3.1.1水的電離和溶液的酸堿性

（一）第3章

水溶液中的離子反

應(yīng)與平衡滬科版（2020）選擇性必修101水的電離02水的離子積常數(shù)目錄Content本課學(xué)習(xí)目標(biāo)理解水是一種極弱的電解質(zhì)，存在電離平衡，掌握水的電離平衡的特征以及影響水的電離平衡的因素。水的離子積常數(shù)Kw：掌握Kw的定義和影響因素，能運用Kw進行簡單的計算在加入酸或堿的溶液中，準(zhǔn)確分析水電離出的氫離子和氫氧根離子濃度的變化情況，并能進行相關(guān)的定量計算。01水的電離Chapter

水是重要的溶劑，也是物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的主要介質(zhì)。酸堿性是電解質(zhì)溶液的重要性質(zhì)之一，溶液的酸堿性不僅可以幫助我們分析和判斷電解質(zhì)在溶液中的存在狀態(tài)、反應(yīng)程度等情況，還可以通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性來控制化學(xué)反應(yīng)的進行。電解質(zhì)溶液的酸堿性與水的電離密切相關(guān)，學(xué)習(xí)水的電離平衡，有助于從本質(zhì)上認(rèn)識溶液的酸堿性。

新課導(dǎo)入在水溶液中，酸、堿和鹽全部或部分以離子形式存在，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？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。

新課導(dǎo)入一、水的電離?現(xiàn)象：靈敏電流表指針微弱偏轉(zhuǎn)，電導(dǎo)率測定顯示有極少量離子存在。?結(jié)論：水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離。水是電解質(zhì)嗎？實驗探究：利用靈敏電流表測定水的導(dǎo)電性，或用手持技術(shù)測定水的電導(dǎo)率。?一、水的電離電離方程式：H2O+H2O?H3O++OH?，可簡寫為H2O?H++OH?。?

水的電離過程?（水合氫離子，通常簡寫成H+）和OH?。微觀解釋：水分子間相互碰撞，部分水分子的氫氧共價鍵斷裂，發(fā)生質(zhì)子（H+）轉(zhuǎn)移，形成H3O+一、水的電離精確的導(dǎo)電性實驗表明，純水絕大部分以H2O的形式存在，但其中也存在著極少量的H3O+和OH-，這表明水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離。上述水的電離方程式可簡寫為：H2OH2OH3O+OH-++H2OH+OH-+水中沒有獨立存在的H+，所有的H+必須依附在H2O上，以H3O+的形式存在++水合氫離子一、水的電離水電離的五個特點：（1）弱：微弱電離：25℃時，在純水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1（2）逆：可逆過程（3）等：電離出的H+和OH-的濃度相等（4）動：動態(tài)平衡（5）吸：吸熱過程

v電離v結(jié)合v電離

=v結(jié)合t

tυ電離平衡狀態(tài)一、水的電離建立過程：剛開始時，水的電離速率（v電離）大于離子結(jié)合成水分子的速率（v結(jié)合），隨著H+和OH?濃度的增大，v結(jié)合增大，當(dāng)v電離=v結(jié)合時，達(dá)到電離平衡狀態(tài)。?特點：?v電離=v結(jié)合≠0動態(tài)平衡：v電離=v結(jié)合=0。?平衡時，溶液中H+和OH?濃度保持不變，但水的電離和離子結(jié)合成水分子的過程仍在進行。水的電離平衡?02水的離子積常數(shù)Chapter?定義：當(dāng)水的電離達(dá)到平衡時，電離產(chǎn)物H+和OH?濃度之積是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積，記作Kw。?表達(dá)式：Kw=c(H+)?c(OH?)?數(shù)值（常溫）：在25°C時，Kw=1.0×10?14。1.水的離子積常數(shù)（Kw）不同溫度下的Kw結(jié)論：水的離子積只受溫度影響，升高溫度，Kw增大。因為水的電離是吸熱過程，升高溫度，平衡向電離方向移動，H+和OH?濃度增大，所以Kw增大。二、水的離子積常數(shù)二、水的離子積常數(shù)那么，如何衡量水電離的程度？在一定溫度下，當(dāng)水的電離達(dá)到平衡時，電離產(chǎn)物H+和OH-濃度之積是一個常數(shù)，成為水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積，用Kw表示。水的電離常數(shù)表達(dá)式K電離=c(H+)·c(OH-)c(H2O)對于純水和稀溶液，c(H2O)為常數(shù)，看作“1”水的離子積Kw

=c(H+)·c(OH-)適用于純水和稀溶液二、水的離子積常數(shù)PS：（1）在不同溶液中，c(H+)和c(OH-)不一定相等，但是在任何溶液中由水電離出的

c水(H+)和c水(OH-)總是相等的。（2）Kw=c(H+)·c(OH-)中，c(H+)、c(OH-)均指整個溶液中H+、OH-的總物質(zhì)的量濃度，而不單指由水電離出的H+、OH-的物質(zhì)的量濃度。影響因素只與溫度有關(guān)，溫度升高，Kw增大。適用范圍Kw適用于純水及稀的電解質(zhì)溶液。二、水的離子積常數(shù)t/℃0102025405090100KW/10-140.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5（1）不同溫度下水的離子積：規(guī)律：隨著溫度的升高，Kw逐漸增大，即水的電離平衡向右移動。25℃時，Kw

≈1×10-14;100℃時，Kw

≈1×10-1225℃時水電離出的c(H+)=________mol·L-1，c(OH-)=_______mol·L-1；100℃時水電離出的c(H+)=________mol·L-1，c(OH-)=_______mol·L-1；1×10-71×10-71×10-61×10-6ΔH>0二、水的離子積常數(shù)（2）外界條件的改變對水的電離平衡的影響增大c(H+)，則平衡向左移動，水的電離被抑制，由于水的電離平衡仍然存在，Kw不變，則c(OH-)必然會減小。②

加入酸①

水電離吸熱，升溫將促進水的電離，故平衡右移。③

加入堿增大c(OH-)，則平衡向左移動，水的電離被抑制，由于水的電離平衡仍然存在，Kw不變，則c(H+)必然會減小。分析下列條件的改變對水的電離平衡H2O?H＋＋OH－

ΔH＞0的影響：二、水的離子積常數(shù)（2）外界條件的改變對水的電離平衡的影響④

其它因素：如向水中加入活潑金屬，由于與水電離出的H+直接作用因而促進了水的電離。⑤

弱堿陽離子：與水電離出來的OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)，促進水的電離。⑥

弱酸陰離子：與水電離出來的H+結(jié)合生成弱電解質(zhì)，促進水的電離。二、水的離子積常數(shù)（2）外界條件的改變對水的電離平衡的影響體系變化條件平衡移動方向Kw水的電離程度c(OH－)c(H＋)酸堿弱酸陰離子弱堿陽離子溫度升溫降溫其他：如Na逆逆逆正正正正不變不變不變不變不變增大減小減小減小減小增大增大增大增大減小減小減小增大增大增大增大減小減小減小減小增大增大增大二、水的離子積常數(shù)3.由水電離出的c(H+)或c(OH－)的計算（25℃）（1）中性溶液c水(H+)=c水(OH-)=(Kw)1/2=

1.0×10-7

mol/L（2）稀酸溶液稀酸溶液中H+來源于酸的電離和水的電離，而OH-只來源于水的電離，則c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)。（3）稀堿溶液稀堿溶液中OH-來源于堿的電離和水的電離，而H+只來源于水的電離，則c水(OH-)=c水(H+-)=c(H+)。二、水的離子積常數(shù)3.由水電離出的c(H+)或c(OH－)的計算（25℃）c(H+)≈0.1mol/LHCl=

H++Cl-c(OH-)=

Kw/c(H+)＝1.0×10-13

mol/L室溫下，Kw

=1.0×10-14由水電離產(chǎn)生的c水(H+)＝c水(OH-)

＝1.0×10-13

mol/L室溫下，0.1mol/L的稀鹽酸中，c(H+)、c(OH-)、由水電離產(chǎn)生的

c水(H+)、

c水(OH-)各多少？多極少H2O

=

H++OH-二、水的離子積常數(shù)4.水的電離平衡曲線（1）曲線上的任意點(如a，b，c)的Kw都

，即c(H＋)·c(OH－)

，溫度

。（2）曲線外的任意點(如d)與曲線上任意點的Kw

，溫度

。相同相同相同（3）實現(xiàn)曲線上點之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度不變，改變

；

實現(xiàn)曲線上點與曲線外點之間的轉(zhuǎn)化一定改變

。不同不同酸堿性溫度二、水的離子積常數(shù)1.在25℃0.01mol/L鹽酸溶液中：c(H+)=

，c(OH-)=

；c(H+)水=

，c(OH-)水=

。2.在25℃0.01mol/LNaOH溶液中：c(H+)=

，c(OH-)=

；c(H+)水=

，c(OH-)水=

。0.01mol/L10-12mol/L10-12mol/L10-12mol/L10-12mol/L10-12mol/L10-12mol/L0.01mol/L1、科學(xué)家們通過精確的導(dǎo)電性實驗證明，純水中除了大量的水分子，還存在極少量的和。根據(jù)這個信息推斷，下列敘述錯誤的是()A.水中存在極少量的

和

，說明水是一種極弱的電解質(zhì)B.常溫下，水的電離需要通電才能進行C.若液氨的電離與水相似，則液氨的電離方程式可以表示為D.“冰，水為之，而寒于水”說明水結(jié)冰時會釋放能量

隨堂小測B1.答案：B解析：純水中存在極少量的和，說明水發(fā)生了電離，純水中還存在大量的水分子，則水為弱電解質(zhì)，A正確；常溫下水的電離是自發(fā)過程，不需要通電，B錯誤；純水中存在極少量的和說明水的電離方程式為，若液氨的電離與水相似，則液氨的電離方程式為，C正確；冰的能量比水低，水變?yōu)楸鶗r會放出能量，D正確。

隨堂小測

隨堂小測2.下列能影響水的電離平衡，并使溶液中的操作是()A.向水中加氫氧化鋇固體 B.將純水加熱至C.向水中投入少量的鈉 D.向水中加入少量固體D

隨堂小測2.答案：D解