新苏教版高中化学选择性必修1学案：3.1.3 水的电离平衡

新苏教版高中化学选择性必修1《化学反应原理》PAGEPAGE1第三课时水的电离平衡课程标准要求1.认识水的电离，了解水的离子积常数。2.知道外界条件对水的电离平衡的影响。3.会计算酸、碱溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)，能分析应用水的电离平衡曲线。1.水的电离(1)水是一种弱电解质，电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－，简写成H2OH＋＋OH－。25℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1。(2)水的电离是吸热过程。2.水的离子积(1)表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。(2)影响因素：Kw只受温度的影响，与溶液的酸碱性无关；温度升高，Kw增大；25℃时，Kw＝1.0×10－14。【微自测】判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)任何水溶液中均存在H＋和OH－，且水电离出的c(H＋)和c(OH－)相等。()(2)某温度下，纯水中c(H＋)＝1×10－6mol·L－1，此时c(OH－)＝10－7mol·L－1。()(3)T℃时，纯水中c(OH－)＝1×10－6.5mol·L－1，则T℃时Kw＝1×10－13。()(4)升高温度，水的电离程度增大，Kw也增大。()答案(1)√(2)×(3)√(4)√一、影响水电离平衡的因素结合勒夏特列原理，通过实验探究外界条件对水的电离的影响。(1)实验①中升高温度，对水的电离、电离产生的c(H＋)及Kw有什么影响？提示升高温度促进水的电离，电离产生的c(H＋)增大，Kw增大。(2)实验②、③中滴加NaOH溶液、盐酸分别对水的电离及Kw有什么影响？提示NaOH溶液、盐酸均抑制水的电离，Kw不变。(3)实验④中加入金属钠对水的电离有什么影响？溶液的酸碱性如何变化？提示促进水的电离；溶液由中性变为碱性。1.外界条件变化对水电离平衡的影响条件变化移动方向c(H＋)c(OH－)KW电离程度升温右移增大增大增大增大加酸左移增大减小不变减小加碱左移减小增大不变减小加活泼金属右移减小增大不变增大2.理解Kw应注意的几个问题(1)Kw揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。(2)Kw只与温度有关。因为水的电离是吸热过程，所以温度升高，有利于水的电离，Kw增大，如100℃，Kw＝5.6×10－13。但是在室温下，Kw为1.0×10－14。(3)Kw不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液，且由水电离的c水(H＋)＝c水(OH－)。此时，水溶液中水的离子积常数不变。1.25℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－ΔH＞0，下列叙述正确的是()A.向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低B.向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变C.向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H＋)降低D.将水加热，Kw增大，c(H＋)不变答案B解析A项，向水中加入稀氨水，c(OH－)增大；B项，向水中加入NaHSO4，c(H＋)增大，由于温度不变，Kw不变；C项，加入CH3COOH，c(H＋)应增大；D项，加热，Kw增大，c(H＋)增大。2.下列操作能使水的电离平衡发生移动，且c(H＋)＞c(OH－)的是()A.向水中投入一小块金属钠B.将水加热煮沸C.向水中通入CO2气体D.向水中加食盐晶体答案C解析A项中加入的钠与H2O反应生成NaOH，使c(OH－)＞c(H＋)；B项中c(H＋)＝c(OH－)；C项中通入CO2：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)，故c(H＋)＞c(OH－)；而D项中c(H＋)＝c(OH－)，故选C项。3.常温下，某溶液中由水电离出来的c(H＋)＝1.0×10－11mol·L－1，该溶液可能是()①二氧化硫的水溶液②氯化钠水溶液③硝酸钠水溶液④氢氧化钠水溶液A.①④ B.①②C.②③ D.③④答案A解析某溶液中由水电离出来的c(H＋)＝1.0×10－11mol·L－1，说明溶液既可能呈酸性，也可能呈碱性且抑制水的电离。①SO2＋H2OH2SO3，H2SO3HSOeq\o\al(－,3)＋H＋，HSOeq\o\al(－,3)SOeq\o\al(2－,3)＋H＋，溶液呈酸性；④NaOH=Na＋＋OH－，溶液呈碱性。二、Kw的应用1.水的电离平衡曲线(1)曲线上的任意点(如a，b，c)的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定需要改变温度。2.溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算方法Kw表达式中c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中总物质的量浓度，但是一般情况下有：(1)酸溶液中Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－)(忽略水电离出的H＋的浓度)。(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(H＋)与水电离出的c(OH－)一定相等。4.关于水的离子积常数，下列说法不正确的是()A.100℃水中，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14B.纯水中，25℃时，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14C.25℃时，任何以水为溶剂的稀溶液中c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14D.KW值随温度升高而增大答案A解析KW只与温度有关，升高温度，KW增大，25℃时，纯水和任何物质的水溶液中KW＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14。5.一定温度下，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.该温度下，a点溶液c(OH－)＞c(H＋)B.该温度下，0.01mol·L－1NaOH溶液中c(H＋)＝1.0×10－12mol·L－1C.该温度下，加入NaOH可能引起由d向b的变化D.b点时，升高温度，可能引起由b向c的变化答案A解析根据图像，b点Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－12>1.0×10－14，说明该温度高于常温。曲线上的点的温度相同。该温度下，a点溶液中c(H＋)<c(OH－)，故A正确；该温度下，0.01mol·L－1NaOH溶液中c(OH－)＝0.01mol·L－1，则c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1，故B错误；该温度下，加入NaOH，溶液中的c(OH－)增大，c(H＋)减小，不能引起d向b的变化，故C错误；b点时，升高温度，水的电离程度增大，c(H＋)·c(OH－)增大，不能引起b向c的变化，故D错误。6.25℃时，下列四种溶液：①c(H＋)＝1mol/L的醋酸；②0.1mol/L的盐酸；③0.01mol/L的NaOH溶液；④c(OH－)＝10－3mol/L的氨水。由水电离出的氢离子浓度之比为()A.1∶10∶100∶1000 B.0∶1∶12∶11C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3答案A解析酸或碱均抑制水的电离，使其电离程度减小，电离产生的c(H＋)、c(OH－)减小；①c(H＋)＝1mol/L的醋酸中，水电离产生的c(H＋)＝10－14mol/L；②0.1mol/L的盐酸中c(H＋)＝0.1mol/L，则水电离产生的c(H＋)＝10－13mol/L；③0.01mol/L的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2mol/L，则水电离产生的c(H＋)＝10－12mol/L；④c(OH－)＝10－3mol·L－1的氨水中水电离产生的c(H＋)＝10－11mol·L－1，故四种溶液中水电离产生的c(H＋)之比为10－14∶10－13∶10－12∶10－11＝1∶10∶100∶1000。1.关于水的电离，下列叙述中，正确的是()A.升高温度，水的平衡向正反应方向移动，KW增大，c(H＋)不变B.向水中加入少量硫酸，水的平衡向逆反应方向移动，KW不变，c(H＋)增大C.向水中加入氨水，水的平衡向逆反应方向移动，KW不变，c(OH－)降低D.向水中加入少量固体NaCl，平衡向逆反应方向移动，KW不变，c(H＋)降低答案B解析A.升高温度促进水的电离，c(H＋)增大，A错误；B.硫酸电离出氢离子，c(H＋)增大，抑制水的电离，Kw只与温度有关，所以Kw不变，B正确；C.一水合氨会电离出氢氧根，所以c(OH－)增大，C错误；D.NaCl为强酸强碱盐，加入少量固体NaCl，对水的电离无影响，D错误。2.在相同温度下，0.01mol·L－1NaOH溶液和0.01mol·L－1的盐酸相比，下列说法正确的是()A.两溶液中由水电离的c(H＋)都是1.0×10－12mol·L－1B.NaOH溶液和盐酸中由水电离出c(OH－)分别为1.0×10－2mol·L－1、1.0×10－12mol·L－1C.两溶液中由水电离出的c(H＋)相等D.两者都促进了水的电离答案C解析若该温度下水的离子积常数为Kw，题目没有给出温度，因此Kw不一定为1.0×10－14，则在0.01mol·L－1的NaOH溶液中，由水电离的c(H＋)＝eq\f(Kw,c（OH－）)＝eq\f(Kw,0.01)mol·L－1。在0.01mol·L－1的HCl溶液中，由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)水电离＝eq\f(Kw,0.01)mol·L－1。3.下列关于水的离子积常数的叙述正确的是()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与水的电离常数K电离是两个没有任何关系的物理量答案C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.某温度下纯水的c(H＋)＝2×10－7mol·L－1，则此时c(OH－)为________；若温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5×10－4mol·L－1，则溶液中c(OH－)为________，由水电离产生的c(H＋)为________，此时温度________(填“高于”、“低于