kw不僅適用于純水，還適用于酸、堿的稀溶液，且由水電離的c水(H＋)＝c水(OH－)。此時，水溶液中水的離子積常數(shù)不變。1.25℃時，水的電離達到平衡：H2OH＋＋OH－ΔH＞0，下列敘述正確的是()A.向水中加入稀氨水，平衡逆向移動，c(OH－)降低B.向水中加入少量固體硫酸氫鈉，c(H＋)增大，Kw不變C.向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移動，c(H＋)降低D.將水加熱，Kw增大，c(H＋)不變答案B解析A項，向水中加入稀氨水，c(OH－)增大；B項，向水中加入NaHSO4，c(H＋)增大，由于溫度不變，Kw不變；C項，加入CH3COOH，c(H＋)應(yīng)增大；D項，加熱，Kw增大，c(H＋)增大。2.下列操作能使水的電離平衡發(fā)生移動，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項中加入的鈉與H2O反應(yīng)生成NaOH，使c(OH－)＞c(H＋)；B項中c(H＋)＝c(OH－)；C項中通入CO2：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)，故c(H＋)＞c(OH－)；而D項中c(H＋)＝c(OH－)，故選C項。3.常溫下，某溶液中由水電離出來的c(H＋)＝1.0×10－11mol·L－1，該溶液可能是()①二氧化硫的水溶液②氯化鈉水溶液③硝酸鈉水溶液④氫氧化鈉水溶液A.①④ B.①②C.②③ D.③④答案A解析某溶液中由水電離出來的c(H＋)＝1.0×10－11mol·L－1，說明溶液既可能呈酸性，也可能呈堿性且抑制水的電離。①SO2＋H2OH2SO3，H2SO3HSOeq\o\al(－,3)＋H＋，HSOeq\o\al(－,3)SOeq\o\al(2－,3)＋H＋，溶液呈酸性；④NaOH=Na＋＋OH－，溶液呈堿性。二、Kw的應(yīng)用1.水的電離平衡曲線(1)曲線上的任意點(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(如d)與曲線上任意點的Kw不同，溫度不同。(3)實現(xiàn)曲線上點之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度不變，改變酸堿性；實現(xiàn)曲線上點與曲線外點之間的轉(zhuǎn)化一定需要改變溫度。2.溶液中水電離出的c(H＋)或c(OH－)的計算方法Kw表達式中c(H＋)、c(OH－)均表示整個溶液中總物質(zhì)的量濃度，但是一般情況下有：(1)酸溶液中Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－)(忽略水電離出的H＋的濃度)。(2)堿溶液中Kw＝c水(H＋)·c堿(OH－)(忽略水電離出的OH－的濃度)。(3)外界條件改變，水的電離平衡發(fā)生移動；但由水電離出的c(H＋)與水電離出的c(OH－)一定相等。4.關(guān)于水的離子積常數(shù)，下列說法不正確的是()A.100℃水中，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14B.純水中，25℃時，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14C.25℃時，任何以水為溶劑的稀溶液中c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14D.KW值隨溫度升高而增大答案A解析KW只與溫度有關(guān)，升高溫度，KW增大，25℃時，純水和任何物質(zhì)的水溶液中KW＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14。5.一定溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖，下列說法正確的是()A.該溫度下，a點溶液c(OH－)＞c(H＋)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點時，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Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－12>1.0×10－14，說明該溫度高于常溫。曲線上的點的溫度相同。該溫度下，a點溶液中c(H＋)<c(OH－)，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錯誤；b點時，升高溫度，水的電離程度增大，c(H＋)·c(OH－)增大，不能引起b向c的變化，故D錯誤。6.25℃時，下列四種溶液：①c(H＋)＝1mol/L的醋酸；②0.1mol/L的鹽酸；③0.01mol/L的NaOH溶液；④c(OH－)＝10－3mol/L的氨水。由水電離出的氫離子濃度之比為()A.1∶10∶100∶1000 B.0∶1∶12∶11C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3答案A解析酸或堿均抑制水的電離，使其電離程度減小，電離產(chǎn)生的c(H＋)、c(OH－)減?。虎賑(H＋)＝1mol/L的醋酸中，水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝10－14mol/L；②0.1mol/L的鹽酸中c(H＋)＝0.1mol/L，則水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝10－13mol/L；③0.01mol/L的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2mol/L，則水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝10－12mol/L；④c(OH－)＝10－3mol·L－1的氨水中水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝10－11mol·L－1，故四種溶液中水電離產(chǎn)生的c(H＋)之比為10－14∶10－13∶10－12∶10－11＝1∶10∶100∶1000。1.關(guān)于水的電離，下列敘述中，正確的是()A.升高溫度，水的平衡向正反應(yīng)方向移動，KW增大，c(H＋)不變B.向水中加入少量硫酸，水的平衡向逆反應(yīng)方向移動，KW不變，c(H＋)增大C.向水中加入氨水，水的平衡向逆反應(yīng)方向移動，KW不變，c(OH－)降低D.向水中加入少量固體NaCl，平衡向逆反應(yīng)方向移動，KW不變，c(H＋)降低答案B解析A.升高溫度促進水的電離，c(H＋)增大，A錯誤；B.硫酸電離出氫離子，c(H＋)增大，抑制水的電離，Kw只與溫度有關(guān)，所以Kw不變，B正確；C.一水合氨會電離出氫氧根，所以c(OH－)增大，C錯誤；D.NaCl為強酸強堿鹽，加入少量固體NaCl，對水的電離無影響，D錯誤。2.在相同溫度下，0.01mol·L－1NaOH溶液和0.01mol·L－1的鹽酸相比，下列說法正確的是()A.兩溶液中由水電離的c(H＋)都是1.0×10－12mol·L－1B.NaOH溶液和鹽酸中由水電離出c(OH－)分別為1.0×10－2mol·L－1、1.0×10－12mol·L－1C.兩溶液中由水電離出的c(H＋)相等D.兩者都促進了水的電離答案C解析若該溫度下水的離子積常數(shù)為Kw，題目沒有給出溫度，因此Kw不一定為1.0×10－14，則在0.01mol·L－1的NaOH溶液中，由水電離的c(H＋)＝eq\f(Kw,c（OH－）)＝eq\f(Kw,0.01)mol·L－1。在0.01mol·L－1的HCl溶液中，由水電離出的c(H＋)＝c(OH－)水電離＝eq\f(Kw,0.01)mol·L－1。3.下列關(guān)于水的離子積常數(shù)的敘述正確的是()A.因為水的離子積常數(shù)的表達式是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與水的電離常數(shù)K電離是同一個物理量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與水的電離常數(shù)K電離是兩個沒有任何關(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錯誤，C正確；水的離子積常數(shù)Kw＝K電離·c(H2O)，B、D錯誤。4.某溫度下純水的c(H＋)＝2×10－7mol·L－1，則此時c(OH－)為________；若溫度不變，滴入稀鹽酸使c(H＋)＝5×10－4mol·L－1，則溶液中c(OH－)為________，由水電離產(chǎn)生的c(H＋)為________，此時溫度________(填“高于”、“低于