2024-2025學(xué)年高二化學(xué)選擇性必修1（配蘇教版）教學(xué)課件 專題3 第1單元 第2課時(shí) 水的電離平衡

專題3第一單元第2課時(shí)水的電離平衡基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引

素養(yǎng)目標(biāo)1.能多角度、動(dòng)態(tài)地分析水的電離平衡,運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。2.建立認(rèn)知模型,并能運(yùn)用平衡移動(dòng)模型解釋水的電離,了解水的離子積常數(shù),揭示水的電離平衡的本質(zhì)和規(guī)律,培養(yǎng)變化觀念與平衡思想的核心素養(yǎng)?；A(chǔ)落實(shí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)一、水的電離

只受溫度影響1.水是一種極弱的電解質(zhì)。2.水的電離方程式為H2O+H2OH3O++OH-,簡(jiǎn)寫為H2OH++OH-。3.水的電離平衡常數(shù)K=

。

4.25℃時(shí),純水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1。教材閱讀想一想閱讀教材圖3-8思考:在純水中存在水的電離平衡,其他水溶液中是否也存在水的電離平衡?易錯(cuò)辨析判一判(1)水是一種弱電解質(zhì),其電離方程式為H2O══H++OH-。(

)(2)升高溫度,水的電離平衡正向移動(dòng),電離度增大。(

)提示

任何一種稀的水溶液中都存在水的電離平衡。

×√二、水的離子積常數(shù)1.定義:一定溫度下,純水和稀溶液中c(H2O)可視為一定值,則c(H+)·c(OH-)=K·c(H2O)=KW為一常數(shù),稱為水的離子積常數(shù),簡(jiǎn)稱水的離子積,符號(hào)為KW。

不僅適用于純水,也適用于稀的電解質(zhì)水溶液2.表達(dá)式:KW=

。

3.影響因素KW只受溫度的影響,與溶液的酸堿性無(wú)關(guān);溫度升高,KW

;25℃時(shí),KW=

。

c(H+)·c(OH-)增大1.0×10-14易錯(cuò)辨析判一判(1)向水溶液中滴加少量稀鹽酸,c(H+)增大,KW增大。(

)(2)25

℃時(shí),水的離子積KW=1×10-14。35

℃時(shí)水的離子積KW=2.1×10-14,則35

℃時(shí)水中的c(H+)>c(OH-)。(

)×提示

KW只與溫度有關(guān)。

×提示

35

℃時(shí)水中的c(H+)=c(OH-)。

重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究一外界條件對(duì)水的電離平衡的影響情境探究用電導(dǎo)儀測(cè)定水的電導(dǎo)率,如下圖。接通直流電源,發(fā)現(xiàn)純水的電導(dǎo)率不為零,說(shuō)明純水中含有自由移動(dòng)的離子,說(shuō)明純水中部分水分子發(fā)生了電離。(1)酸性溶液中一定不存在OH-,堿性溶液中一定不存在H+嗎?(2)在純水中加入適量稀鹽酸時(shí),由于HCl電離出的H+中和了水電離出的OH-,故水的電離程度增大,這種說(shuō)法正確嗎?(3)在任何水溶液中,由水電離出的H+和OH-的濃度是否一定相等?提示

不是。由于少量的水分子發(fā)生電離,故水溶液中一定有H+和OH-,溶液的酸堿性取決于c(H+)和c(OH-)的相對(duì)大小。提示

不正確。因?yàn)樗碾婋x程度很小,故水電離出OH-的濃度很小,當(dāng)加入稀鹽酸時(shí),不是中和了水電離出的OH-,而是增大了溶液中的H+濃度,從而抑制了水的電離。提示

是。

方法突破外界條件對(duì)水的電離平衡的影響下表體現(xiàn)了條件的改變對(duì)水的電離平衡H2OH++OH-

ΔH>0的影響: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酸左移增大減小減小不變加入堿左移減小增大減小不變加入活潑金屬(如Na)右移減小增大增大不變應(yīng)用體驗(yàn)視角1影響水的電離平衡的因素1.水是最寶貴的資源之一。下列表述正確的是(

)A.4℃時(shí),純水中c(H+)=1×10-7mol·L-1B.溫度升高時(shí),純水中的c(H+)增大,c(OH-)減小C.水的電離程度很小,純水中主要存在形態(tài)是水分子D.向水中加入酸或堿,都可抑制水的電離,使水的離子積減小C解析

25

℃時(shí),純水中c(H+)=1×10-7

mol·L-1,4

℃

時(shí),純水的電離程度減小,c(H+)<1×10-7

mol·L-1,A錯(cuò)誤;溫度升高,水的電離平衡向右移動(dòng),c(H+)與c(OH-)均增大,B錯(cuò)誤;水是一種極弱的電解質(zhì),電離程度很小,25

℃時(shí),純水電離出的H+濃度只有1×10-7

mol·L-1,純水中主要存在的是水分子,C正確;水的離子積不受溶液酸堿性的影響,D錯(cuò)誤。2.(2024遼寧六校協(xié)作體聯(lián)考)25℃時(shí),水的電離達(dá)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(dòng),c(OH-)減小,c(H+)減小B.將水加熱,水的電離程度增大,KW增大C.向水中通入少量HCl氣體,平衡逆向移動(dòng),c(H+)減小,c(OH-)減小D.向水中分別加入等量的0.1mol·L-1鹽酸與0.1mol·L-1NaOH溶液,兩溶液中水的電離程度不相同B解析

向水中加入稀氨水,c(OH-)增大,水的電離平衡逆向移動(dòng),c(H+)減小,A錯(cuò)誤;將水加熱,促進(jìn)水的電離,水的電離程度增大,c(OH-)、c(H+)均增大,KW增大,B正確;向水中通入少量HCl氣體,c(H+)增大,水的電離平衡逆向移動(dòng),由于溫度不變,KW不變,則c(OH-)減小,C錯(cuò)誤;0.1

mol·L-1鹽酸中c(H+)=0.1

mol·L-1,0.1

mol·L-1NaOH溶液中c(OH-)=0.1

mol·L-1,而H+和OH-均對(duì)水的電離起到抑制作用,二者濃度相同時(shí),兩溶液中水的電離程度相同,D錯(cuò)誤。3.常溫下,某溶液中由水電離出的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.①② C.②③

D.③④A4.現(xiàn)有下列物質(zhì):①100℃純水;②25℃0.1mol·L-1HCl溶液;③25℃0.1mol·L-1KOH溶液;④25℃0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液。這些物質(zhì)與25℃

純水相比,能促進(jìn)水電離的是

(填序號(hào),下同),能抑制水的電離的是

,水電離的c(OH-)等于溶液中c(OH-)的是

,水電離的c(H+)等于溶液中c(H+)的是

。

①②③④②③④解析

水的電離過(guò)程吸熱,升溫時(shí)促進(jìn)水的電離,酸或堿抑制水的電離;強(qiáng)酸溶液中,由于酸電離出的c(H+)遠(yuǎn)大于水電離出的c(H+),酸電離的c(H+)可看成溶液中的c(H+),強(qiáng)堿溶液中,由于堿電離的c(OH-)遠(yuǎn)大于水電離的c(OH-),堿電離的c(OH-)可看成溶液中的c(OH-)。視角2水的電離平衡圖像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(shuō)法正確的是(

)A.升高溫度,可能引起由c向b的變化B.該溫度下,水的離子積常數(shù)為1.0×10-14C.該溫度下,加入FeCl3(溶液顯酸性)可能引起由a向b的變化D.該溫度下,稀釋溶液可能引起由c向d的變化B解析

A項(xiàng),c點(diǎn)溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈堿性,升溫,溶液中c(OH-)不可能減小,錯(cuò)誤。B項(xiàng),由b點(diǎn)對(duì)應(yīng)c(H+)與c(OH-)可知,KW=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-7×1.0×10-7=1.0×10-14,正確。C項(xiàng),FeCl3溶液顯酸性,溶液中c(H+)增大,因一定溫度下水的離子積是常數(shù),故溶液中c(OH-)減小,因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的變化,錯(cuò)誤。D項(xiàng),c點(diǎn)溶液呈堿性,稀釋時(shí)c(OH-)減小,同時(shí)c(H+)應(yīng)增大,故稀釋溶液時(shí)不可能引起由c向d的轉(zhuǎn)化,錯(cuò)誤。探究二水的離子積常數(shù)情境探究已知不同溫度下水的離子積(KW)溫度/℃255090100KW1.01×10-145.31×10-143.71×10-135.60×10-13(1)不同溫度下水的離子積與溫度的關(guān)系是什么?提示

升高溫度,KW增大;KW和平衡常數(shù)K一樣,只與溫度有關(guān)。

(2)離子積表達(dá)式KW=c(H+)·c(OH-)中的H+和OH-一定是水電離出的H+和OH-嗎?(3)某溫度時(shí),水溶液中KW=4×10-14,那么該溫度比室溫(25℃)高還是低?該溫度下純水中c(H+)是多少?提示

表達(dá)式中H+和OH-均表示整個(gè)溶液中的H+和OH-,不一定是水電離出的H+和OH-。提示

25

℃時(shí),KW=1×10-14,升高溫度,促進(jìn)水的電離,KW增大,4×10-14>1×10-14,故該溫度高于25

℃。純水中c(H+)=c(OH-),該溫度下c(H+)·c(OH-)=4×10-14,所以c(H+)=

mol·L-1=2×10-7

mol·L-1。方法突破理解KW應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)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。(2)KW只與溫度有關(guān)。因?yàn)樗碾婋x是吸熱過(guò)程,所以溫度升高,有利于水的電離,KW增大,如100℃,KW=5.6×10-13。(3)KW=c(H+)·c(OH-)式中的c(H+)和c(OH-)指的是溶液中的H+和OH-的總濃度,要注意區(qū)分溶液中的c(H+)和水電離出的c(H+)、溶液中的c(OH-)和水電離出的c(OH-)。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)溶液中的c(H+)或c(OH-)大于由水電離出的H+或OH-濃度的1000倍時(shí),水電離產(chǎn)生的H+或OH-濃度即可忽略。應(yīng)用體驗(yàn)視角1影響水的離子積常數(shù)的因素1.關(guān)于水的離子積常數(shù),下列說(shuō)法不正確的是(

)A.蒸餾水中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14B.純水中,25℃時(shí),c(H+)·c(OH-)=1×10-14C.25℃時(shí),任何以水為溶劑的稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14D.KW的值隨溫度升高而增大A解析

KW只與溫度有關(guān),升高溫度,KW增大,25

℃時(shí),純水和任何稀的水溶液中KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14。2.25℃時(shí)水的電離達(dá)到平衡:H2OH++OH-

ΔH>0。下列敘述不正確的是(

)A.將水加熱,KW增大B.向水中加入少量硫酸氫鈉固體,增大C.某溶液中由水電離出的氫離子濃度為10-12mol·L-1,則該溶液一定顯堿性D.向水中滴入少量KOH溶液,水的電離平衡逆向移動(dòng),c(H+)降低C解析

將水加熱,水的電離程度變大,KW增大,A正確;硫酸氫鈉溶于水電離出氫離子,向水中加入少量硫酸氫鈉固體,氫離子濃度變大,氫氧根離子濃度變小,增大,B正確;某溶液中由水電離出的氫離子濃度為10-12

mol·L-1,說(shuō)明水的電離受到抑制,則該溶液可能顯堿性也可能顯酸性,C錯(cuò)誤;向水中滴入少量KOH溶液,水的電離被抑制,水的電離平衡逆向移動(dòng),c(H+)降低,D正確。3.水是最常見(jiàn)的溶劑。下列說(shuō)法正確的是(

)A.水的電離方程式為H2O══H++OH-B.升高溫度,水的離子積常數(shù)增大C.常溫下,由水電離出c(H+)=1×10-12mol·L-1的溶液呈堿性D.水是非電解質(zhì)B解析

H2O為弱電解質(zhì),其電離過(guò)程為部分電離,因此水的電離方程式為H2OH++OH-,A錯(cuò)誤;升高溫度,促進(jìn)弱電解質(zhì)電離,因此升高溫度時(shí)水的離子積常數(shù)增大,B正確;常溫下,純水中水電離出c(H+)=1×10-7

mol·L-1,某溶液中由水電離出的c(H+)=1×10-12

mol·L-1,說(shuō)明水的電離受到抑制,因此該溶液可能顯堿性也可能顯酸性,C錯(cuò)誤;水是弱電解質(zhì),D錯(cuò)誤。4.25℃

時(shí)純水中KW=1.0×10-14,某溫度下純水中KW=1.0×10-12,這說(shuō)明(

)A.某溫度下的電離常數(shù)較大B.前者的c(H+)較后者大C.水的電離過(guò)程是一個(gè)放熱過(guò)程D.KW和K無(wú)直接關(guān)系A(chǔ)解析

某溫度下的水的離子積大,則水電離產(chǎn)生的氫離子、氫氧根離子濃度越大,電離常數(shù)越大,A正確;水的離子積越大,氫離子和氫氧根離子濃度越大,故前者氫離子濃度較小,B錯(cuò)誤;水的電離是吸熱過(guò)程,C錯(cuò)誤;H2O的電離方程式為H2OH++OH-,K=,而KW=K·c(H2O)=c(H+)·c(OH-),D錯(cuò)誤。視角2水的電離的計(jì)算5.下列四種溶液中,室溫下由水電離生成的H+濃度之比(①∶②∶③∶④)是(

)①c(H+)=1.0mol·L-1的鹽酸②0.1mol·L-1的鹽酸③0.01mol·L-1的NaOH溶液④0.001mol·L-1的NaOH溶液A.1∶10∶100∶1000B.0∶1∶12∶11C.14∶13∶12∶11D.14∶13∶2∶3A解析

①中c(H+)=1.0

mol·L-1,由水電離出的H+的濃度和溶液中OH-的濃度相等,即由水電離出的H+的濃度為1.0×10-14

mol·L-1;②中c(H+)=0.1

mol·L-1,則水電離出的H+的濃度為1×10-13

mol·L-1;③中c(OH-)=1×10-2

mol·L-1,由水電離出的H+的濃度與溶液中H+的濃度相等,即由水電離出的H+的濃度為1×10-12

mol·L-1;④中由水電離出的H+的濃度為1×10-11

mol·L-1。則①②③④四種溶液中由水電離出的H+濃度之比為1∶10∶100∶1

000。歸納總結(jié)

由水電離出的c(H+)或c(OH-)的計(jì)算思路KW表達(dá)式中c(H+)、c(OH-)均表示整個(gè)溶液中所有H+、OH-的總物質(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,水的電離平衡可能發(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。6.在相同溫度下,0.01mol·L-1的NaOH溶液和0.01mol·L-1的鹽酸相比較,下列說(shuō)法正確的是(

)A.兩溶液中水的離子積常數(shù)不同B.由水電離出的c(H+)不相同C.由水電離出的c(OH-)相等D.若將0.01mol·L-1的鹽酸換成同濃度的醋酸溶液,對(duì)水的電離的影響不變C7.已知室溫時(shí),0.1mol·L-1某一元酸HA溶液中僅有0.1%HA發(fā)生電離,下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.該溶液中c(H+)=1×10-4mol·L-1B.升高溫度,溶液中c(H+)增大C.此酸的電離平衡常數(shù)約為1×10-4D.該溶液中HA電離出的c(H+)約為水電離出的c(H+)的106倍C解析

HA電離出的c(H+)為0.1

mol·L-1×0.1%=1×10-