2018版高考化學二輪復習 專題2 化學基本理論 專題限時集訓10 四大平衡常數及應用

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1、 專題限時集訓(十)　四大平衡常數及應用 (對應學生用書第131頁) (限時：40分鐘) 1．(2017·淮北最后一卷)已知25 ℃時有關弱酸的電離平衡常數見下表： 弱酸化學式 HA H2B 電離平衡常 數(25 ℃) Ka＝1.7×10－6 K1＝1.3×10－3 K2＝5.6×10－8 則下列有關說法正確的是(　　) A．等物質的量濃度的各溶液pH關系為：pH(Na2B)>pH(NaHB)>pH(NaA) B．將a mol·L－1的HA溶液與a mol·L－1的NaA溶液等體積混合，混合液 中：c(Na＋)>c(A－) C．向Na2B溶液中加入足量

2、的HA溶液發(fā)生反應的離子方程式為B2－＋ 2HA===2A－＋H2B D．NaHB溶液中部分微粒濃度的大小為：c(Na＋)>c(HB－)>c(B2－)>c(H2B) D　[由于酸性H2B>HA>HB－，水解程度HB－pH(NaA)>pH(NaHB), A錯誤；因為KaKh＝Kw，Ka＝1.7×10－6，所以Ka>Kh，將a mol·L－1的HA溶液與a mol·L－1的NaA溶液等體積混合，HA的電離程度大于NaA的水解程度，混合液中：c(A－)>c(Na＋)，B錯誤；向Na2B溶液中加入足量的HA溶液發(fā)生反

3、應的離子方程式為B2－＋HA===A－＋HB－，C錯誤；由于K1＝1.3×10－3，K2＝5.6× 10－8，故NaHB的電離程度大于其水解程度，所以 c(Na＋)>c(HB－)>c(B2－)>c(H2B)，D正確。] 2．(2017·安徽合肥一模)某溫度時，鹵化銀(AgX，X＝Cl、Br、I)的3條溶解平衡曲線如圖所示，AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次減小。已知pAg＝－lg c(Ag＋)，pX＝－lg c(X－)，利用pX、pAg的坐標系可表示出AgX的溶度積與溶液中的c(Ag＋)和c(X－)的相互關系。下列說法錯誤的是(　　) 【導學號：97184133】 A．A線是A

4、gCl的溶解平衡曲線 B．坐標點p形成的溶液是AgCl的不飽和溶液 C．m點是在水中加入足量的AgBr形成的飽和溶液 D．n點表示由過量的KI與AgNO3反應產生AgI沉淀 D　[由于pAg＝－lg c(Ag＋)，pX＝－lg c(X－)，故pAg、pX越大，c(Ag＋)、c(X－)越小，AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次減小，由圖可知，曲線A中c(Ag＋)、c(X－)最大，則曲線A、B、C分別代表AgCl、AgBr、AgI的溶解平衡曲線，A正確。點p在曲線A以上，則p點c(Ag＋)·c(X－)小于AgCl飽和溶液中 c(Ag＋)·c(X－)，因此p點形成的是AgCl的不飽和溶液

5、，B正確。m點在曲線B上，是AgBr飽和溶液，且飽和溶液中c(Ag＋)＝c(Br－)，C正確。] 3．(2017·曲靖質監(jiān))常溫下，向10 mL 0.1 mol/L的HR溶液中逐漸滴入0.1 mol/L的NH3·H2O溶液，所得溶液pH及導電性的變化如圖所示。下列分析不正確的是(　　) 【導學號：97184134】 A．a～b點導電能力增強，說明HR為弱酸 B．b點溶液，c(NH3·H2O)＝c(R－)＋c(H＋)－c(OH－) C．c點溶液，存在c(NH)>c(R－)>c(OH－)>c(H＋) D．常溫下，HR和NH3·H2O的電離平衡常數相等 B　[a

6、～b點導電能力增強，說明反應后溶液中離子濃度增大，證明HR在溶液中部分電離，為弱酸，A正確；根據圖像可知b點溶液pH＝7，此時HR與NH3·H2O的物質的量相等，說明此時二者恰好反應生成NH4R，NH與R－的水解程度相等，溶液呈中性，根據物料守恒c(NH3·H2O)＋c(NH)＝c(R－)＋c(HR)，B錯誤；根據圖像可知，c點時溶液的pH>7，混合液呈堿性，則c(NH)>c(R－)>c(OH－)>c(H＋)，C正確；根據B中分析可知，常溫下HR和NH3·H2O的電離平衡常數相等，D正確。] 4．已知：298 K時，物質的溶度積如表所示。 化學式 CH3COOAg AgCl Ag2C

7、rO4 Ag2S Ksp 2.3×10－3 1.56×10－10 1.12×10－12 6.7×10－15 下列說法正確的是(　　) 【導學號：97184135】 A．將0.001 mol·L－1的AgNO3溶液逐滴滴入0.001 mol·L－1的KCl和0.001 mol·L－1的K2CrO4的混合液中，則先產生Ag2CrO4沉淀 B．向2.0×10－4 mol·L－1的K2CrO4溶液中加入等體積的2.0×10－4 mol·L－1的 AgNO3溶液，則有Ag2CrO4沉淀生成(忽略混合時溶液體積的變化) C．向CH3COOA

8、g懸濁液中加入鹽酸，發(fā)生反應的離子方程式為CH3COOAg ＋H＋＋Cl－===CH3COOH＋AgCl D．向AgCl懸濁液中加入Ag2S固體，AgCl的溶度積增大 C　[A項，根據Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)知，當Cl－開始沉淀時，c(Ag＋)＝＝1.56×10－7，當CrO開始沉淀時，c(Ag＋)＝≈3.35×10－5，故先產生AgCl沉淀，錯誤；B項，Q＝c2(Ag＋)×c(CrO)＝()2×＝1.0×10－12<1.12×10－12，沒有沉淀生成，錯誤；C項，Ksp(CH3COOAg)>Ksp(AgCl)，向CH3COOAg懸濁液中加入鹽酸時CH3COOA

9、g轉化為AgCl，離子方程式為CH3COOAg＋H＋＋Cl－===CH3COOH＋AgCl，正確；D項，溶度積只與溫度有關，溫度不變，其值不變，錯誤。] 5．下表是在相同溫度下三種酸的一些數據，下列判斷正確的是(　　) 【導學號：97184136】 酸 HX HY HZ 濃度/(mol·L－1) 0.12 0.2 0.9 1 1 電離度 0.25 0.2 0.1 0.3 0.5 電離常數 Ka1 Ka2 Ka3 Ka4 Ka5 A．在相同溫度下，從HX的數據可以說明：弱電解質溶液，濃度越低，電 離度越大，且Ka1>Ka2>Ka3＝0.

10、01 B．室溫時，若在NaZ溶液中加水，則變小，若加少量鹽酸， 則變大 C．含等物質的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液：c(Z－)Ka4>Ka3 D　[A項，弱電解質溶液濃度越低，電離度越大，但電離常數只受溫度的影響，故電離常數應相同，錯誤；B項，室溫時，若在NaZ溶液中加水、加酸都促進水解，但＝，二者都為常數，只受溫度影響，錯誤；C項，由電離度大小可知酸性HZ>HY>HX，酸越強，水解程度越小，鹽溶液中酸根離子濃度越大，錯誤；D項，相同溫度下，電解質的電離度越大，說明電離程度越大，則電離常數越大。] 6．常溫常壓下，丙

11、二酸(HOOCCH2COOH)的電離常數為Ka1＝1.4×10－3，Ka2＝2.0×10－6。向10 mL某濃度的丙二酸溶液中滴加0.2 mol·L－1 NaOH溶液，在滴加過程中下列有關說法不正確的是(　　) A．在中和反應未完成前隨著NaOH溶液的滴加，－OOCCH2COO－的物質的 量濃度逐漸升高 B．若滴入的NaOH溶液的體積為10 mL時溶液溫度最高，則丙二酸的物質 的量濃度為0.1 mol·L－1 C．在丙二酸未完全中和前，隨著NaOH的滴加，水的電離程度逐漸增大 D．若忽略丙二酸氫根離子的電離和水解，丙二酸根離子的水解常數約為 7.14×10－12

12、 D　[根據丙二酸的電離平衡常數可知，丙二酸屬于弱酸。在中和反應未完成前隨著NaOH溶液的滴加，丙二酸逐漸轉化為丙二酸鈉，－OOCCH2COO－的物質的量濃度逐漸升高， A正確；若滴入的NaOH溶液的體積為10 mL時，溶液溫度最高，說明中和反應恰好完全進行，則丙二酸的物質的量濃度＝×0.2 mol·L－1＝0.1 mol·L－1，B正確；在丙二酸未完全中和前，隨著NaOH的滴加，丙二酸電離的氫離子濃度逐漸減小，對水的電離的抑制程度逐漸減小，水的電離程度逐漸增大，C正確；若忽略丙二酸氫根離子的電離和水解，丙二酸根離子的水解常數Kh＝＝＝5.0×10－9，D錯誤。] 7．(2017·遼寧重

13、點高中協(xié)作體第一次聯(lián)考)在T ℃時，鉻酸銀(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，下列說法中不正確的是(　　) A．T ℃時，向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4能使溶液由Y點變?yōu)閄 點 B．T ℃時，在Y點和Z點，Ag2CrO4的Ksp相等 C．T ℃時，Ag2CrO4的Ksp數值為1×10－11 D．圖中a＝×10－4 A　[飽和Ag2CrO4溶液中存在Ag2CrO4的溶解平衡：Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)，加入固體K2CrO4，c(CrO)增大，平衡逆向移動，則c(Ag＋)減小，不能由Y點變?yōu)閄點，A錯誤。Ksp(A

14、g2CrO4)只與溫度有關，圖中T ℃時Y點和Z點都在溶解平衡曲線上，故兩點的Ksp相等，B正確。由圖可知，當c(CrO)＝1×10－5 mol·L－1時，c(Ag＋)＝1×10－3 mol·L－1，故Ksp(Ag2CrO4)＝c(CrO)·c2(Ag＋)＝(1×10－5)×(1×10－3)2＝1×10－11，C正確。Ksp(Ag2CrO4)＝1×10－11，圖中Z點c(CrO)＝5×10－4 mol·L－1，則有c(Ag＋)＝×10－4 mol·L－1，故有a＝×10－4，D正確。] 8．(2017·四川綿陽第一次診斷)一些含硼化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦為原料可以制得硼酸及其他含硼

15、化合物。試回答下列問題： 【導學號：97184137】 (1)核電站中可用硼酸(H3BO3)吸收中子，阻斷核輻射，硼酸中B的化合價為________。 (2)已知：Ka(H3BO3)＝5.8×10－10，Ka(H2CO3)＝4.4×10－7，Ka(HCO)＝4.7× 10－11，向飽和硼酸溶液中滴加0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液，________(填“能”或“不能”)觀察到氣泡逸出。實驗室用硼酸處理NaOH灼傷時，會生成[B(OH)4]－，則硼酸溶于水的電離方程式為_____________________________ ________________________

16、_________________________________________。 (3)以硼酸為原料可制備重要還原劑NaBH4，BH的電子式為________。NaBH4與BF3在50～70 ℃反應生成NaBF4和乙硼烷(B2H6)，該反應的化學方程式為__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (4)硫酸溶解鐵硼礦可制得含Fe3＋、Fe2＋、Al3＋雜質的硼酸溶

17、液，提純過程中加入H2O2的目的是________________________________，室溫下除去Fe3＋、Al3＋(使其濃度均小于1×10－6 mol·L－1)，需至少調節(jié)pH＝________。{已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝4×10－38} 【解析】　(1)H3BO3中H元素顯＋1價，O元素顯－2價，根據化合物中各元素的化合價代數和為0推知，B元素顯＋3價。 (2)電離常數的大小關系為Ka(H2CO3)>Ka(H3BO3)>Ka(HCO)，則酸性強弱：H2CO3>H3BO3>HCO，因此向飽和硼酸溶液中滴加0.1 mol·L－1

18、 Na2CO3溶液，反應中生成HCO，不會生成H2CO3，故觀察不到氣泡逸出。硼酸處理NaOH灼傷時發(fā)生中和反應生成[B(OH)4]－，據此推知其電離方程式為H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋。 (3)BH的電子式為[]－。NaBH4與BF3在50～70 ℃反應生成NaBF4和乙硼烷(B2H6)，則有NaBH4＋BF3―→NaBF4＋B2H6，結合質量守恒定律配平：3NaBH4＋4BF33NaBF4＋2B2H6。 (4)Ksp[Fe(OH)3]較小，提純過程中加入H2O2，其目的是將Fe2＋氧化成Fe3＋，便于形成Fe(OH)3沉淀而除去雜質。由于Ksp[Al(OH)3]>Ksp[

19、Fe(OH)3]，當溶液中Al3＋完全沉淀時，Fe3＋已沉淀完畢，Ksp[Al(OH)3]＝c(Al3＋)·c3(OH－)＝1× 10－33，則有c3(OH－)＝＝＝1×10－27，c(OH－)＝1×10－9 mol·L－1，pH＝5，故除去Fe3＋、Al3＋時溶液的pH至少等于5。 【答案】　(1)＋3　(2)不能　H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋ (3)[ ]－　3NaBH4＋4BF33NaBF4＋2B2H6 (4)將Fe2＋氧化成Fe3＋，便于除去　5 9．(2017·湖北棗陽高中期中)NH4Al(SO4)2、NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛。

20、 【導學號：97184138】 請回答下列問題： (1)常溫時，0.1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液的pH＝3。 ①溶液中的Kw＝________(填數值)，由水電離出的c(H＋)＝________ mol·L－1。 ②溶液中c(NH)＋c(NH3·H2O)________c(Al3＋)＋c[Al(OH)3](填“>”“＝”或“<”)；2c(SO)－c(NH)－3c(Al3＋)＝________ mol·L－1(填數值)。 (2)80 ℃時，0.1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液的pH小于3，分析導致pH隨溫度變化的原因是________________

21、______________________________________ _________________________________________________________________。 (3)常溫時，向100 mL 0.1 mol·L－1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L－1NaOH溶液，得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關系曲線如圖所示。 ①圖中a、b、c、d四點中水的電離程度最小的是________。 ②向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液到a點的過程中，發(fā)生反應的離子方程式為________________________________

22、____________________________ _________________________________________________________________。 ③NH4HSO4溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是 _________________________________________________________________。 【解析】　(1)①水的離子積常數與溫度有關，與溶液的酸堿性無關，故常溫時，水的離子積常數Kw＝1×10－14。NH4Al(SO4)2溶液的pH＝3，該溶液中 H＋全部來源于水的電離，故由水電離出的c(H＋)＝1

23、×10－3 mol·L－1。 ②NH4Al(SO4)2溶液中，NH、Al3＋均發(fā)生水解反應，據物料守恒可得c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(Al3＋)＋c[Al(OH)3]。據電荷守恒可得2c(SO)＋c(OH－)＝c(NH)＋3c(Al3＋)＋c(H＋)，則有2c(SO)－c(NH)－3c(Al3＋)＝c(H＋)－c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1－1×10－11 mol·L－1≈1×10－3 mol·L－1。 (2)NH4Al(SO4)2溶液中存在NH、Al3＋的水解平衡，而鹽類水解是吸熱反應，溫度升高，水解平衡正向移動，溶液中c(H＋)增大，故溶液的pH減小。 (3)①

24、NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L－1 NaOH溶液，先后發(fā)生反應的離子方程式為H＋＋OH－===H2O、NH＋OH－===NH3·H2O，a點V(NaOH)＝100 mL，H＋恰好完全中和，此時溶液所含溶質為(NH4)2SO4和Na2SO4，NH發(fā)生水解反應而促進水的電離；b、c兩點溶液所含溶質均為(NH4)2SO4、Na2SO4和NH3·H2O，且c點時c(NH3·H2O)大于b點，但NH3·H2O的存在抑制水的電離，則c點水的電離程度小于b點；d點NH4HSO4與NaOH溶液恰好完全反應，溶液中含溶質為Na2SO4和NH3·H2O，d點c(NH3·H2O)大于c點，則d點水的電離

25、程度小于c點，即d點水的電離程度最小。 ②a點時，n(NH4HSO4)＝n(NaOH)，此時只有NH4HSO4電離出的H＋和OH－發(fā)生反應，離子方程式為H＋＋OH－===H2O。 ③NH4HSO4溶液中，由電荷守恒可得2c(SO)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(NH)，由物料守恒可得c(SO)＝c(NH)＋c(NH3·H2O)，則c(SO)>c(NH)，即得c(H＋)>c(SO)＋c(OH－)，故各離子濃度由大到小的排列順序為 c(H＋)>c(SO)>c(NH)>c(OH－)。 【答案】　(1)①1×10－14　1×10－3?、冢健?×10－3 (2)溫度升高，NH、Al3＋的水解平

26、衡正向移動，溶液中c(H＋)增大 (3)①d　②H＋＋OH－===H2O ③c(H＋)>c(SO)>c(NH)>c(OH－) 10．(1)(2017·哈爾濱三模改編)現有0.175 mol/L醋酸鈉溶液500 mL(已知醋酸的電離平衡常數K＝1.75×10－5)。下列圖像能說明醋酸鈉的水解反應在t1時刻達到平衡的是________(填序號)。 【導學號：97184139】 A.溶液中c(Na＋)與反應時間t的關系 B.CH3COO－的水解速率與反應時間t的關系 C.溶液的pH與反應時間t的關系 D.Kh與反應時間t的關系 (2)(2017·合肥三模節(jié)選)

27、對煙道氣中的SO2進行回收再利用具有較高的社會價值和經濟價值。Na2SO3溶液吸收法：常溫下，用300 mL 1.0 mol·L－1 Na2SO3溶液吸收SO2的過程中，溶液pH隨吸收SO2物質的量的變化曲線如圖所示。 ①1.0 mol·L－1 Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序為_______________。 ②若用等體積、等物質的量濃度的下列溶液分別吸收SO2，則理論上吸收量最多的是________。 A．NH3·H2O B．Na2S C．Na2CO3 D．FeCl3 ③常溫下，H2SO3的二級電離平衡常數Ka2的數值為________。 【解析】　(1)Na＋不水

28、解，所以濃度始終不變，A不符合題意；CH3COO－開始時水解速率最大，后逐漸減小，平衡時不再變化，B符合題意；隨著水解的逐漸進行，pH逐漸增大，平衡時不再變化，C符合題意；Kh是一溫度常數，溫度不變，Kh不變，D曲線錯誤，不符合題意。 (2)①Na2SO3水溶液中，有Na＋、SO、HSO、OH－、H＋，首先，根據物料守恒c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)(溶液中Na元素是S元素的2倍)，可知Na＋濃度是最大的，SO的水解反應為SO＋H2OHSO＋ OH－，水解是微弱的，所以SO的濃度大于HSO和OH－，HSO進一步水解HSO＋H2OH2SO3＋OH－，雖然這一步

29、水解極其微弱，但畢竟是存在，這將導致OH－的濃度大于HSO(另外還有水的電離)，1.0 mol·L－1 Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序為c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)。 ②若用等體積、等物質的量濃度的下列溶液(設溶質為1 mol)分別吸收SO2，A項，2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O，吸收0.5 mol；B項，2Na2S＋5SO2＋2H2O===4NaHSO3＋3S↓，1 mol Na2S吸收2.5 mol SO2；C項，Na2CO3＋2SO2＋H2O===2NaHSO3＋CO2,1 mol Na2CO3吸收2 mol SO

30、2；D項，2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO，1 mol FeCl3吸收0.5 mol SO2；故選B。 ③常溫下，H2SO3的二級電離平衡常數Ka2＝，Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3，當通入0.1 mol SO2時，生成0.2 mol NaHSO3，濃度為0.2 mol/0.3 L＝2/3 mol/L，此時剩余的c(SO)＝0.2 mol/0.3 L＝ 2/3 mol/L，c(H＋)＝10－7.3 mol/L，Ka2＝c(H＋)＝10－7.3 mol/L。 【答案】　(1)BC　(2)①c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)?、贐　③ 10－7.3 9