人教版高中化学选择性必修1第三章水溶液中的离子反应与平衡第二节第1课时水的电离课件

(共45张PPT)
[学习目标]
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，发展应用模型解决问题的能力。
3.会计算酸碱溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)，能利用水的电离平衡曲线解决问题。
1.水的电离
水是一种极弱的________，其电离方程式为________________________，可简写成__________________。
2.水的离子积常数
电解质
H2O＋H2O H3O＋＋OH－
H2O H＋＋OH－
增大
1×10-14?
纯水
电解质水溶液
[自我思考]
(1)常温下，1 L水大约有1.0×10-7 mol发生电离，据此你能计算出常温下纯水的电离度吗？
(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－全部来自水的电离。
1.下列有关水的电离的叙述正确的是(　　)
A.水的电离方程式为H2O===H＋＋OH－
B.任意条件时，Kw＝1×10-14
C.实验证明多次纯化的水仍具有导电性
D.温度相同时，纯水的Kw与酸溶液的Kw不相同
C
解析　水是极弱的电解质，其电离方程式为H2O H＋＋OH－，故A项错误；Kw与温度有关，温度不同，Kw不同，故B项错误；水能电离出自由移动的H＋、OH－，所以多次纯化的水仍具有导电性，故C项正确；Kw只与温度有关，温度相同时，纯水、酸溶液的Kw相同，故D项错误。
C
3.25 ℃时，在等体积的①0.5 mol·L-1的H2SO4溶液；②0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液；③1 mol·L-1的NaCl溶液；④纯水中，由水电离出的H＋的物质的量之比是(　　)
A.1∶10∶107∶107 B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2 D.107∶106∶(2×107)∶2
A
解析　25 ℃时，0.5 mol·L-1的H2SO4溶液中c(H＋)＝1 mol·L-1，由水电离出的c水(H＋)＝10-14 mol·L-1；0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L-1，由水电离出的c水(H＋)＝10-13 mol·L-1；NaCl溶液和纯水中由水电离出的c水(H＋)均为10-7 mol·L-1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H＋)(即发生电离的水的物质的量)之比为10-14∶10-13∶10-7∶10-7＝1∶10∶107∶107。
水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)的计算思路
(1)Kw表达式中c(H＋)、c(OH－)分别表示整个溶液中所有H＋、OH－的总物质的
量浓度。
(2)任何情况下，水电离出的c水(H＋)、c水(OH－)一定相等。
(3)酸溶液中：Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－)[忽略c水(H＋)]；
碱溶液中Kw＝c水(H＋)·c碱(OH－)[忽略 c水(OH－)]。
[名师点睛]
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) ______ ______ ______ ______ ______
加入活泼
金属(如Na) ______ ______ ______ ______ ______
加入NaHSO4(s) ______ ______ ______ ______ ______
右移
增大
增大
增大
增大
左移
增大
减小
减小
不变
左移
减小
增大
减小
不变
右移
减小
增大
增大
不变
左移
增大
减小
减小
不变
[正误判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)。
×
(1)升高温度，水的电离程度减小( )
(2)在纯水中加入少量酸，水的电离平衡逆向移动，Kw减小( )
(3)向水中加入少量氨水，水的电离平衡逆向移动，c(OH－)降低( )
(4)常温下，加水稀释稀醋酸溶液，溶液中所有离子的浓度都减小( )
(5)溶液中c(H＋)、c(OH－)可能不同，但水电离出的H＋与OH－的浓度总是相等的( )
×
×
×
√
1.向25 ℃水中加入下列物质，不会使水的电离平衡发生移动的是(　　)
A.KCl B.NaOH
C.硫酸 D.热水
A
解析　KCl为强电解质，在溶液中电离出钾离子和氯离子，这两种离子都不水解，对水的电离平衡无影响，故A正确；氢氧化钠是强电解质，电离出的氢氧根离子抑制水的电离，故B错误；硫酸是强电解质，电离出的氢离子抑制水的电离，故C错误；水的电离是吸热过程，温度升高促进水的电离，故D错误。
2.向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是(　　)
A.c平(H＋)·c平(OH－)不变
B.溶液中c平(H＋)增加了
C.c平(OH－)降低了
D.水电离出的c平(H＋)增加了
D
解析　水的电离逆向移动，水电离产生的H＋、OH－浓度均减小，但溶液的酸性增强，溶液中c平(H＋)增加，B、C正确，D错误；因水的离子积常数只受温度影响，故A正确。
3.25 ℃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，水的电离平衡逆向移动，c(OH－)减小
B.向水中加入少量硫酸氢钠固体，c(H＋)增大，Kw不变
C.向水中加入少量冰醋酸，水的电离平衡逆向移动，c(H＋)减小
D.将水加热，Kw增大，c(H＋)不变
B
1.25 ℃时，纯水的Kw＝1×10-14，100 ℃时，纯水的Kw＝1×10-12，这说明(　　)
A.100 ℃时水的电离常数较小
B.前者c(H＋)比后者大
C.水的电离过程是一个吸热过程
D.Kw和温度无直接关系
C
解析　由题意知，温度升高，Kw增大，即 c(H＋)·c(OH－)增大，说明H2O H＋＋OH－向右进行的程度大，水的电离过程是吸热过程。
2.(2025·四川绵阳高二月考)常温下，下列各溶液中水的电离程度最大的是(　　)
A.pH＝1的硫酸溶液
B.1 mol·L-1氯化钠溶液
C.0.01 mol·L-1的烧碱溶液
D.c(H＋)＝10-2 mol·L-1的硫酸氢钠溶液
B
解析　酸或碱抑制水的电离，硫酸溶液、烧碱(即NaOH溶液)、硫酸氢钠溶液电离出氢离子或氢氧根离子，都抑制水的电离，氯化钠溶液为中性溶液，水的电离程度最大，故选B。
3.纯水中存在电离平衡：H2O H＋＋OH－。下列采取的措施中，能促进水电离的是(　　)
A.适当加热 B.加入少量NaHSO4
C.加入少量KOH D.加入少量NaCl
A
解析　水的电离是吸热反应，故升高温度，平衡正向移动，能促进水的电离，A正确；加入少量NaHSO4，氢离子浓度增大，H2O H＋＋OH－平衡逆向移动，抑制水的电离，B错误；加入少量KOH，氢氧根离子浓度增大，H2O H＋＋OH－平衡逆向移动，抑制水的电离，C错误；加入少量NaCl对水的电离没有影响，D错误。
4.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.两者都促进了水的电离
A
解析　NaOH和HCl均抑制水的电离，且浓度相同时抑制程度相同。由于温度不确定，故不能确定Kw的值，B错误。
5.某同学为探究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下表：
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10-14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
由此推出：随着温度的升高，Kw的值______，水的电离程度________，水的电离平衡向____填“左”“右”或“不”)移动；水的电离过程是________(填“吸热”或“放热”)过程。
(2)常温下，取三只烧杯A、B、C，分别加入适量纯水，再向B、C烧杯中分别加入少量盐酸和NaOH溶液，分析下表并填空：
增大
增大
右
吸热
纯水 加入少量盐酸 加入少量NaOH溶液
c(H＋) 1.0×10-7mol·L-1 增大 ________
c(OH－) 1.0×10-7mol·L-1 ______ 增大
c(H＋)和c(OH－)比较 c(H＋)＝c(OH－) c(H＋)______
c(OH－) c(H＋)________
c(OH－)
平衡移动方向 — __________ __________
Kw 1.0×10-14 __________ __________
减小
减小
＞
＜
向左移动
向左移动
1.0×10-14
1.0×10-14
解析　水的电离是吸热过程，升高温度时，Kw增大，水的电离程度增大。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。
(3)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。
酸
碱
温度
1.水的电离过程为H2O H＋＋OH－，不同温度下水的离子积常数为K(25 ℃)＝1.0×10-14，K(35 ℃)＝2.1×10-14，则下列叙述正确的是(　　)
A.水的电离是吸热的
B.在35 ℃ 时，纯水中c(H＋)>c(OH－)
C.水的电离程度：α(25 ℃)>α(35 ℃)
D.纯水中c(H＋)随着温度的升高而减小
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　升高温度，水的离子积常数增大，说明水的电离程度增大，则水的电离过程是吸热的，A正确；升高温度促进水的电离，但任何温度下，水都呈中性，水中都存在c(H＋) ＝c(OH－)，故B错误；水的电离与温度有关，由于水的电离吸热，故升高温度促进水的电离，则水的电离程度25 ℃＜35 ℃，故C错误；升高温度，水的离子积常数增大，说明水的电离程度增大，则溶液中c(H＋)随温度的升高而增大，故D错误。
2.(2025·山东东营高二月考)25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl溶液、②NaOH溶液、③H2SO4溶液，其中水的电离程度由大到小的顺序是(　　)
A.③>②>① B.②>③>①
C.①>②>③ D.③>①>②
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　NaOH、H2SO4抑制水的电离，NaCl不影响水的电离平衡，H2SO4为二元强酸，电离产生的c(H＋)大于NaOH电离产生的c(OH－)，对水的电离的抑制程度更大，故水的电离程度由大到小的顺序为①>②>③。
3.下列关于水的离子积常数的叙述中，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
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　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。
4.(2025·云南玉龙高二月考)某温度时，水的离子积为1.0×10-14，由此可知在该温度时水的电离度为(　　)
A.1.8×10-7% B.1.0×10-2%
C.1.8×10-9% D.1.8×10-14%
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6.在100 ℃时，100 mL蒸馏水中c(OH－)＝1×10-6 mol·L-1，当改变下列条件之一时，c(OH－)仍然等于1×10-6 mol·L-1的是(　　)
①温度降低到25 ℃
②加入10-6 mol烧碱固体，保持100 ℃
③加入10-6 mol氯化钠，保持100 ℃
④蒸发掉50 mL水，保持100 ℃
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
解析　c(OH－)不变，Kw不变，表明温度不变(100 ℃)，且无酸、碱加入。
7.(2025·河南新乡高二期中)25 ℃时，某溶液中由水电离出的H＋浓度为1.0×10-12 mol·L-1，下列说法错误的是(　　)
A.若为酸溶液，则该溶液的pH为2
B.若为碱溶液，则该溶液中碱电离出的c(OH－)与水电离出的c(OH－)之比为1010
C.若该溶液中的溶质只有一种，该溶质一定是酸或碱
D.S2-在该溶液中可能大量共存
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8.不同温度下水的离子积常数如表所示，下列关于氢氧化钠溶液的说法正确的是
(　　)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10-14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
A.温度升高，溶液中的c(H＋)不变
B.0 ℃时通入少量HCl，水的电离平衡向逆反应方向移动，Kw增大
C.相同条件下此溶液的Kw和纯水的Kw相同
D.100 ℃时，溶液中c水(H＋)·c水(OH－)＝5.45×10-13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　温度升高，Kw增大，水的电离平衡正向移动，故溶液中的c(H＋)增大，故A错误；Kw只与温度有关，通入HCl，温度不变，Kw不变，故B错误；Kw适用于纯水和电解质稀溶液，故相同条件下此溶液的Kw和纯水的Kw相同，故C正确；Kw指的是溶液中的 c(H＋)·c(OH－)是一个常数，不一定是水所电离出来的离子，故D错误。
9.在水的电离平衡中，c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示：
(1)A点水的离子积常数为1×10-14，B点水的离子积常数为
________。造成水的离子积常数变化的原因是___________
_________________________________________________
_______。
(2)T ℃时，若向水中滴加盐酸，________(填“能”或“不
能”)使体系处于B点状态，原因是________________________________________
_________________________________。
(3)T ℃时，若盐酸中c(H＋)＝5×10-4 mol·L-1，则由水电离产生的c水(H＋)＝_______________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1×10-13
水的电离是
吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，则离子积常
数增大
不能
滴加盐酸后，c(H＋)增大，水的电离平衡左移，
c(OH－)减小，体系中c(H＋)≠c(OH－)
2×10-10 mol·L-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A.图②代表强酸在水中的电离情况
B.两种酸溶液中均存在电离平衡：2H2O H3O＋＋OH－
C.两种酸溶液中由水电离出的c(H＋)<10-7 mol·L-1
D.若图①溶液的c(H＋)＝1 mol·L-1，则将溶液稀释10倍后，c(H＋)＝0.1 mol·L-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　由图可知，图①中存在水合氢离子、酸根离子和一元酸分子，说明一元酸在溶液中部分电离，所以图①代表弱酸在水中的电离情况；图②中只存在水合氢离子和酸根离子，说明一元酸在溶液中完全电离，所以图②代表强酸在水中的电离情况。由分析可知，图②代表强酸在水中的电离情况，A正确；由图可知，两种酸溶液中均存在水的电离平衡：2H2O H3O＋＋OH－，B正确；两种酸溶液中，酸电离出的氢离子都抑制水的电离，则溶液中由水电离出的c(H＋)<10-7 mol·L-1，C正确；由分析知图①代表弱酸在水中的电离情况，若图①溶液的 c(H＋)＝1 mol·L-1，则将溶液稀释10倍后，c(H＋)>0.1 mol·L-1，D错误。
11.一定温度下，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.降低温度，可能引起由b向c的变化
B.该温度下，水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下，加入HCl溶液可能引起由b向a的变化
D.该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
解析　降低温度时，水的电离平衡左移，Kw随之减小，而b和c对应的Kw相等，故A错误；由图中数据可计算出该温度下，水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10-7×1.0×10-7＝1.0×10-14，故B错误；加入HCl，溶液中c(H＋)>c(OH－)，抑制水的电离，平衡左移，即氢离子浓度增大，氢氧根离子浓度减小，可能引起由b向a的变化，故C正确；该温度下，稀释溶液，Kw不变，而c和d对应的Kw不相等，故D错误。
12.硫酸是中学阶段常见的强酸之一。对于常温下0.05 mol·L-1 H2SO4溶液。
(1)若将溶液升高温度到100 ℃，溶液中的 c(OH－)＝1×10-11 mol·L-1，则100 ℃时水的离子积是______。
(2)该溶液中硫酸电离出的c(H＋)与H2O电离出的c(H＋)之比为________。
(3)将该溶液放入烧杯中滴入几滴酚酞，插入两个电极与直流电源连接形成闭合回路。
①向烧杯中逐滴加入同浓度的氢氧化钡溶液，灯泡逐渐变暗，后熄灭。该过程中发生反应的离子方程式为_________________________________________；
②向熄灭后的烧杯中再逐滴加入氢氧化钡溶液，观察到灯泡逐渐变亮，还观察到溶液__________，此过程中水的电离程度________(填“增大”“减小”或“不确定”)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10-12
1012∶1
2H＋＋SO＋Ba2+＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
变红色
减小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(4)将该H2SO4溶液加水稀释，水的电离平衡______(填“向左”“向右”或“不”)移动。
解析　(1)100 ℃时，溶液中的c(H＋)＝0.05 mol·L-1×2＝0.1 mol·L-1，溶液中的c(OH－)＝1×10-11 mol·L-1，所以 100 ℃时水的离子积为Kw＝0.1×1×10-11＝10-12。(2)0.05 mol·L-1 H2SO4溶液中硫酸电离出的c(H＋)＝0.1 mol·L-1，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝1×10-13 mol·L-1，两者之比为10-1 mol·L-1∶10-13 mol·L-1＝1012∶1。(3)①向硫酸中逐滴加入同浓度的氢氧化钡溶液，灯泡逐渐变暗，后熄灭，是因为两者反应生成了难溶的BaSO4和弱电解质水，溶液中几乎没有自由移动的离子，该过程中发生反应
向右
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12