浅析水的离子积和水的电离平衡常数,徐度建
巧解高考化学题的四大法宝：溶液中的“三大常数”
1、
电离平衡常数的计算
• （1）在25 ℃下，将a mol· L－1的氨水与0.01 mol· L－1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中 c(NH)＝c(Cl－)，则溶液显__________(填“酸”、 “碱”或“中”)性；用含a的代数式表示NH3· H2O的电 离常数Kb＝ ________________________________________ __________。 • （2）．碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温 常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液 的pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10－5 mol· L－1。若 忽略水的电离及H2CO3的第二级电离， • 则H2CO3 HCO＋H＋的平衡常数K1＝________。 (已知：10－5.60＝2.5×10－6)
溶液中的“三大常数”
电离平衡常数、水的离子积常数、溶度积常数是溶液 中的三大常数，它们均只与温度有关。电离平衡常数 和水的离子积常数随着温度的升高而增大，因为弱电 解质的电离和水的电离均为吸热反应。有关常数的计 算，要紧紧围绕它们只与温度有关，而不随其离子浓 度的变化而变化来进行。 (1)CH3COONa、CH3COOH溶液中，Ka、Kh、Kw的 关系是Kw＝Ka· Kh。 (2)M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间关系 M(OH)n(s) Mn＋(aq)＋nOH－(aq) Ksp＝c(Mn＋)· cn(OH－)＝· cn(OH－)＝＝()n＋1。
• （3）．常温中滴加等体积的b mol· L －1的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的 挥发)，用含a和b的代数式表示醋酸的电离常 数Ka＝________。 • （4）．在一定条件下可用甲醇与CO反应生成 醋酸消除CO污染。常温下，将a mol· L－1的醋 酸与b mol· L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充 分反应后，溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO －)，则该混合溶液中醋酸的电离常数K ＝ a ________________(用含a和b的代数式表示)。
水的电离和溶液的酸碱性
水的电离和溶液的酸碱性一.水的电离及离子积常数1.水的电离平衡：水是极弱的电解质，能发生自电离：H2O H++OH－〔正反响为吸热反响〕2.水的离子积常数：Kw= c(H+)c(OH－)250C 时Kw =1.0×10-14 mol2·L-2，水的离子积与温度有关，温度升高Kw增大。
如1000C 时Kw =1.0×10-12 mol2·L-2 .3.无论是纯水还是酸、碱，盐等电解质的稀溶液，水的离子积为该温度下的Kw。
1、25 ℃时，水中存在电离平衡：H2O H＋＋OH－ΔH>0。
以下表达正确的选项是〔 B 〕A．将水加热，K w增大，pH不变B．向水中参加少量NaHSO4固体，c(H＋)增大，K w不变C．向水中参加少量NaOH固体，平衡逆向移动，c(OH－)降低D．向水中参加少量NH4Cl固体，平衡正向移动，c(OH－)增大2、25 ℃时，一样物质的量浓度的以下溶液：①NaCl②NaOH ③H2SO4④(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是〔 C 〕A．④>③>②>① B．②>③>①>④C．④>①>②>③ D．③>②>①>④3、由水电离出的c(OH－)＝1×10－13mol/L的无色溶液中，一定能大量共存的离子组是〔 C 〕A．Cl－、AlO－2、Na＋、K＋B．Fe3＋、NO－3、K＋、H＋C．NO－3、Ba2＋、K＋、Cl－D．Al3＋、SO2－4、NH＋4、Cl－4、95 ℃时水的离子积K W＝1×10－12,25 ℃时K W＝1×10－14，答复以下问题：〔1〕95 ℃时水的电离常数K(95 ℃)________25 ℃时水的电离常数(填“>〞、“＝〞或“<〞)。
〔2〕95 ℃纯水中c(H＋)________c(OH－)(填“>〞、“＝〞或“<〞)。
高考化学_知识总结：水溶液中“三大常数”的对比探讨
【点评】
2.（2013·上海化学·19改编）部分弱酸的电离平衡常数如 下表：
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数
Ki1=4.3×10-7
（25℃） Ki=1.77×10-4 Ki=4.9×10-10 Ki2=5.6×10-11
【解析】 根据电离常数可酸性HCOOH＞H2CO3＞HCN＞HCO3-,
②电离平衡常数是描述弱电解质的电离平衡的主要参数， 也是弱酸、弱碱是否达到平衡状态的标尺。它只受温度的影 响，因电离过程是吸热过程，故它随温度的升高而增大
④盐的水解常数Kh与Kw、Ka之间的关系
考点二：沉淀溶解平衡常数
①公式：对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)== mMn+(aq)+nNm-(aq)。固体纯物质不列入平衡常数。上述反应 的平衡常数为：Ksp=[c(Mn+)]m[c(Nm-)]n，符号为Ksp
（3）查图，pH＝4.0，c(F－)＝1.6×10－3 mol·L－1，而溶 液中的c(Ca2＋)＝2.0×10－4 mol·L－1，c2(F－)×c(Ca2＋)＝ 5.12×10－10>Ksp(CaF2)＝1.5×10－10，此时有少量沉淀产生。
1. 沉淀溶解平衡图像解题策略
（1）溶解平衡图像类似于溶解度曲线，曲线上任一点都 表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和，此时有沉 淀析出，曲线下方的任一点，均表示不饱和。可以用Qc与Ksp 的大小来确定具体情况，类似Q c与K的比较一样。
水溶液中“三大常数”的对比探讨
●考纲解读
1.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡、水的电离及离 子积常数。
2.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡、溶度积的含义及其 表达式，能进行相关计算，应用此理论解释实验室或生活中 的现象。
水的化学平衡常数
水的化学平衡常数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：水是地球上最重要的溶剂之一，其在自然界中起着至关重要的作用。
在水的化学平衡中，有一个重要的参数叫作水的离子积常数，它标志着水在溶解其他物质时的离子浓度平衡。
水的离子积常数与水的pH值息息相关，是化学平衡反应中的关键参数。
我们来了解一下水的离子积常数。
水的离子积常数(Kw)是指在25摄氏度下，水自离子化产生的氢离子和氢氧根离子的浓度之积所得的一个常数。
其表达式是Kw = [H+][OH-]，其中[H+]代表氢离子浓度，[OH-]代表氢氧根离子浓度。
根据离子积常数的定义，对于纯净水来说，[H+] = [OH-]，因此Kw = [H+]² = [OH-]² = 1.0×10^-14。
水的离子积常数是一个固定的值，不受溶质浓度的影响。
这也意味着，在水溶液中，氢、氢氧根离子的浓度总是满足Kw的值。
在酸碱中，当溶液的[H+]和[OH-]浓度不等时，酸碱反应会发生，使两者浓度重新达到Kw的值，保持化学平衡。
水的离子积常数对于理解水的性质和化学反应至关重要。
根据Kw 的定义可以计算出水的离子浓度。
在25摄氏度下，纯净水的[H+]和[OH-]都是1.0×10^-7mol/L。
这也意味着，水的pH值和pOH值都是7，是中性的。
如果溶液中[H+]和[OH-]的浓度不等，可以根据Kw 的值计算出平衡浓度，从而确定溶液的酸碱性质。
水的离子积常数还可以用于计算溶液中酸碱度的变化。
在酸碱中，当添加酸或碱时，溶液中的[H+]和[OH-]浓度会发生变化，但最终会重新达到Kw的值，保持平衡。
利用Kw的值可以计算出添加酸碱后的溶液pH值和pOH值，帮助我们了解溶液的化学特性。
水的离子积常数是水的化学平衡中的重要参数，它与水的pH值密切相关，反映了水的离子浓度平衡。
通过这一常数，我们可以更好地理解水的性质和化学反应，帮助我们预测和控制溶液中的酸碱度变化。
水电离的平衡常数-概述说明以及解释
水电离的平衡常数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述水电离是指水分子在适当条件下发生电离的过程。
在水中，部分水分子会自发地以如下的反应形式发生电离：H2O H+ + OH-这个过程形成了一个动态平衡，其中水分子不断地发生电离和复合反应，因此水中同时存在有负离子（OH-）和正离子（H+）。
水电离的平衡常数（Kw）是描述这一平衡反应的定量指标。
水电离的平衡常数(Kw)可以通过如下的方程表达：Kw = [H+][OH-]其中，[H+]和[OH-]分别代表了溶液中的氢离子浓度和氢氧离子（也称羟基离子）浓度。
由于电离是自发的过程，平衡常数Kw在恒定温度下是不变的。
水电离平衡是溶液中酸碱性质的基础，具有重要的化学意义。
在中性溶液中，[H+]和[OH-]的浓度相等，Kw=1.0x10^-14。
这意味着在中性溶液中，水自身会处于一个平衡状态，同时存在有等量的氢离子和氢氧离子。
水电离的平衡常数对于理解酸碱溶液的性质以及溶液的pH值有着重要的作用。
pH值是一个表示溶液酸碱性的指标，它是以负对数形式表示氢离子浓度的，可以通过以下公式计算：pH = -log[H+]从这个公式可以看出，水电离平衡常数的数值直接影响着溶液的pH 值。
当[H+]增加时，pH值会降低，溶液更酸性；反之，当[H+]减少时，pH值会增加，溶液更碱性。
通过研究水电离的平衡常数，我们可以深入了解溶液中酸碱性质的起源和变化规律。
同时，这也为我们研究和掌握化学反应、酸碱中和等相关过程提供了重要的基础知识。
在未来的研究中，我们可以进一步探索水电离平衡的影响因素及其对溶液性质的影响，也可以研究其他体系的电离平衡常数。
这将有助于推动化学领域的发展，并在生物化学、环境科学等领域的研究中发挥重要作用。
1.2文章结构文章结构的目的是为了给读者提供一个清晰的蓝图，使他们能够有条理地理解你的文章内容。
文章结构指的是将整篇文章按照一定的逻辑顺序组织的方式，以确保文章的连贯性和完整性。
水的电离平衡
加入盐：加入某些盐如氯化钠、硫酸钠等可以改变溶液的离子强度从而影 响水的电离平衡 加入其他电解质：加入其他电解质如氯化钾、硫酸钾等可以改变溶液的离 子强度从而影响水的电离平衡
水的电离平衡的实验研究
实验目的与原理
实验目的：研究水的 电离平衡了解水的电 离过程和影响因素
水的离子积常数
水的离子积常数： 水的电离平衡常 数表示水的电离 程度
水的离子积常数 表达式： Kw=c(H+)·c(O H-)
水的离子积常数 值：25℃时 Kw=10^-14
水的离子积常数 与温度关系：温 度升高Kw增大 反之则减小
酸碱度与氢离子浓度
酸碱度：溶液中氢 离子浓度的负对数 pH值
氢离子浓度：溶液 中氢离子的浓度影 响酸碱度
测量初始温度记录数据
绘制pH-温度曲线分析实验结果
实验结果与数据分析
实验目的：验证水的电离平衡 实验方法：使用pH计测量溶液的pH值 实验结果：在不同温度下水的pH值不同 数据分析：pH值随温度的升高而升高说明水的电离平衡受温度影响
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改变温度：温度对水的电离度也有影响可以通过改变温度来调节水的电离 度
调节温度的方法
加热：提高温度促进水的电离 平衡
冷却：降低温度抑制水的电离 平衡
恒温：保持温度恒定使水的电 离平衡保持稳定
温度梯度：利用温度梯度调节 水的电离平衡
调节压力的方法
改变温度：升高温度电离平衡向右移动；降低温度电离平衡向左移动
计时器：记录实验时间
水：纯净水或蒸馏水
pH计：测量溶液pH值
专题3 第一单元 第2课时 电离平衡常数、水的离子积
第2课时 电离平衡常数、水的离子积[核心素养发展目标] 1.证据推理与模型认知：通过分析、推理等方法认识电离平衡常数、电离度的意义，建立电离平衡常数的表达式书写、计算和“强酸制弱酸”的思维模型。
2.变化观念与平衡思想：认识水的电离存在电离平衡，了解水的电离平衡的影响因素，知道水的离子积常数，会分析水的电离平衡移动。
一、电离平衡常数和电离度1．电离平衡常数(1)概念：在一定温度下，当弱电解质达到电离平衡时，弱电解质电离出的各离子浓度幂之积与溶液中未电离的分子浓度的比值(为一常数)，简称电离常数，用K 表示。
(2)电离平衡常数表达式 ①一元弱酸(碱)电离常数表达式 CH 3COOH ：K a ＝c (CH 3COO －)·c (H ＋)c (CH 3COOH )；NH 3·H 2O ：K b ＝c (NH ＋4)·c (OH －)c (NH 3·H 2O )。
②多元弱酸的电离常数表达式，在水溶液中分两步电离。
如H 2S 电离常数表达式分别为K a1＝c (H ＋)·c (HS －)c (H 2S )、K a2＝c (H ＋)·c (S 2－)c (HS －)。
(3)意义表示弱电解质的电离能力。
一定温度下，K 值越大，弱电解质的电离程度越大，酸(或碱)性越强。
(4)电离常数的影响因素影响因素—⎣⎢⎡内因(决定因素)—弱电解质本身的性质外因—温度，随温度升高而增大2．电离度(1)概念：弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数(包括已电离和未电离的)的百分率，称为电离度，通常用α表示。
(2)数学表达式α＝已电离的弱电解质浓度弱电解质的初始浓度×100%或α＝已电离的弱电解质分子数弱电解质的初始分子数×100%(3)意义：表示弱电解质在水中的电离程度，同一弱电解质电离度越大，电离程度越大。
高二化学苏教版课件：水的电离与离子积常数
改变条件 移动方向 c(H+) c(OH-) 电离度ɑ
升温
→
↑
↑
↑
加酸
←
↑
↓
↓
加碱
←
↓
↑
↓
加入金属Na
→
↓
↑
↑
加入NaAc溶液
→
↓
↑
↑
KW
↑ 不变 不变 不变 不变
【讨论1】 酸性溶液是否有OH-存在？碱性溶液中是否有H+存在？试解释原因。
任何水溶液中，都存在水的电离平衡H2O ⇌H+ + OH-，都有H+和OH-。
【讨论2】
25℃，酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近，1L酸或碱的稀溶液约为1000g，
1000g 其中水的物质的量近似为 18g/mol
=55.6mol ，此时，发生电离的水是
否仍为纯水状态时的1.0×10-7mol？
H2O ⇌ H+ + OH-
答：纯水时发生电离的水为_1_._0_×__1_0__-7_mol/L，加入酸或碱时
_____增__大___了__c_(_H__+_)_或__c_(_O__H__-)_，__抑___制__了__水__的___电__离____，
则发生电离的水__小___于__1.0×10-7mol/L。
三.水的离子积表达式的应用
在水溶液中均存在水的电离平衡，因此在表达式中，c(H+)、
c(OH-)表示整个溶液总物质的量浓度，Kw=c(H+)溶液·c(OH-)溶液
1.纯水中：Kw=c(H+)水·c(OH-)水
2.酸溶液中：当c(H+)酸＞＞ c(H+)水时，可以忽略水电离出的H+
水的离子积和水的电离平衡常数
水的离子积和水的电离平衡常数水，咱们生活中最常见的东西，简直是无处不在，喝水、洗澡、游泳，甚至连植物也离不开它。
大家可能觉得水就水，没啥特别的，但其实水的化学性质可是大有文章。
今天我们就来聊聊水的离子积和电离平衡常数，这听起来可能有点儿复杂，但咱们轻松聊聊，保证让你听了不想打瞌睡！1. 水的基本特性1.1 什么是水？首先，水的化学式是H₂O，两个氢原子加一个氧原子，听起来简单吧？但就是这简单的分子结构，使得水在自然界中扮演着超级重要的角色。
它可以是液体、固体（冰）或者气体（蒸汽），而且在这几种状态之间转变的时候，几乎不费什么力气。
想想看，夏天喝冰水，冬天喝热水，水真是个百变的“演员”！1.2 水的离子化说到水的离子化，其实就是水分子在特定条件下，会自我分裂成氢离子（H⁺）和氢氧根离子（OH⁻）。
这个过程在常温下发生得非常微弱，所以咱们日常生活中，水看上去还是一瓶清水。
但是，科学家们发现，水的离子化虽然不显眼，但却是很多化学反应的基础。
比如，水的酸碱性就跟这些离子紧密相关。
2. 水的离子积2.1 什么是离子积？水的离子积，听起来像是某种神秘的数学公式，实际上就是指在一定温度下，水中氢离子和氢氧根离子的浓度乘积。
公式是这样的：K_w = H⁺OH⁻。
当温度是25℃时，K_w 的值大约是1.0 × 10⁻¹⁴。
这意味着在纯水中，氢离子和氢氧根离子的浓度都是1.0 × 10⁻⁷ mol/L。
哎，别看这数值小，小到可以忽略不计，它们却在水的化学性质中起着大作用。
2.2 离子积的重要性水的离子积其实影响了很多化学反应，比如酸碱中和反应。
当你往水里加盐酸，氢离子浓度增加，氢氧根浓度自然减少，这时水的pH值就会降低，变得更加酸性。
反之，如果你加了氢氧化钠，水就变得碱性了。
简单来说，水的离子积是衡量水酸碱性的一个重要指标，知道这一点，你在厨房做饭的时候，就能更加游刃有余。
3. 电离平衡常数3.1 什么是电离平衡常数？接下来，我们要聊的就是水的电离平衡常数。
水的电离平衡常数与水的离子积相等
水的电离平衡常数与水的离子积相等水的电离平衡常数与水的离子积相等，这是一个非常有趣的话题。
我们来了解一下什么是水的电离平衡常数和水的离子积。
水的电离平衡常数是指在一定温度下，水中氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)的浓度之比的乘积与水分子之间的相互作用力之比的乘积相等。
换句话说，它描述了水中氢离子和氢氧根离子之间的平衡关系。
而水的离子积则是指1升水中所含的所有离子的总和，即[H+][OH-]=1.0×10^-14。
这两个概念看似高大上，但实际上它们对我们日常生活中的影响也是非常大的。
为什么水的电离平衡常数与水的离子积相等呢？这是因为水分子本身就具有一定的正负电荷性，当水分子受到外力作用时，它们会互相吸引或排斥，从而使氢离子和氢氧根离子在水中达到一种动态平衡状态。
这种平衡状态下，氢离子和氢氧根离子的数量是相等的，因此它们的浓度之比的乘积与水分子之间的相互作用力之比的乘积也相等。
这就是为什么水的电离平衡常数与水的离子积相等的原因。
这个结论对于我们日常生活中有什么意义呢？其实很多方面都有影响。
比如说，在煮沸过程中，水温升高会导致水分子的热运动加剧，从而使氢离子和氢氧根离子更容易分离出来。
这时，水的电离平衡常数就会减小，而水的离子积则保持不变。
这就意味着，随着温度升高，水中的氢离子浓度会逐渐增加，而氢氧根离子浓度则会逐渐减少。
这样一来，煮沸后的水就变得更加碱性了。
另外，在一些化学实验中，我们也需要考虑水的电离平衡常数和水的离子积。
比如说，在酸碱滴定实验中，我们需要根据反应物的浓度和反应速率来计算出所需的滴定量。
这时，我们就需要考虑到水的电离平衡常数和水的离子积对于反应速率的影响。
如果我们知道了一个反应体系中的水的电离平衡常数和水的离子积，就可以更加准确地计算出所需的滴定量了。
虽然水的电离平衡常数和水的离子积看起来很复杂很高大上，但它们对我们日常生活中的影响却是非常大的。
只有了解了这些概念及其背后的原理，我们才能更好地理解我们周围的世界。
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浅析水的电离平衡常数和水的离子积
徐度建汪莉
（江西师范大学化学化工学院江西南昌 330022）
摘要：水的电离方程式可简写成：H2O=H++OH-.根据质量作用定律，水的平衡常数可表示为K C=C（H+）×C（OH-）/C(H2O)，但现今多数教材直接采用水的离子积Kw=C(H+)×C(OH-)，而忽略了水的电离平衡常数和水的离子积之间的关系，本文简要的解释了Kc和Kw的联系.
关键词：水的电离平衡常数水的离子积
平时教学中，譬如在化学反应A-+H
2
O=HA+OH-，学生往往会根据已学的平衡常
数的知识，将此平衡写成K=
C (HA)×
C
(OH-)/
C
(H
2
O)×
C
(A-)[3].有些老师可能会认为
这是错的，不应当加上水且水应当为1，故可忽略不计.但当仔细追究，水的溶度是为1mol/L吗？本文选举了最为典型的水的电离平衡方程为例，其他的读者可据具体情况自行分析.
水的电离方程式为：H
2
O=H++OH-,根据质量作用定律可示为
K C =
C
（H+）×
C
（OH-）/
C
(H
2
O)[1]（1）.
当反应物及生成物均以活度表示时，其化学平衡常数又可改写成
kθ=α（H+）×α（OH-）/α(H
2
O).
α（H2O）=γ(H2O) ×c(H2O), γ(H2O)为水的活度系数，又根据德拜-休克尔公式来计算，即
-lgγ=0.512Z2[I0.5/(1+βaI0.5)],
Z为离子的电荷数；β是常数，250C时为0.00328；a为离子体积参数；I为溶液的离子强度[2].水为中性分子，故电荷数为0，可推知水的γ=1.
在室温下，1L水中只有1.0×10-7mol水发生电离，即约55.5mol只有10-7mol
发生电离，电离前后水的物质的量几乎不变，则c(H
2
O)可视为一个平衡常数，即55.5mol/L[4].
未电离的水分子的数量比它的离子数量是非常大的，实际上可认为是不变的.
因此在等式(1)中c(H
2
O)为常数，
C(H+)×
C(
OH-)=K
C
×(H
2
O)=K
c
×55.6=Kw[1]
电离平衡常数可改写为：Kw =K×
C (H
2
O)=
C
(H+)×
C
(OH-)，其中KW是随温度变化而
变化的物理量，
C (H
2
O)是一个常数，用Kw表示，称之为谁的离子积常数，简称为
水的离子积.常温下水的离子积为10-14.
水的离子积为水的电离平衡常数的另一种表示方法，水的离子积不仅反映了水的酸强度，也反映了碱的强度，相对前者更为简单实用.现今教材对此转换不加解释，事必造成了读者的误解.
参考文献：
[1]别特拉申著；周定等译.定性分析（第一册）[M]高等教育出版社，1959:39-41.
[2]武汉大学主编.分析化学（第五版）[M]高等教育出版社，2006:110-111.
[3]凯尔纳等主编；李克安金钦汉等译.分析化学[M]北京大学出版社，2001:77-78.
[4]李景海黄秀芬.刍议水的离子积[J]中学化学教学与参考，2008，4:36-37.。