专题3第一单元 弱电解质的电离平衡 第3课时　水的电离平衡（共65张ppt）

(共65张PPT)
第3课时
DISANKESHI
水的电离 / 外界条件对水的电离平衡的影响 / Kw的应用 / 课时对点练
水的电离平衡
专题3
1.认识水的电离，了解水的离子积常数。
2.能运用弱电解质的电离模型分析水的电离、分析外界条件对水的电离平衡的影响。
3.会计算酸、碱溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)，能分析应用水的电离平衡曲线。
内容索引
一、水的电离
二、外界条件对水的电离平衡的影响
三、Kw的应用
课时对点练
水的电离
一
1.水的电离
(1)水是一种极弱的 。
(2)水的电离方程式为 ，简写为___________
。
(3)水的电离是 热过程。
电解质
吸
＋OH－
2.水的离子积
增大
1×10－14
纯水
电解质水溶液
注意：Kw不是水的平衡常数。
1.某温度时，水溶液中Kw＝4×10－14，那么该温度比室温(25 ℃)高还是低？该温度下纯水中c(H＋)是多少？
提示　因此温度时水的离子积大于常温时水的离子积，故该温度高于25 ℃，此时c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1。
2.水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)中H＋和OH－一定是水电离出来的吗？
提示　不一定。c(H＋)和c(OH－)均指溶液中H＋或OH－的总浓度，如盐酸中的H＋包括HCl和H2O电离产生的H＋，即c(H＋)＝c酸(H＋)＋c水(H＋)，而OH－全部来自于水的电离。
应用体验
1.下列说法正确的是
A.水的电离方程式：H2O===H＋＋OH－
B.升高温度，水的电离程度增大
C.在NaOH溶液中没有H＋
D.在HCl溶液中没有OH－
√
水是极弱的电解质，只有少部分电离，电离方程式中应用“ ”表示，故A错误；
水的电离是吸热的，所以升高温度，电离程度增大，B正确；
在NaOH溶液中c(OH－)>c(H＋)，在HCl溶液中c(OH－)2.下列关于水的离子积常数的叙述正确的是
A.因为水的离子积常数的表达式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以Kw随溶液中
c(H＋)和c(OH－)的变化而变化
B.水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量
C.水的离子积常数是温度的函数，随着温度的变化而变化
D.水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物
理量
√
水的离子积常数的表达式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但是Kw是温度的函数，不随溶液中c(H＋)和c(OH－)的变化而变化，A错误，C正确；
水的离子积常数Kw＝K电离·c(H2O)，B、D错误。
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外界条件对水的电离平衡的影响
二
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2O H＋＋OH－　ΔH>0的影响，
并填写下表：
改变条件 平衡移动方向 c(H＋) c(OH－) 水的电离程度 Kw
升高温度
加入HCl(g)
加入NaOH(s)
右移
左移
左移
增大
增大
减小
增大
减小
增大
增大
减小
减小
增大
不变
不变
加入活泼 金属(如Na)
加入 NaHSO4(s)
右移
左移
减小
增大
增大
减小
增大
减小
不变
不变
(1)升高温度，若Kw增大到1×10－12，则纯水电离出的c(H＋)＝1×10－6 mol·
L－1(　　)
(2)在纯水中加入少量酸，水的电离平衡逆向移动，Kw减小(　　)
(3)25 ℃时，若溶液中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，则溶液中c(OH－)＝1×
10－8 mol·L－1(　　)
(4)25 ℃时，0.01 mol·L－1的盐酸中，由水电离出的c(OH－)＝1×10－12 mol·
L－1(　　)
(5)Kw＝c(H＋)·c(OH－)，c(H＋)和c(OH－)均指溶液中总物质的量浓度(　　)
正误判断
√
×
√
√
√
应用体验
1.(2022·山东日照一中高二检测)温度为T ℃时，在水中加入某物质，水的电离平衡向逆反应方向移动，体系中的c(H＋)增大，且水的Kw不变，加入的这种物质可能是
A.氯化钠固体 B.氨水
C.稀硫酸 D.Na2SO4溶液
√
A项，加入氯化钠固体，体系中的c(H＋)不变，Kw不变，不符合题意；
B项，加入氨水，电离出OH－，抑制水的电离，水的电离平衡逆向移动，体系中的c(H＋)减小，不符合题意；
C项，加入稀硫酸，电离出H＋，抑制水的电离，电离平衡逆向移动，体系中的c(H＋)增大，Kw不变，符合题意。
2.25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－　ΔH＞0，下列叙述正确的是
A.向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)减小
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变
C.向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H＋)减小
D.将水加热，Kw增大，c(H＋)不变
√
A项，加入稀氨水，NH3·H2O存在电离平衡：NH3·H2O ＋OH－，c(OH－)增大，使水的电离平衡逆向移动，错误；
B项，加入NaHSO4，NaHSO4在水溶液中发生电离：NaHSO4===Na＋＋H＋＋ ，c(H＋)增大，使水的电离平衡逆向移动，由于温度不变，Kw不变，正确；
C项，CH3COOH CH3COO－＋H＋，使c(H＋)增大，使水的电离平衡逆向移动，错误；
D项，升温，Kw增大，c(H＋)增大，错误。
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Kw的应用
三
1.水的电离平衡曲线的理解与识别
(1)曲线上的任意点(如a，b，c)的Kw都 ，即c(H＋)·c(OH－) ，温度 。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw ，温度 。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变 ；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变 。
相同
相同
相同
不同
不同
酸碱性
温度
2.溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算方法
Kw表达式中c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中总物质的量浓度，但是一般情况下有：
(1)酸溶液中Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－)(忽略水电离出的H＋的浓度)。
(2)碱溶液中Kw＝c水(H＋)·c碱(OH－)(忽略水电离出的OH－的浓度)。
(3)外界条件改变，水的电离平衡发生移动；但由水电离出的c(H＋)与水电离出的c(OH－)一定相等。
(4)室温下，由水电离出的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。
1.溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算
(1)在室温下，0.01 mol·L－1的盐酸中，c(OH－)是多少？水电离出的c(H＋)又是多少？
(2)在室温下，0.01 mol·L－1的氢氧化钠溶液中，c(H＋)是多少？水电离出的c(OH－)又是多少？
(3)上述两种溶液水的电离程度如何？简述原因。
提示　相同。两种溶液中酸、碱电离出的c(H＋)、c(OH－)相等，因而对水的电离抑制程度相同。
(4)在室温下，酸或碱的稀溶液中，由水电离出的c(H＋)和c(OH－)还相等吗？c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14还成立吗？
提示　在酸或碱的稀溶液中由水电离出的c(H＋)和c(OH－)一定相等，但溶液中所有的c(H＋)和所有的c(OH－)一定不相等。c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14仍然成立。
2.思考并解答以下几个问题：
(1)某温度下纯水中的c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，此时c(OH－)为多少？该纯水的酸碱性如何？
提示　2×10－7 mol·L－1　该水呈中性
(2)若保持(1)中温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则溶液中c(OH－)为多少？由水电离产生的c(H＋)为多少？
提示　8×10－11 mol·L－1　8×10－11 mol·L－1
应用体验
1.一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是
A.该温度下，a点溶液呈碱性
B.该温度下，0.01 mol·L－1 NaOH溶液中c(H＋)
＝1.0×10－12 mol·L－1
C.该温度下，加入NaOH可能引起由d向b的变化
D.b点时，升高温度，可能引起由b向c的变化
√
根据图像，b点c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－12
>1.0×10－14，说明该温度高于常温。曲线上的点对应的温度相同。该温度下，a点溶液中c(H＋)该温度下，0.01 mol·L－1 NaOH溶液中c(OH－)＝0.01 mol·L－1，则c(H＋)＝1.0×10－10 mol·L－1，故B错误；
该温度下，加入NaOH，溶液中的c(OH－)增大，c(H＋)减小，不能引起d向b的变化，故C错误；
b点时，升高温度，水的电离程度增大，c(H＋)·c(OH－)增大，不能引起b向c的变化，故D错误。
2.如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是
A.两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw
B.M区域内(不包括边界)任意点均有c(H＋)C.图中T1D.XZ线上任意点的c(H＋)都相等
√
只要在水溶液中，都会有c(H＋)·c(OH－)＝Kw，故A项正确；
XZ线的斜率是1，XZ线上的点均存在c(H＋)＝c(OH－)，在X、Z连线的上方M区域(不包括边界)，c(H＋)水的电离是吸热过程，升高温度，促进水的电离，则Kw逐渐增大，因Kw：Z点>X点，所以T1XZ线的斜率是1，XZ线上的点均存在c(H＋)＝c(OH－)，但每一点的c(H＋)不相等，故D项错误。
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课时对点练
题组一　水的电离平衡及Kw
1.(2021·武汉三中高二月考)下列关于水的说法正确的是
A.纯水和溶液中的水都能电离
B.水的电离和电解都需要通电
C.水中氢键的存在既增强了水分子的稳定性，也增大了水的沸点
D.加入电解质一定会破坏水的电离平衡，其中酸和碱通常都会抑制水的
电离
√
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电离是指电解质在一定条件下(如溶于某些溶剂、加热熔化等)电离成可自由移动的离子的过程，不需要通电，B项错误；
水分子的稳定性强，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与水分子间形成的氢键无关，C项错误；
水的电离方程式为H2O H＋＋OH－，加入影响c(H＋)或c(OH－)的电解质，水的电离平衡会移动，D项错误。
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2.已知室温下0.01 mol·L－1 CH3COOH溶液中c(H＋)＝4.32×10－4 mol·L－1，则该CH3COOH溶液中水的离子积常数
A.小于1×10－14 B.大于1×10－14
C.等于1×10－14 D.无法确定
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室温下，任何电解质的稀溶液中水的离子积常数都是1×10－14。
题组二　外界条件对水的电离平衡的影响
3.(2021·广东高州中学高二检测)在相同温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比，下列说法正确的是
A.由水电离出的c(H＋)相等
B.由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12 mol·L－1
C.由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1
D.二者都促进水的电离
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温度一定，水的离子积常数一定，0.01 mol·L－1的NaOH溶液中由水电离出的c(H＋)＝ mol·L－1，0.01 mol·L－1的盐酸中由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝ mol·L－1，所以二者中由水电离出的c(H＋)相等，A项正确；
水电离出的氢离子和水电离出的氢氧根离子浓度相同，温度未知，不能计算出二者中由水电离出的c(H＋)和c(OH－)，B、C项错误；
二者都抑制水的电离，D项错误。
4.(2022·河北开滦二中高二检测)室温下，某溶液中由水电离产生的c(H＋)＝10－10 mol·L－1，该溶液的溶质不可能是
A.H2SO4 B.NaCl
C.HCl D.Ba(OH)2
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室温下，纯水中水电离产生的c(H＋)＝10－7 mol·L－1，现在某溶液中由水电离产生的c(H＋)＝10－10 mol·L－1<10－7 mol·L－1，说明水的电离受到抑制，该溶液可能显酸性，也可能显碱性。H2SO4、HCl溶液显酸性，而Ba(OH)2溶液显碱性，这三种物质都会抑制水的电离，溶液中可能存在这些物质，而NaCl是强酸强碱盐，对水的电离平衡无影响，故该溶液的溶质不可能是NaCl。
5.在25 ℃时，水中存在电离平衡：H2O H＋＋OH－，下列关于水的说法正确的是
A.水是极弱的电解质，水的电离是吸热过程，升温促进水的电离
B.任何条件下水溶液中的c(H＋)和c(OH－)的乘积均为1×10－14
C.向水中加入盐类物质，水溶液一定呈中性
D.向水中加入少量稀硫酸，c(H＋)增大，Kw不变，促进水的电离
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水是极弱的电解质，能够微弱电离产生H＋、OH－，水的电离是吸热过程，根据平衡移动原理，升高温度可促进水的电离，A正确；
只有在室温条件下水溶液中的c(H＋)和c(OH－)的乘积等于1×10－14，B错误；
向水中加入盐类物质，所得溶液可能显酸性、中性或碱性，C错误；
向水中加入少量稀硫酸，c(H＋)增大，Kw不变，对水的电离平衡起抑制作用，D错误。
6.25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl、②NaOH、
③H2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是
A.③＞②＞① B.②＞③＞①
C.①＞②＞③ D.③＞①＞②
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分析三种物质可知②③抑制水的电离，①不影响水的电离平衡，H2SO4为二元强酸，产生的c(H＋)大于NaOH产生的c(OH－)，抑制程度更大，故顺序为①＞②＞③。
题组三　Kw的应用
7.常温下，在0.01 mol·L－1 H2SO4溶液中，由水电离出的氢离子浓度是
A.5×10－13 mol·L－1 B.0.02 mol·L－1
C.1×10－7 mol·L－1 D.1×10－12 mol·L－1
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H2SO4电离出的c(H＋)＝0.02 mol·L－1，由Kw＝1.0×10－14可知c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1，OH－是由水电离产生的，则水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1。
8.下列四种溶液中，室温下由水电离生成的H＋浓度之比(①∶②∶③∶④)是
①c(H＋)＝1.0 mol·L－1的盐酸　②0.1 mol·L－1的盐酸　③0.01 mol·L－1的NaOH溶液　④0.001 mol·L－1的NaOH溶液
A.1∶10∶100∶1 000 B.0∶1∶12∶11
C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3
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①中c(H＋)＝1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)与溶液中c(OH－)相等，等于1.0×10－14 mol·L－1；
②中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1；
③中c(OH－)＝1.0×10－2 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)与溶液中c(H＋)相等，等于1.0×10－12 mol·L－1；
④中由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－11 mol·L－1。
即(1.0×10－14)∶(1.0×10－13)∶(1.0×10－12)∶(1.0×10－11)＝1∶10∶ 100∶1 000。
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9.水的电离常数如图所示，曲线上的点都符合c(H＋)·c(OH－)＝常数，下列说法错误的是
A.图中温度：T1＞T2
B.图中五点Kw间的关系：B＞C＞A＝D＝E
C.曲线a、b均代表纯水的电离情况
D.若处在B点时，将0.005 mol·L－1的硫酸与由水电离的c(H＋)＝1.0×
10－12 mol·L－1的KOH溶液等体积混合后，溶液显碱性
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由图像可知，A点在T2时的曲线上，而B点在T1时的曲线上，因为A、B点溶液中的氢离子与氢氧根离子的浓度相等，所以是纯水的电离，B点的电离程度大于A点，所以温度：T1＞T2，故A正确；
由图像可知，A、E、D都是T2时曲线上的点，Kw只与温度有关，温度相同时Kw相同，温度升高，促进水的电离，Kw增大，则B＞A＝D＝E，由C点c(OH－)·c(H＋)可知，C点的Kw大于A点，小于B点，则Kw：B＞C＞A＝D＝E，故B正确；
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由E和D点的c(H＋)≠c(OH－)可知其不是纯水的电离，故C错误；
B点时，Kw＝1×10－12,0.005 mol·L－1的硫酸中c(H＋)＝0.01 mol·L－1，由水电离的c(H＋)＝1.0×10－12 mol·L－1的KOH溶液中c(OH－)＝1 mol·L－1，两溶液等体积混合后，溶液显碱性，故D正确。
10.下列微粒中能使水的电离平衡向左移动且溶液中的c(H＋)增大的是
A. B.Cl－
C.Na＋ D.
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A项 电离出H＋使溶液显酸性，抑制水的电离；
B中Cl－、C中Na＋对水的电离无影响；
D项为OH－，抑制水的电离，使溶液中的c(H＋)减小。
11.室温下，若溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1×10－14 mol·L－1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是
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溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1×10－14 mol·L－1，溶液呈酸性或碱性。A项，Al3＋与OH－不能大量共存；
12.水的电离平衡曲线如图所示，下列说法中正确的是
A.图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B＞A＞D
B.25 ℃时，向pH＝1的稀硫酸中逐滴加入pH＝8
的稀氨水，溶液中 的值逐渐减小
C.在25 ℃时，保持温度不变，在水中加入适量
NaHSO4固体，体系可从A点变化到C点
D.A点所对应的溶液中，可同时大量存在Na＋、Fe3＋、Cl－、
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A、D都处于25 ℃时，Kw相等，c(H＋)和c(OH－)越大，Kw越大，故B＞A＝D，故A错误；
25 ℃时，向pH＝1的稀硫酸中逐滴加入pH＝8的稀氨水，会发生反应得到硫酸铵溶液，随着氨水的
逐渐滴入，氨水的电离程度大于铵根离子的水解程度，c(OH－)逐渐增大，而
的值不变，即溶液中 的值逐渐减小，故B正确；
温度不变，Kw不变，向水中加入NaHSO4固体，溶液中c(OH－)变小，c(H＋)变大，溶液呈酸性，H＋浓度大于OH－浓度，故C错误；
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Fe3＋会发生水解导致溶液呈酸性，而A点所对应的溶液中，c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，故D错误。
13.某学生为探究Kw的影响因素，做了以下实验。
(1)查阅资料，不同温度下水的离子积常数如表所示。
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t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10－14 0.134 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0
由此推出：随着温度的升高，Kw______；水的电离程度_______；水的电离平衡向____移动，水的电离过程是_____过程。
增大
增大
右
吸热
(2)取三只烧杯A、B、C，分别加入等量水，再向B、C烧杯中分别加入少量盐酸和NaOH溶液，分析并填写下表。
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A(纯水) B(加少量盐酸) C(加少量NaOH溶液)
c(H＋) 1.0×10－7 mol·L－1 增大
c(OH－) 1.0×10－7 mol·L－1 增大
c(H＋)和c(OH－)大小比较 c(H＋)＝c(OH－) c(H＋)__c(OH－) c(H＋)__c(OH－)
减小
减小
>
<
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14
水的电离平衡移动方向
Kw 1.0×10－14
综上所述，可得出如下结论：
①温度、____、___均能影响水的电离平衡。
②Kw只受______的影响，而与其他因素无关。
向左
向左
1.0×10－14
1.0×10－14
酸
碱
温度
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水的电离是吸热的，在升高温度时，Kw增大，向水中加入酸或碱时，c(H＋)或c(OH－)增大，抑制水的电离，但只要温度不变，Kw就不变。
14.(2021·海南中学高二检测)下表所列的是不同温度下水的离子积常数：
1
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3
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5
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温度/℃ 25 T1 T2
水的离子积常数Kw 1×10－14 a 1×10－12
回答以下问题：
(1)若25”“<”或“＝”)1×10－14，作此判断的理由是_________________________________________________。
>
水的电离为吸热过程，温度越高，水的电离程度越大
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温度/℃ 25 T1 T2
水的离子积常数Kw 1×10－14 a 1×10－12
(2)25 ℃时，某Na2SO4溶液中c( )＝5×10－4 mol·L－1，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na＋)∶c(OH)－＝___________。
1 000∶1
25 ℃时，某Na2SO4溶液中c( )＝5×10－4 mol·L－1，则该溶液中c(Na＋)
＝1×10－3 mol·L－1，如果稀释10倍，c(Na＋)＝1×10－4 mol·L－1，但硫酸钠溶液显中性，温度不变，c(OH－)不变，所以c(Na＋)∶c(OH－)＝10－4∶
10－7＝1 000∶1。
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温度/℃ 25 T1 T2
水的离子积常数Kw 1×10－14 a 1×10－12
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温度/℃ 25 T1 T2
水的离子积常数Kw 1×10－14 a 1×10－12
(3)T2 ℃时，0.01 mol·L－1的NaOH溶液中由水电离产生的OH－的浓度为______________。
10－10 mol·L－1
T2 ℃时，Kw＝1×10－12,0.01 mol·L－1的NaOH溶液中，c(OH－)＝1×10－2 mol·
L－1，故c(H＋)为10－10 mol·L－1,H＋全部来自水的电离，由水电离出的H＋的浓度等于由水电离出的OH－的浓度，所以由水电离产生的OH－的浓度为10－10 mol·L－1。
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温度/℃ 25 T1 T2
水的离子积常数Kw 1×10－14 a 1×10－12
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专题3
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