《水和水蒸气性质》课件

水和水蒸气的性质水是地球上最常见的物质之一水和水蒸气在自然界中以多种形式存在，并对地球的气候、生命和自然环境起着至关重要的作用绪论生命之源水的形态水的循环水是生命之源，地球上所有生物都离不开水在自然界中以液态、固态和气态三种形态水在自然界中不断循环，维持着生态平衡水存在水分子的结构水分子由两个氢原子和一个氧原子组成，呈V形结构，键角约为

104.5度氧原子与两个氢原子形成共价键，同时带有两个孤对电子这使得水分子具有极性，氧原子带部分负电荷，氢原子带部分正电荷由于水分子极性，它们之间可以形成氢键，这使得水具有独特的性质，例如高沸点、高表面张力等水分子的键合特点极性共价键氢键水分子是由两个氢原子和一个氧原子通过共价键连接形成的氧水分子之间存在着氢键，这是一种较强的分子间作用力氢键的原子具有较高的电负性，吸引电子云偏向自身，使氧原子带部分形成是由一个水分子中的氢原子与另一个水分子中的氧原子之间负电荷，氢原子带部分正电荷这种键合方式称为极性共价键形成的由于氢键的存在，水具有许多独特的物理性质水的物理性质无色无味沸点纯净水是无色透明、无味无臭的水的沸点为100摄氏度（标准大液体气压下）密度表面张力水的密度在4摄氏度时最大，约水具有较高的表面张力，使水滴为1克/毫升呈现球形，并可使一些昆虫在水上行走水的密度水的密度是水的质量与其体积之比，表示单位体积水的质量水的密度受温度和压力的影响温度越高，水的密度越低温度℃密度g/cm³

00.

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0000100.

9997200.

9982300.

9957400.9922水的熔点和沸点水是一种非常重要的物质，它在自然界中无处不在水的熔点是0摄氏度，沸点是100摄氏度这意味着在标准大气压下，水在0摄氏度以下会结冰，在100摄氏度以上会沸腾水的熔点和沸点受多种因素影响，包括压力和溶解物质的浓度例如，在高海拔地区，由于气压较低，水的沸点会降低而加入盐等物质，可以降低水的熔点，因此在冬季，人们会在道路上撒盐以防止结冰水的表面张力水的表面张力是由水分子之间强大的氢键相互作用引起的水分子在表面层受到向内的拉力，导致表面层收缩并表现出与液体内部不同的性质表面张力是单位长度表面上所受的表面张力，以牛顿/米（N/m）表示水的表面张力较大，约为

72.8mN/m20℃水的表面张力与温度有关，温度升高，表面张力减小水的表面张力在许多自然现象中起着重要的作用，例如毛细现象、雨滴的形成、昆虫在水面行走等水的粘度水的粘度是指水分子之间相互作用的阻力它决定了水流动的难易程度温度升高，水分子运动速度加快，相互作用减弱，粘度降低水的粘度与温度、压力和溶解物质的浓度有关例如，在相同温度下，海水比淡水的粘度更高水的溶解性水被称为“万能溶剂”由于水的极性，水分子能与许多物质形成氢键，从而溶解这些物质例如，食盐溶于水后，钠离子和氯离子被水分子包围，形成水合离子，分散在水中水的极性极性分子氢键12水分子是极性分子，具有一个水分子之间的氢键是由于氧原带正电的氢端和一个带负电的子上的孤对电子对相邻水分子氧端中的氢原子的吸引力而形成的强极性生命重要性34水的强极性使其具有许多独特水是生命的重要组成部分，极的性质，例如高沸点、高表面性是其在生物化学反应中发挥张力和良好的溶解性重要作用的关键因素水的电离自电离水分子具有极性，可以发生自电离，生成氢离子和氢氧根离子可逆反应水的电离是一个可逆反应，达到平衡状态时，氢离子和氢氧根离子的浓度相等电离方程式水的电离方程式为H2Ol⇌H+aq+OH-aq水的电离平衡平衡状态1水分子电离和结合速率相等可逆反应2水分子电离和结合同时进行离子浓度3氢离子和氢氧根离子浓度相等水是一种弱电解质，在水中，一部分水分子会发生电离，生成氢离子和氢氧根离子由于是可逆反应，水分子电离和结合同时进行，当水分子电离和结合的速率相等时，便达到电离平衡状态水的离子积常数水的离子积常数，符号为Kw，表示的是纯水中氢离子和氢氧根离子浓度的乘积在25℃时，Kw的值为

1.0×10^-14，这个数值表明纯水中氢离子和氢氧根离子的浓度都是

1.0×10^-7mol/L

1.0x10^-14Kw纯水在25℃时的离子积常数

1.0x10^-7H+纯水中氢离子浓度

1.0x10^-7OH-纯水中氢氧根离子浓度酸碱的定义阿伦尼乌斯定义布朗斯特劳里定义-酸是指在水溶液中电离产生氢离酸是指可以给出质子的物质，而子的物质，而碱是指在水溶液中碱是指可以接受质子的物质电离产生氢氧根离子的物质路易斯定义酸是指可以接受电子对的物质，而碱是指可以给出电子对的物质的定义及其测定pH定义1pH表示溶液中氢离子浓度的负对数公式2pH=-log[H+]测定3使用pH计或酸碱指示剂进行测定pH值是衡量溶液酸碱性的指标pH值越低，溶液酸性越强；pH值越高，溶液碱性越强pH值通常在0到14之间中性、酸性和碱性水溶液中性水溶液酸性水溶液碱性水溶液氢离子浓度[H+]等于氢氧根离子浓度[OH-氢离子浓度[H+]大于氢氧根离子浓度[OH-氢离子浓度[H+]小于氢氧根离子浓度[OH-]，pH值为7]，pH值小于7]，pH值大于7缓冲溶液缓冲溶液的组成缓冲溶液的作用缓冲溶液的重要性缓冲溶液通常由弱酸及其共轭碱或弱碱及其缓冲溶液能够抵抗少量酸或碱的加入而保持生物体内的许多生理过程需要在特定的pH共轭酸组成pH值相对稳定值范围内进行，缓冲溶液起着至关重要的作用水的特殊热性质高比热容高汽化热水比热容很高，吸收或放出大量热量时温水汽化时需要吸收大量热量，这使得水在度变化很小这使得水在调节气温，保护蒸发过程中可以带走大量热量，起到降温生物方面起重要作用作用高熔化热水熔化时需要吸收大量热量，这使得水在冰融化过程中可以吸收大量热量，起到保温作用水的导热性水是一种良好的热导体，能够有效地传递热量水的热导率为

0.6W/m·K，这意味着它能够快速地将热量从一个地方传递到另一个地方水在自然界中起着重要的作用，它能够吸收和释放大量的热量，从而调节地球的气候水的导热性对生物的生命活动也至关重要，例如，人体内的水能够帮助调节体温水在自然界中的循环蒸发降水太阳照射使地表水蒸发，水分子进入大气层，形成水蒸气云层中的小水滴相互碰撞，形成更大的水滴，降落到地面，形成降水1234凝结径流水蒸气上升到高空，气温降低，水蒸气凝结成小水滴，形降水在地表形成河流、湖泊，并最终汇入海洋成云水蒸气的性质水蒸气是水在气态时的形式，是无色无味的气体水蒸气在自然界中无处不在，是大气中的一种重要成分水蒸气具有重要的物理性质，例如蒸汽压、湿度、沸点等，这些性质对气象、农业、工业等方面都具有重要影响水蒸气的相变凝固水蒸气遇冷，温度降低，分子动能减小，水分子间的距离缩短，由气态变为固态，形成冰液化水蒸气遇冷，温度降低，分子动能减小，水分子间的距离缩短，由气态变为液态，形成水汽化液态水吸热，温度升高，分子动能增大，水分子间的距离增大，由液态变为气态，形成水蒸气升华固态的冰直接吸热，温度升高，分子动能增大，水分子间的距离增大，由固态直接变为气态，形成水蒸气水蒸气的压力水蒸气是一种气体，它对周围环境施加压力水蒸气的压力与温度和湿度有关，温度越高，湿度越大，水蒸气的压力就越大水蒸气的压力温度湿度低低低高高高水蒸气压力的测定饱和蒸气压1一定温度下，水蒸气达到饱和状态时的压力气压计法2测量一定温度下封闭容器内气压湿度计法3利用湿度计测量空气中的水蒸气含量干湿球温度计法4根据干球和湿球温度差，查表求得水蒸气压力水蒸气压力是衡量空气中水蒸气含量的重要指标，常用的测定方法有气压计法、湿度计法和干湿球温度计法湿度的概念及其测定湿度的概念相对湿度湿度测定

1.

2.

3.123湿度是指空气中水蒸气的含量，通常空气中实际水蒸气含量与同温度下饱常用的湿度测量仪器包括干湿球湿度用相对湿度表示和水蒸气含量之比，用百分数表示计和电子湿度计等水蒸气参与的反应水蒸气参与的化学反应水蒸气参与的物理变化水蒸气作为反应物，参与许多重要的化学反应，例如燃烧反水蒸气参与的物理变化，例如蒸发和凝结，水蒸气可以从液态应，水蒸气作为氧化剂，与燃料反应生成二氧化碳和水水蒸发到气态，也可以从气态凝结成液态水水蒸气参与的反应，例如水解反应，水蒸气作为反应物，与某水蒸气参与的物理变化，例如升华和凝华，水蒸气可以直接从些物质发生反应，生成新的物质固态冰升华为气态，也可以从气态凝华成固态冰水资源的保护保护水资源保护水资源保护水资源水资源是宝贵的资源，保护水资源对于人类保护水资源需要政府、企业和个人共同努保护水资源是一个长期的任务，需要全社会社会和生态系统的可持续发展至关重要节力，通过政策法规、技术革新和公民意识的共同参与，为子孙后代留下清澈的河流和碧约用水、减少污染、维护水生态系统平衡是提升，共同构建节约用水、保护水资源的良蓝的海洋保护水资源的关键好社会氛围结语水是生命之源，是地球上不可或缺的物质了解水的性质和水蒸气的性质，有助于我们更好地理解自然界，并更好地保护水资源。