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第三章 水溶液中的離子反應(yīng)與平衡
第二節(jié) 水的電離和溶液的pH
第1課時(shí) 水的電離
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.認(rèn)識水的電離平衡。
2.了解水的離子積常數(shù)。
3.能運(yùn)用弱電解質(zhì)的電離模型分析水的電離，發(fā)展應(yīng)用模型解決問題的能力。
新課導(dǎo)入
pH＝8
【困惑】稀釋至1000 mL，溶液的pH為何不是8？
pH是c(H+)的負(fù)對數(shù)，即：pH＝-lgc(H+)
實(shí)驗(yàn)測得：pH＜7
c(H+)＞1×10-7 mol/L
將1 mL 1×10-5 mol/L的鹽酸，
稀釋至1000 mL，
c(H+)＝1×10-8 mol/L，
c(H+)＝1×10-5 mol/L，
pH＝5
任務(wù)一 認(rèn)識水的電離平衡（定性）
水的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)
精確的電導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)表明，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H3O+和OH-。
結(jié)論：水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離。
可表示為H2O H++OH-
精確的電導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)表明，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
任務(wù)一 認(rèn)識水的電離平衡
測定常溫下純水的pH
測定結(jié)果：pH=7
pH試紙使用方法
將pH試紙放在玻璃片上，用干燥、潔凈的玻璃棒蘸待測液點(diǎn)在pH試紙上，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對照，讀出所測溶液的pH。
任務(wù)一 認(rèn)識水的電離平衡（定量）
請計(jì)算:(1)1L水的物質(zhì)的量
n(H2O)＝55.6 mol
(3)純水中水的電離度（寫出表達(dá)式即可）
（2）根據(jù)pH=-logC(H+)以及H2O H++OH-計(jì)算常溫下，純水中C(H+)和C(OH-)
c(H+)＝c(OH-)＝1×10-7 mol/L
電離度=1×10-7
55.6
×100%
結(jié)論：水能發(fā)生微弱的電離
任務(wù)一 認(rèn)識水的電離平衡
一、水的電離
1.水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離
2.電離方程式：
圖示
2H2O H3O++OH- 簡寫為H2O H++OH-
故：任何水溶液中都
存在H2O H+ OH-
3.水一種弱電解質(zhì)，其電離為吸熱過程。
任務(wù)二 水的離子積常數(shù)
1.概念：一定溫度下，當(dāng)水的電離達(dá)到平衡時(shí)，電離產(chǎn)物H＋和OH－濃度之積是一個(gè)常數(shù)，記作KW，叫做水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積。
2.表達(dá)式：KW=c(H+)·c(OH-)
在25 ℃室溫下，純水中的c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1，KW=1.0×10-14
二、水的離子積常數(shù)
注意：（1）KW無單位
（2）KW不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)溶液
（3）c(H+)和c(OH-)都表示溶液中總的濃度
任務(wù)二 水的離子積常數(shù)
二、水的離子積常數(shù)
特別強(qiáng)調(diào)：Kw表達(dá)式中c(H+)、c(OH-)均表示整個(gè)溶液中總物質(zhì)的量濃度。
例1.在25℃ 0.1mol/L鹽酸溶液中：
HCl = H+ + Cl- H2O H++OH-
c總(H+)=c酸(H+)+c水(H+)
c總(H+)=c酸(H+)=0.1mol/L KW=1.0×10-14 c(OH-)=1.0×10-13mol/L
而OH-完全來自于水的電離
所以c水(OH-)=1.0×10-13mol/L c水(H+)=1.0×10-13mol/L
故：酸溶液中忽略水電離出的H+的濃度——Kw = c酸(H+)·c水(OH-)
c酸(H+) 》 c水(H+)
任務(wù)二 水的離子積常數(shù)
二、水的離子積常數(shù)
例2.在25℃ 0.1mol/L NaOH溶液中：
NaOH=Na++OH- H2O H++OH-
c總(OH-)=c堿(OH-)+c水(OH-)
c總(OH-)=c堿(OH-)=0.1mol/L KW=1.0×10-14 c(H+)=1.0×10-13mol/L
而H+完全來自于水的電離
所以c水(H+)=1.0×10-13mol/L c水(OH-)=1.0×10-13mol/L
故：堿溶液中忽略水電離出的OH-的濃度——Kw = c堿(OH-)·c水(H+)
c堿(OH-) 》 c水(OH-)
任務(wù)二 水的離子積常數(shù)
3.影響因素：KW只與溫度有關(guān)，溫度升高KW增大。
二、水的離子積常數(shù)
總結(jié)：（1）無論何種水溶液中永遠(yuǎn)存在等式c水(H＋)＝c水(OH－)
（2）酸溶液中忽略水電離出的H+的濃度——Kw = c酸(H+)·c水(OH-)
堿溶液中忽略水電離出的OH-的濃度——Kw = c堿(OH-)·c水(H+)
（3）25℃時(shí)，當(dāng)c水(H＋)＝c水(OH－)=1.0×10-13mol/L時(shí)，可能是酸性溶液，也可能是堿性溶液。
任務(wù)三 探究水的電離平衡的影響因素
三、外界條件對水的電離平衡的影響
1.溫度：水的電離為吸熱過程，溫度升高水的電離程度增大。
2.同離子效應(yīng)：
（1）加入酸
增大c(H+)，則平衡向左移動(dòng)，水的電離被抑制。
（2）加入堿
增大c(OH-)，則平衡向左移動(dòng)，水的電離被抑制。
H2O H＋ ＋OH－ △H>0
加入酸或堿會(huì)抑制水的電離
任務(wù)三 探究水的電離平衡的影響因素
【練習(xí)】根據(jù)H2O H++OH- △H＞0判斷如下表格中平衡移動(dòng)方向 c(H＋) c(OH－)大 小 水的電離程度以及Kw變化。
改變條件 平衡移動(dòng)方向 c(H＋) c(OH－) 水的電離程度 Kw
升高溫度
加入HCl(g)
加入NaOH(s)
加入NaHSO4(s)
正向
增大
增大
增大
增大
逆向
增大
減小
減小
不變
逆向
減小
增大
減小
不變
逆向
增大
減小
減小
不變
任務(wù)三 探究水的電離平衡的影響因素
1.某溫度時(shí)，水溶液中Kw＝4×10－14，滴入稀鹽酸使c(H＋)＝5.0×10－6mol·L－1，則c(OH－)＝__________ mol·L－1，水電離的c水(H＋)＝__________ mol·L－1。
2.某溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖：請回答下列問題
(1)曲線上的任意點(diǎn)(如a，b，c)的Kw都 ，即c(H＋)·c(OH－) ，溫度 。
(2)曲線外的任意點(diǎn)(如d)與曲線上任意點(diǎn)的Kw ，溫度 。
(3)實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度不變，改變 ；
實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)與曲線外點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化一定改變 。
【練習(xí)】
8.0×10－9
8.0×10－9
相同
相同
相同
不同
不同
酸堿性
溫度
思維構(gòu)建
水的電離
H2O H++OH-
1.電離平衡常數(shù) KW=c(H+)·c(OH-)
（定量理解）
2.影響因素
（定性理解）
溫度
同離子效應(yīng)

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