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水的電離和溶液的pH
化學(人教版)選擇性必修1 第三章 第二節 第一課時
1.知道水是一種弱電解質，外界條件會影響其電離平衡
的移動。
2.理解水的離子積常數不僅適用于純水，也適用于稀的
電解質溶液。
學 習 目 標
電導率儀
情 境 導 入
蒸餾水中到底有哪些微粒？
水質檢測筆
精確的導電性實驗表明，純水絕大部分以H2O的形式存在，但其中也存在著極少量的OH- 和H3O+ 。這表明水是一種極弱的電解質，能發生微弱的電離。
燈泡不亮
溫 故 知 新
從微觀角度思考，水為什么可以電離？
HCl在水中的電離示意圖
CH3COOH在水中的電離示意圖
水分子彼此之間是否有碰撞？
溶質分子在水分子作用（相互碰撞）下斷鍵電離出離子。
當然有！
新 知 學 習
水的電離
1.水的電離平衡
H2O + H2O H3O+ + OH-
水合氫離子
H+為裸露的質子，不穩定，容易與水結合形成H3O+
簡寫為
H2O H＋ ＋OH－
交 流 討 論
觀察水的電離方程式，想一想水電離出的H+和OH-的數目符合什么數量關系？
一定相等！
H2O H+ + OH-
結論：只要出現水的電離，必有
c(H+)水 = c(OH-)水
新 知 學 習
1.水的電離平衡
H2O H+ + OH-
當水的電離達到平衡狀態時，電離常數如何表示？
K電離 =
c(H+)·c(OH-)
c(H2O)
c(H+)·c(OH-) =c(H2O)·K電離
Kw
常數
常數
水的離子積常數
新 知 學 習
2.水的離子積常數
水的離子積常數
表達式： Kw =c(H+)·c(OH－)
定義：在一定溫度下，當水的電離達到平衡時，電離產物H+和OH－濃度之積是一個常數，叫做水的離子積常數；簡稱水的離子積。
符號：
Kw
在25 ℃下，純水中的c(H＋)＝c(OH－)＝10-7mol·L－1，
Kw =c(H+)·c(OH－) =1.0×10-14
分析下表中的數據有何規律。
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
KW/10-14 0.114 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 54.5
交 流 討 論
Kw只與溫度有關，與濃度無關。在使用Kw時一定要強調溫度。
規律：溫度升高，水的離子積KW增大
H2O H+ + OH-
新 知 學 習
水的電離平衡的影響因素
水的電離是吸熱過程，升高溫度，促進水電離。
故升高溫度，KW增大。
改變條件 平衡移動方向 c(H+) c(OH－) H+與OH－ 濃度大小 Kw
升高溫度
增大
增大
增大
正向移動
相等
ΔH >0
KW=c(H+)·c(OH－)
H2O H+ + OH-
（1）溫度：
例1.已知25℃時，水的離子積Kw＝1×10-14，100℃時，水的離子積Kw＝5.5×10-13，這說明( )
A.25℃時水的離子積較大
B.100℃時純水電離產生的c(H＋)比25℃純水電離產生的c(H＋)小
C.水的電離是吸熱過程
D.Kw和溫度無直接關系
C
鞏 固 提 升
新 知 學 習
水的電離平衡的影響因素
向水中逐漸加入少量NaOH固體，分別配制成0.001 mol/L和0.1 mol/L NaOH溶液，測定兩溶液的pH（常溫）。
（2）同離子效應（抑制水的電離）
加入NaOH，瞬間溶液中c(OH-)增大，
水的電離平衡逆向移動c(H+)減小，抑制水的電離
NaOH溶液 pH（常溫）
0.001 mol/L
0.1 mol/L
NaOH == Na+ + OH-
11.0
13.0
H2O H+ + OH-
c(NaOH) pH 溶液中c(H+) 水電離出的 c(H+)水 溶液中c(OH-) c(H+)·c(OH-)
＝c(H+)水
＝c(OH-)水
≈c(OH-)NaOH
0.001
11.0
1.0×10－11
1.0×10－11
0.001
1.0×10－14
13.0
0.1
1.0×10－13
1.0×10－13
0.1
1.0×10－14
常溫時，兩溶液中c(H+)·c(OH-)相等，這是巧合嗎？
能 力 提 升
定量討論
pH=-lg c(H+)
編號 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
c(NaOH) 1×10-3 5×10-3 1×10-2 2×10-2 5×10-2 1×10-1
c(OH-)
pH
c(H+)
c(H+)·c(OH-)
1×10-3 5×10-3 1×10-2 2×10-2 5×10-2 1×10-1
11.0 11.7 12.0 12.3 12.7 13.0
1×10-11 1×10-12 1×10-13
2×10-12
5×10-13 2×10-13
1×10－14
【結論】常溫時，稀NaOH溶液中c(H+)·c(OH-)為常數。
常溫下，配制6種不同濃度的NaOH溶液，用pH計測定溶液的pH，填寫表格：濃度的單位均為mol/L
【發現】 1、Kw不僅適用于純水，也適用于稀的電解質水溶液
2、Kw表達式c(H+)、c(OH-)分別指溶液中總的H+濃度、總的OH-濃度
室溫下，0.1 mol/L的稀鹽酸中， c(H+)與c(OH-)各多少？
H2O H+ + OH-
HCl === H+ + Cl-
c(H+) ≈ 0.1 mol/L
c(OH-) = Kw /c(H+)＝ 1.0×10-13
室溫下， Kw = 1.0×10-14
由水電離產生的c(H+)＝由水電離產生的c(OH-) ＝ 1.0×10-13
交 流 討 論
例2．室溫下，某溶液中由水電離產生的c(H＋)等于10－13 mol·L－1，該溶液的溶質不可能是(　　)
A．NaHSO4 B．NaCl C．HCl D．Ba(OH)2
鞏 固 提 升
B
宏 微 結 合
水的電離平衡的影響因素
思考：反應Na+2H2O=NaOH+H2 ↑在微觀世界中是如何進行的？
加入Na(s)后，水溶液中的微觀分析：
通入Na(s)后
粒子的種類變化
H2O H++OH-
2Na+2H2O = 2Na++H2↑+2OH-
粒子之間的
相互作用
加入Na，與水電離的H+反應水的電離平衡正向移動c(H+)減小，c(OH-)增大
結論
向水中加入鈉，水的電離平衡正向移動，其電離被促進
（2）發生化學反應（促進水的電離）
思考與討論
H2O H+ + OH-
條件 移動方向 c(H+) c（OH-） 電離程度 Kw
升溫
通入HCl(g)
通入氨氣
加 Na
加FeCl3(s)
加入NaHSO4(s)
左移 增大 減小 減小 不變
右移 增大 增大 增大 增大
常溫下，
左移 增大 減小 減小 不變
左移 減小 增大 減小 不變
右移 減小 增大 增大 不變
右移 增大 減小 增大 不變
新 知 學 習
歸納總結
1. 溫度升高，促進水的電離，Kw增大；
2. 酸、堿抑制水的電離，Kw不變；
3. 外加能與H+、OH- 反應的物質，會促進水的電離，Kw不變。
新 知 學 習
1.某溫度下，向c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測得溶液中c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1。下列對該溶液的敘述不正確的是（ ）
A.該溫度高于25 ℃
B.由水電離出來的H＋的濃度為1×10－11 mol·L－1
C.加入NaHSO4晶體抑制水的電離
D.取該溶液加水稀釋100倍，溶液中的c(OH－)增大
B
2.25 ℃時，相同物質的量濃度的下列溶液：①NaCl、②NaOH、③H2SO4，其中水的電離程度按由大到小順序排列的一組是（ ）
A.③＞②＞① B.②＞③＞①
C.①＞②＞③ D.③＞①＞②
C
鞏 固 提 升

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