高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第二节 水的电离和溶液的pH课文内容课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第二节 水的电离和溶液的pH课文内容课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了水的电离，视频“水的电离”，电离平衡常数，KW的应用，酸或碱，思路二，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
提问：通常做溶剂的水是全部以分子形式存在,还是部分以离子形式存在呢? 已知水是弱电解质,如何证明水的电离的存在呢?
提问：根据水的电离过程写出水的电离方程式。
水的电离(2)水的电离“五个”特点:
提问：如何衡量水的电离的限度? 请用公式表述水的电离常数。
思考：结合水的电离平衡常数分析水达到电离平衡后c(H+ )·c(OH－ )为常数的原因。
水的离子积常数(1)概念:在一定温度下,当水的电离达到平衡时,电离产物 H+ 和 OH－ 浓度之积是一个常数,叫做水的离子积常数,简称水的离子积,记作 KW。(2)表达式:KW=c(H+ )·c(OH－ )。
提问：25℃时,c(H+ )=c(OH－ )=1×10－7ml/L,即25 ℃时，KW = c(H+ )·c(OH－ )=1×10－14。观察下表,思考水的离子积常数受什么因素影响。
KW 只与温度有关,与溶液的酸碱性无关。温度升高,KW 增大。在常温(25℃)下，KW=c(H+ )·c(OH－ )=1×10－14。
特别提醒(1)KW为常数,无单位。(2)不同溶液中c(H+ )和c(OH－)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c水 (H+)与c水 (OH－)始终相等。(3)KW=c(H+)·c (OH－)中,c(H+)和c (OH－)均指溶液中 H+ 、OH－的总浓度,而并非指由水电离出的 H+ 、OH－的物质的量浓度。(4)KW 不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质水溶液,即在电解质水溶液中KW =c(H+)·c (OH－)也成立。
分析下列条件的改变对水的电离平衡:H2O H+ +OH－ ΔH >0的影响,填写表格。
酸、碱由于电离产生的 H+ 或 OH－ 对水的电离平衡起抑制作用,使水的电离程度减小,而某些盐因结合水电离出的 H+ 或 OH－ 能促进水的电离平衡,使水的电离程度增大,但无论哪种情况,只要温度不变,KW 就不变。
小试牛刀 1.正误判断。(1)升高温度，若KW 增大到10－12，则纯水电离出的 c(H+)= 10－6 ml·L－1。 ( )(2)在纯水中加入少量酸，水的电离平衡逆向移动，c(OH－)减小，KW减小。 ( )(3)常温下，加水稀释稀醋酸溶液，溶液中所有的离子浓度都减小。 ( )
小试牛刀 2.KW=c(H+)·c(OH－)中，H+ 和OH－ 一定是水电离出来的吗?
不一定。c(H+)和c(OH－)均指溶液中 H+ 、OH－ 的总浓度,如盐酸溶液中的 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。
归纳总结：影响水的电离平衡的因素
(1)同一曲线上的任意一点的温度相同,KW都相同(a、b、c),即c(H+ )·c(OH－)相同。(2)曲线外的任意一点(如d)与曲线上任意一点的温度不同,KW不同。(3)曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变溶液酸碱性;曲线上点与曲线外点之间的转化一定得改变温度。
水的电离平衡曲线的理解(25℃)
提问：25℃,0.01 ml·L－1 的盐酸溶液中,由水电离产生的c(H+)和c(OH－)分别是多少?
在酸溶液中,c(H+)来自于酸电离和水电离,且c酸 (H+ )≫c水 (H+ ),因此,可忽略水电离的 H+ ,近似认为c(H+ )来自于酸电离;c(OH－)来自于水的电离,因为水的电离被抑制,电离程度很小。由KW=c(H+)·c(OH－)得:c(OH－)=1×10－12 ml·L－1=c水 (H+ )。
提问：常温下，某浓度 NH4Cl溶液中由水电离出的c水 (H+) = 1.0×10－2 ml·L－1，那么水电离出的c水 (OH－)是多少? 溶液中 c溶液 (OH－)是多少?
NH4Cl溶液中由水电离出的c水 (H+ )=1.0×10－2 ml·L－1,水电离产生的c水 (OH－)也是1.0×10－2 ml·L－1,c溶液 (OH－)=1.0×10－12 ml·L－1。
常温下,不同溶液中水电离出的c(H+)或c(OH－)的计算。(1)酸溶液中KW=c酸 (H+)·c水 (OH－)[水电离出的c水 (H+)很小,通常忽略]。(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水 (H+) = c水 (OH－)。(4)室温下,由水电离出的c(H+)=1×10－13 ml·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。
归纳总结水溶液中水电离出的c(H+)、c(OH－)一定相等,计算水电离出的c(H+)或c(OH－)时可按照“促进选大、抑制选小”原则确定,即首先判断出溶液中的c溶液(H+)和c溶液(OH－),若在酸、碱溶液中,就选择 c溶液 (H+)、c溶液 (OH－)中数值较小的,若在可水解的盐溶液中就选择c溶液 (H+)、c溶液 (OH－)中数值较大的。
小试牛刀 (1)室温下,0.01 ml·L－1盐酸中,c(OH－)=___________________， c水 (H+) = __________________。(2)室温下,0.01 ml·L－1NaOH 溶液中,c水 (H+)=________________, c水 (OH－)=_________________。(3)室温下,某溶液中c水 (H+)=1×10－12 ml·L－1,则该溶液呈______性。
1.0×10－12 ml·L－1
小试牛刀 (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?
一定相等；c(H+)·c(OH－)=1.0×10－14仍然成立。
一、水的电离及水的离子积常数
提问：精确的纯水导电性实验说明了什么问题呢?
提问：水的电离存在平衡,如何表征其限度?
1 L 纯水的物质的量约为 55.6 ml,经实验测得 25℃ 时,发生电离的水只有1×10－7 ml。二者相比,水的电离部分太小,可以忽略不计,因此电离前后水的物质的量几乎不变,可以视为常数,K电离 ·c(H2O)为一个新的常数,用KW 表示,即为水的离子积常数,简称水的离子积。
水的离子积常数 KW =c(H+)·c(OH－)。25 ℃时，c(H+)=c(OH－) = 1×10－7 ml/L，即 25℃ 时，KW =c(H+)·c(OH－)=1×10－14。
二、水的离子积常数的影响因素
思考：类比电离常数,思考水的离子积常数受哪些因素的影响。观察不同温度下水的离子积常数,发现规律。
温度升高,水的离子积常数KW增大,说明水的电离是一个吸热过程。
思考：分析下列情况下溶液中c(H+)、c(OH－)和KW 的值的变化趋势。
提问：讨论有哪些方法可以抑制水的电离,哪些方法可以促进水的电离?
(1)加入弱碱阳离子,如 Al3+ (或 NH4+ 等),消耗水电离生成的 OH－ ,会使水的电离平衡向右移动,导致c(H+)增大,c(OH－)减小,KW不变。(2)加入弱酸阴离子,如CO32－ 等,消耗水电离生成的 H+ ,会使水的电离平衡向右移动,导致c(H+ )减小,c(OH－)增大,KW不变。
(3)加酸,增加 H+ ,会使水的电离平衡向左移动,导致c(H+ )增大，c(OH－)减小,KW不变。(4)加碱,增加 OH－,会使水的电离平衡向左移动,导致c(H+ )减小，c(OH－)增大,KW不变。(5)加入活泼金属,消耗 H+ ,会使水的电离平衡向右移动,导致c(H+ ) 减小，c(OH－)增大,KW不变。
三、水的离子积KW 的应用
提问：(1)25℃,浓度为1×10－2 ml/L的 NaOH 溶液中,由水电离产生的c(OH－)是多少?
在碱溶液中,c(OH－)来自于碱的电离和水的电离,且c碱(OH－)≫ c水 (OH－),因此,可忽略水电离的OH－ ,近似认为c(OH－)来自于碱的电离;c(H+)来自于水的电离,因为水的电离被抑制,电离程度很小。由KW=c(H+ )·c(OH－)得:c水 (OH－)=c(H+ )=1×10－12ml/L。
提问：(2)25℃,由水电离产生的c(H+ )=1×10－9 ml/L的溶液,则该溶液是酸溶液还是碱溶液? 并计算该溶液中c(H+ )的可能值。
可能是酸溶液，也可能是碱溶液。c水 (OH－)=c水 (H+ ) = 1×10－9 ml/L，若是酸溶液，溶液中c (OH－)=1×10－9ml/L，溶液中c(H+ )=1×10－5 ml/L；若是碱溶液，溶液中c(H+ )= c水 (H+ )=1×10－9 ml/L。
水的离子积(KW)的应用
(1)KW 是温度的函数,只随温度的升高而增大,与溶液中的 c(H+)、c(OH－)无关。(2)KW适用于一定温度下任何稀的电解质溶液。不管是哪种溶液均有c水 (H+)=c水(OH－),KW=c溶液 (H+)·c溶液(OH－)。(3)在任何水溶液中,均存在水的电离平衡,也就是任何水溶液中都是 H+ 、OH－共存的。(4)已知水电离的c(H+)=1×10－a ml/L的溶液,若a>7,则溶液可能显示酸性,也可能显示碱性。
一、水的电离1.水的电离(1)H2O H+ +OH－(2)K电离 =2.水的离子积(1)表达式:KW=c(H+ )·c(OH－)(2)影响因素:只与温度有关,温度升高,KW增大
二、KW的应用1.水的电离平衡曲线2.溶液中水电离出的c(H+ )或c(OH－)的计算方法
1.水的电离过程为 H2O H+ +OH－ ,在不同温度下其离子积为KW(25℃) = 1.0×10－14，KW(35℃)=2.1×10－14,则下列叙述正确的是 ( )A.c(H+ )随温度的升高而降低B.35℃时，c(H+ )>c(OH－)C.溶液pH：pH(35℃)>pH(25℃)D.35℃时已电离的水的浓度约为14.5×10－7 ml·L－1
2.下列措施能促进水的电离，并使c(H+ )>c(OH－)的是 ( )A.向水中加入少量 NaClB.将水加热煮沸C.向水中加入少量CH3COONaD.向水中加入少量 NH4NO3?