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第一单元　弱电解质的电离平衡
课时3　水的电离平衡
专题3　水溶液中的离子反应
[学习目标]
1.认识水的电离，了解水的离子积常数。
2.能运用弱电解质的电离模型分析水的电离，分析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-)，能分析水的电离平衡曲线。
交流讨论
已知水是弱电解质，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? 如何证明水电离的存在呢？
实验表明，纯水大部分以水分子形式存在，只存在极少的离子。
水的电离极其微弱。
精确的电导性实验表明：纯水大部分以H2O分子的形式存在，但其中也存在着极少量的离子。
电导率仪
一、水的电离平衡
1．水的电离
(1)水是一种极弱的电解质。
电离方程式：
水的电离为吸热过程
+
+
2H2O
OH－
H3O+
H2O＋H2O H3O＋＋OH－
简写为：H2O H＋＋OH－
一、水的电离平衡
(2)水的电离平衡常数表达式：
K=????(H+)·????(OH?)????(H2O)
?
纯水和稀溶液中c(H2O)为常数
Kw
K·c(H2O)＝c(H＋)·c(OH－)为常数
＝
一、水的电离平衡
2．水的离子积常数
表达式：
适用范围：适用于纯水和任何稀的电解质水溶液
影响因素：
Kw＝c(H+)·c(OH-)
只与温度有关。
概念：
当水的电离达到平衡时，电离产物H+和OH-浓度之积，
叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作Kw
25℃时，Kw＝1.0×10-14
升高温度， Kw增大
与溶液的酸碱性无关
一、水的电离平衡
改变条件
平衡移动方向
c(H＋)
c(OH－)
水的电离程度
Kw
升高温度
加入HCl(g)
加入NaOH(s)
加入活泼金属(如Na)
加入NaHSO4(s)
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2O H＋＋OH－　ΔH>0的影响：
右移
增大
增大
增大
增大
左移
增大
减小
减小
不变
左移
减小
增大
减小
不变
右移
减小
增大
增大
不变
左移
增大
减小
减小
不变
3．外界条件对水的电离平衡的影响
思考交流
一、水的电离平衡
(1)升高温度，若Kw增大到10-12，则纯水电离出的c(H+)=10-6 mol·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
(4)在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变
(5)温度一定时，在纯水中通入少量SO2，水的电离平衡不移动，Kw不变
(6)室温下，0.1 mol·L-1的HCl溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等
√
×
×
×
×
√
1.正误判断
思考交流
一、水的电离平衡
2.水是一种极弱的电解质，能发生微弱电离。实验证明，常温下，水中c(H+)约为1.0×10-7 mol·L-1，试计算常温下水的电离度(α)。
3.水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)中H+和OH-一定是水电离出来的吗？
1 L水中：n(H2O)=1?000?g18?g·mol?1
?
不一定。c(H+)和c(OH-)均指溶液中H+或OH-的总浓度，如盐酸中的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。
α=1×10?7mol1?00018mol×100%=1.8×10-7%
?
二、Kw的应用
1．计算酸(或碱)溶液中水电离的c水(H+)或c水(OH-)
(1)25 ℃时，0.1 mol·L-1的稀盐酸中， 水电离的c水(H+)与c水(OH-)各为多少？
HCl===H++Cl-、H2O　　H++OH-
溶液中H+的总浓度为c(H+)=c水(H+)+cHCl(H+)
酸溶液中c水(H+)很小，可忽略
≈c(HCl)= 0.1 mol·L-1
c(OH-)=????w????(H+) =1.0×10?140.1 mol·L-1=1.0×10-13mol·L-1
?
酸溶液中的OH-全部由水电离产生，则c水(OH-)=c水(H+)=1.0×10-13 mol·L-1
酸电离的H+抑制水的电离
二、Kw的应用
(2)25 ℃时，0.01 mol·L-1的 NaOH 溶液中， 水电离的 c水(H+)、c水(OH-)各为多少？
0.01 mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)≈c(NaOH)=0.01 mol·L-1
c(H+)=????w????(OH?)=1.0×10?140.01 mol·L-1=1.0×10-12mol·L-1
碱溶液中的H+全部由水电离产生，则c水(H+)=c水(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1
碱电离的OH-抑制水的电离
?
二、Kw的应用
酸或碱溶液中水电离的H+、OH-的计算方法
Kw表达式中c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中所有H+、OH-的总物质的量浓度，但是一般情况下有：
(1)在酸或碱溶液中水的电离虽然受到抑制，但c水(H+)=c水(OH-)。
(2)酸溶液中Kw=c酸(H+)·c水(OH-)(忽略水电离出的H+的浓度)。
(3)碱溶液中Kw=c水(H+)·c碱(OH-)(忽略水电离出的OH-的浓度)。
归纳总结
二、Kw的应用
2．水的电离平衡曲线的理解与识别
(1)曲线上的任意点(如a、b、c)：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：
Kw不同，温度不同
(3)曲线上点之间转化：
保持温度不变，改变酸碱性
曲线上点与曲线外点之间的转化：
一定改变温度
某温度下，水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线
二、Kw的应用
思考交流
1.某温度时，水溶液中Kw=4×10-14。
(1)该温度比室温(25 ℃)高还是低？　　(填“高”或“低”)，该温度下纯水中c(H+) = 　　 　mol·L-1。?
(2)若温度不变， 滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6mol·L-1，则c(OH-)= ________ mol·L-1，水电离的c水(H+)=　　　　　 mol·L-1。?
高
2×10-7
8.0×10-9
8.0×10-9
二、Kw的应用
思考交流
2.在不同温度下的水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。请回答下列问题：
(1)曲线Ⅰ代表的温度下，水的离子积为　　　　，曲线Ⅰ所代表的温度　　　(填“高于”“低于”或“等于”)
曲线Ⅱ所代表的温度。你判断的依据是__________________________________
_______________________________________________________________________________________________。?
(2)曲线Ⅰ所代表的温度下，0.01 mol·L-1的NaOH溶液的c(H+)为　　 mol·L-1。?
1×10-12
高于
曲线Ⅱ所代表的水的离子积比曲线Ⅰ的小，由于水的电离是吸热过程，温度越高，水的离子积越大，故曲线Ⅱ代表的温度低
10-10
本节内容结束

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