高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 弱电解质的电离平衡公开课课件ppt
展开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-),能分析应用水的电离平衡曲线。
二、外界条件对水的电离平衡的影响
1.水的电离(1)水是一种极弱的 。(2)水的电离方程式为 ,简写为___________ 。(3)水的电离是 热过程。
注意:Kw不是水的平衡常数。
1.某温度时,水溶液中Kw=4×10-14,那么该温度比室温(25 ℃)高还是低?该温度下纯水中c(H+)是多少?
提示 因此温度时水的离子积大于常温时水的离子积,故该温度高于25 ℃,此时c(H+)=2×10-7 ml·L-1。
2.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?
提示 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-全部来自于水的电离。
1.下列说法正确的是A.水的电离方程式:H2O===H++OH-B.升高温度,水的电离程度增大C.在NaOH溶液中没有H+D.在HCl溶液中没有OH-
水是极弱的电解质,只有少部分电离,电离方程式中应用“ ”表示,故A错误;水的电离是吸热的,所以升高温度,电离程度增大,B正确;在NaOH溶液中c(OH-)>c(H+),在HCl溶液中c(OH-)
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。
外界条件对水的电离平衡的影响
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2O H++OH- ΔH>0的影响,并填写下表:
(1)升高温度,若Kw增大到1×10-12,则纯水电离出的c(H+)=1×10-6 ml·L-1( )(2)在纯水中加入少量酸,水的电离平衡逆向移动,Kw减小( )(3)25 ℃时,若溶液中c(H+)=1×10-6 ml·L-1,则溶液中c(OH-)=1×10-8 ml·L-1( )(4)25 ℃时,0.01 ml·L-1的盐酸中,由水电离出的c(OH-)=1×10-12 ml·L-1( )(5)Kw=c(H+)·c(OH-),c(H+)和c(OH-)均指溶液中总物质的量浓度( )
1.(2022·山东日照一中高二检测)温度为T ℃时,在水中加入某物质,水的电离平衡向逆反应方向移动,体系中的c(H+)增大,且水的Kw不变,加入的这种物质可能是A.氯化钠固体 B.氨水C.稀硫酸 D.Na2SO4溶液
A项,加入氯化钠固体,体系中的c(H+)不变,Kw不变,不符合题意;B项,加入氨水,电离出OH-,抑制水的电离,水的电离平衡逆向移动,体系中的c(H+)减小,不符合题意;C项,加入稀硫酸,电离出H+,抑制水的电离,电离平衡逆向移动,体系中的c(H+)增大,Kw不变,符合题意。
2.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O H++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-)减小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+)减小D.将水加热,Kw增大,c(H+)不变
A项,加入稀氨水,NH3·H2O存在电离平衡:NH3·H2O +OH-,c(OH-)增大,使水的电离平衡逆向移动,错误;B项,加入NaHSO4,NaHSO4在水溶液中发生电离:NaHSO4===Na++H++ ,c(H+)增大,使水的电离平衡逆向移动,由于温度不变,Kw不变,正确;C项,CH3COOH CH3COO-+H+,使c(H+)增大,使水的电离平衡逆向移动,错误;D项,升温,Kw增大,c(H+)增大,错误。
1.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)的Kw都 ,即c(H+)·c(OH-) ,温度 。(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw ,温度 。(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变 ;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变 。
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)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。
1.溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算(1)在室温下,0.01 ml·L-1的盐酸中,c(OH-)是多少?水电离出的c(H+)又是多少?
(2)在室温下,0.01 ml·L-1的氢氧化钠溶液中,c(H+)是多少?水电离出的c(OH-)又是多少?
(3)上述两种溶液水的电离程度如何?简述原因。
提示 相同。两种溶液中酸、碱电离出的c(H+)、c(OH-)相等,因而对水的电离抑制程度相同。
(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?
提示 在酸或碱的稀溶液中由水电离出的c(H+)和c(OH-)一定相等,但溶液中所有的c(H+)和所有的c(OH-)一定不相等。c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14仍然成立。
2.思考并解答以下几个问题:(1)某温度下纯水中的c(H+)=2×10-7 ml·L-1,此时c(OH-)为多少?该纯水的酸碱性如何?
提示 2×10-7 ml·L-1 该水呈中性
(2)若保持(1)中温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4 ml·L-1,则溶液中c(OH-)为多少?由水电离产生的c(H+)为多少?
提示 8×10-11 ml·L-1 8×10-11 ml·L-1
1.一定温度下,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点溶液呈碱性B.该温度下,0.01 ml·L-1 NaOH溶液中c(H+) =1.0×10-12 ml·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
根据图像,b点c(H+)·c(OH-)=1.0×10-12>1.0×10-14,说明该温度高于常温。曲线上的点对应的温度相同。该温度下,a点溶液中c(H+)
2.如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是A.两条曲线间任意点均有c(H+)·c(OH-)=KwB.M区域内(不包括边界)任意点均有c(H+)
电离是指电解质在一定条件下(如溶于某些溶剂、加热熔化等)电离成可自由移动的离子的过程,不需要通电,B项错误;水分子的稳定性强,是由水分子内氢氧共价键的键能决定的,与水分子间形成的氢键无关,C项错误;水的电离方程式为H2O H++OH-,加入影响c(H+)或c(OH-)的电解质,水的电离平衡会移动,D项错误。
2.已知室温下0.01 ml·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)=4.32×10-4 ml·L-1,则该CH3COOH溶液中水的离子积常数A.小于1×10-14 B.大于1×10-14C.等于1×10-14 D.无法确定
室温下,任何电解质的稀溶液中水的离子积常数都是1×10-14。
题组二 外界条件对水的电离平衡的影响3.(2021·广东高州中学高二检测)在相同温度下,0.01 ml·L-1的NaOH溶液和0.01 ml·L-1的盐酸相比,下列说法正确的是A.由水电离出的c(H+)相等B.由水电离出的c(H+)都是1.0×10-12 ml·L-1C.由水电离出的c(OH-)都是0.01 ml·L-1D.二者都促进水的电离
温度一定,水的离子积常数一定,0.01 ml·L-1的NaOH溶液中由水电离出的c(H+)= ml·L-1,0.01 ml·L-1的盐酸中由水电离出的c(H+)=c(OH-)= ml·L-1,所以二者中由水电离出的c(H+)相等,A项正确;水电离出的氢离子和水电离出的氢氧根离子浓度相同,温度未知,不能计算出二者中由水电离出的c(H+)和c(OH-),B、C项错误;二者都抑制水的电离,D项错误。
4.(2022·河北开滦二中高二检测)室温下,某溶液中由水电离产生的c(H+)=10-10 ml·L-1,该溶液的溶质不可能是A.H2SO4 D.Ba(OH)2
室温下,纯水中水电离产生的c(H+)=10-7 ml·L-1,现在某溶液中由水电离产生的c(H+)=10-10 ml·L-1<10-7 ml·L-1,说明水的电离受到抑制,该溶液可能显酸性,也可能显碱性。H2SO4、HCl溶液显酸性,而Ba(OH)2溶液显碱性,这三种物质都会抑制水的电离,溶液中可能存在这些物质,而NaCl是强酸强碱盐,对水的电离平衡无影响,故该溶液的溶质不可能是NaCl。
5.在25 ℃时,水中存在电离平衡:H2O H++OH-,下列关于水的说法正确的是A.水是极弱的电解质,水的电离是吸热过程,升温促进水的电离B.任何条件下水溶液中的c(H+)和c(OH-)的乘积均为1×10-14C.向水中加入盐类物质,水溶液一定呈中性D.向水中加入少量稀硫酸,c(H+)增大,Kw不变,促进水的电离
水是极弱的电解质,能够微弱电离产生H+、OH-,水的电离是吸热过程,根据平衡移动原理,升高温度可促进水的电离,A正确;只有在室温条件下水溶液中的c(H+)和c(OH-)的乘积等于1×10-14,B错误;向水中加入盐类物质,所得溶液可能显酸性、中性或碱性,C错误;向水中加入少量稀硫酸,c(H+)增大,Kw不变,对水的电离平衡起抑制作用,D错误。
6.25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液:①NaCl、②NaOH、③H2SO4,其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是A.③>②>① B.②>③>①C.①>②>③ D.③>①>②
分析三种物质可知②③抑制水的电离,①不影响水的电离平衡,H2SO4为二元强酸,产生的c(H+)大于NaOH产生的c(OH-),抑制程度更大,故顺序为①>②>③。
题组三 Kw的应用7.常温下,在0.01 ml·L-1 H2SO4溶液中,由水电离出的氢离子浓度是A.5×10-13 ml·L-1 ml·L-1C.1×10-7 ml·L-1 D.1×10-12 ml·L-1
H2SO4电离出的c(H+)=0.02 ml·L-1,由Kw=1.0×10-14可知c(OH-)=5×10-13 ml·L-1,OH-是由水电离产生的,则水电离产生的c(H+)=c(OH-)=5×10-13 ml·L-1。
8.下列四种溶液中,室温下由水电离生成的H+浓度之比(①∶②∶③∶④)是①c(H+)=1.0 ml·L-1的盐酸 ②0.1 ml·L-1的盐酸 ③0.01 ml·L-1的NaOH溶液 ④0.001 ml·L-1的NaOH溶液A.1∶10∶100∶1 000 B.0∶1∶12∶11C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3
①中c(H+)=1 ml·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于1.0×10-14 ml·L-1;②中c(H+)=0.1 ml·L-1,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 ml·L-1;③中c(OH-)=1.0×10-2 ml·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(H+)相等,等于1.0×10-12 ml·L-1;④中由水电离出的c(H+)=1.0×10-11 ml·L-1。即(1.0×10-14)∶(1.0×10-13)∶(1.0×10-12)∶(1.0×10-11)=1∶10∶ 100∶1 000。
9.水的电离常数如图所示,曲线上的点都符合c(H+)·c(OH-)=常数,下列说法错误的是A.图中温度:T1>T2B.图中五点Kw间的关系:B>C>A=D=EC.曲线a、b均代表纯水的电离情况D.若处在B点时,将0.005 ml·L-1的硫酸与由水电离的c(H+)=1.0× 10-12 ml·L-1的KOH溶液等体积混合后,溶液显碱性
由图像可知,A点在T2时的曲线上,而B点在T1时的曲线上,因为A、B点溶液中的氢离子与氢氧根离子的浓度相等,所以是纯水的电离,B点的电离程度大于A点,所以温度:T1>T2,故A正确;
由图像可知,A、E、D都是T2时曲线上的点,Kw只与温度有关,温度相同时Kw相同,温度升高,促进水的电离,Kw增大,则B>A=D=E,由C点c(OH-)·c(H+)可知,C点的Kw大于A点,小于B点,则Kw:B>C>A=D=E,故B正确;
由E和D点的c(H+)≠c(OH-)可知其不是纯水的电离,故C错误;B点时,Kw=1×10-12,0.005 ml·L-1的硫酸中c(H+)=0.01 ml·L-1,由水电离的c(H+)=1.0×10-12 ml·L-1的KOH溶液中c(OH-)=1 ml·L-1,两溶液等体积混合后,溶液显碱性,故D正确。
10.下列微粒中能使水的电离平衡向左移动且溶液中的c(H+)增大的是A. B.Cl-C.Na+ D.
A项 电离出H+使溶液显酸性,抑制水的电离;B中Cl-、C中Na+对水的电离无影响;D项为OH-,抑制水的电离,使溶液中的c(H+)减小。
11.室温下,若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14 ml·L-1,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是
溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14 ml·L-1,溶液呈酸性或碱性。A项,Al3+与OH-不能大量共存;
12.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法中正确的是A.图中A、B、D三点处Kw的大小关系:B>A>DB.25 ℃时,向pH=1的稀硫酸中逐滴加入pH=8 的稀氨水,溶液中 的值逐渐减小C.在25 ℃时,保持温度不变,在水中加入适量 NaHSO4固体,体系可从A点变化到C点D.A点所对应的溶液中,可同时大量存在Na+、Fe3+、Cl-、
A、D都处于25 ℃时,Kw相等,c(H+)和c(OH-)越大,Kw越大,故B>A=D,故A错误;25 ℃时,向pH=1的稀硫酸中逐滴加入pH=8的稀氨水,会发生反应得到硫酸铵溶液,随着氨水的
逐渐滴入,氨水的电离程度大于铵根离子的水解程度,c(OH-)逐渐增大,而 的值不变,即溶液中 的值逐渐减小,故B正确;温度不变,Kw不变,向水中加入NaHSO4固体,溶液中c(OH-)变小,c(H+)变大,溶液呈酸性,H+浓度大于OH-浓度,故C错误;
Fe3+会发生水解导致溶液呈酸性,而A点所对应的溶液中,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,故D错误。
13.某学生为探究Kw的影响因素,做了以下实验。(1)查阅资料,不同温度下水的离子积常数如表所示。
由此推出:随着温度的升高,Kw______;水的电离程度_______;水的电离平衡向____移动,水的电离过程是_____过程。
(2)取三只烧杯A、B、C,分别加入等量水,再向B、C烧杯中分别加入少量盐酸和NaOH溶液,分析并填写下表。
综上所述,可得出如下结论:①温度、____、___均能影响水的电离平衡。②Kw只受______的影响,而与其他因素无关。
水的电离是吸热的,在升高温度时,Kw增大,向水中加入酸或碱时,c(H+)或c(OH-)增大,抑制水的电离,但只要温度不变,Kw就不变。
14.(2021·海南中学高二检测)下表所列的是不同温度下水的离子积常数:
回答以下问题:(1)若25
水的电离为吸热过程,温度越高,水的电离程度越大
(2)25 ℃时,某Na2SO4溶液中c( )=5×10-4 ml·L-1,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH)-=___________。
25 ℃时,某Na2SO4溶液中c( )=5×10-4 ml·L-1,则该溶液中c(Na+)=1×10-3 ml·L-1,如果稀释10倍,c(Na+)=1×10-4 ml·L-1,但硫酸钠溶液显中性,温度不变,c(OH-)不变,所以c(Na+)∶c(OH-)=10-4∶10-7=1 000∶1。
(3)T2 ℃时,0.01 ml·L-1的NaOH溶液中由水电离产生的OH-的浓度为______________。
10-10 ml·L-1
T2 ℃时,Kw=1×10-12,0.01 ml·L-1的NaOH溶液中,c(OH-)=1×10-2 ml·L-1,故c(H+)为10-10 ml·L-1,H+全部来自水的电离,由水电离出的H+的浓度等于由水电离出的OH-的浓度,所以由水电离产生的OH-的浓度为10-10 ml·L-1。
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