2019-2020年高考化学一轮复习 第八章 常考专题讲座（九）四大平衡常数的应用.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 第八章 常考专题讲座（九）四大平衡常数的应用四大平衡常数是指化学平衡常数、弱电解质的电离平衡常数、水的离子积常数及难溶电解质的溶度积常数，这部分知识为新课标中的新增内容，在高考题中频繁出现，特别是化学平衡常数及溶度积常数的应用更是考试的热点内容。化学平衡常数(K)电离平衡常数(Ka、Kb)水的离子积常数(Kw)难溶电解质的溶度积常数(Ksp)概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数在一定条件下弱电解质达到电离平衡时，电离形成的各种离子的浓度的幂之积与溶液中未电离的分子的浓度的比值是一个常数，这个常数称为电离平衡常数水或稀的水溶液中c(OH)与c(H)的乘积在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一常数表达式对于一般的可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在一定温度下达到平衡时：K(1)对于一元弱酸HA：HAHA，平衡常数Ka；(2)对于一元弱碱BOH：BOHBOH，平衡常数KbKwc(OH)c(H)MmAn的饱和溶液：Kspcm(Mn)cn(Am)影响因素只与温度有关只与温度有关，升温，K值增大只与温度有关，温度升高，Kw增大只与难溶物的种类和温度有关在25 下，将a molL1的氨水与0.01 molL1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH)c(Cl)，则溶液显_性(填“酸”、“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb_。解析所发生反应的化学方程式为NH3H2OHCl=NH4ClH2O，由电荷守恒可知：c(NH)c(H)c(Cl)c(OH)，因为c(NH)c(Cl)，所以c(OH)c(H)，故溶液显中性。Kb，c(NH)c(Cl)0.005 molL1，c(OH)c(H)107 molL1。c(NH3H2O)c(NH)(0.005)molL1。所以，Kb。答案中工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有还原沉淀法。该法的工艺流程如下：CrOCr2OCr3Cr(OH)3其中第步存在平衡：2CrO(黄色)2HCr2O(橙色)H2O。(1)若平衡体系的pH2，则溶液显_色。(2)能说明第步反应达平衡状态的是_。aCr2O和CrO的浓度相同b2v(Cr2O)v(CrO)c溶液的颜色不变(3)第步中，还原1 mol Cr2O，需要_ molFeSO47H2O。(4)第步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3(aq)3OH(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Kspc(Cr3)c3(OH)1.01032，要使c(Cr3)降至1.0105 mol/L，溶液的pH应调至_。解析(1)pH2说明溶液显酸性，平衡向正反应方向移动，Cr2O的浓度会增大，所以溶液显橙色。(2)在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变时，该可逆反应就到达化学平衡状态，因此选项a不正确；在任何情况下，同一反应方向Cr2O和CrO的反应速率之比总是满足12，选项b未指明反应方向，因此选项b也不正确；溶液颜色不再改变，这说明Cr2O和CrO的浓度不再发生改变，因此可以说明反应已经达到化学平衡状态，选项c正确。(3)Cr2O中Cr的化合价是6价，所以1 mol Cr2O被还原转移2(63)6 mol电子；Fe2被氧化生成Fe3，转移1个电子，因此根据得失电子守恒可知需要FeSO47H2O的物质的量为6 mol。(4)由溶度积常数的表达式Kspc(Cr3)c3(OH)1.01032可知，当c(Cr3)1.0105 mol/L时，c(OH)109 mol/L，此时pH5。答案(1)橙(2)c(3)6(4)51.(xx黑龙江四校联考)水的电离平衡曲线如图所示，温度TATDTCTB，下列说法不正确的是()A图中四点Kw间的关系：ADCBB若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量酸C若从A点到C点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体D若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体解析：选C。Kw是温度的函数，随温度升高而增大，A、D点温度相同，B点温度高于C点温度，所以A正确；从A点到D点，温度不变，酸性增强，所以B选项、D选项正确；A、C点温度不同，所以C选项错误。2(xx广东佛山模拟)常温下，0.1 mol/L某一元酸(HA)溶液中1108，下列叙述正确的是()A该一元酸溶液的pH1B该溶液中由水电离出的c(H)11011mol/LC该溶液中水的离子积常数为11022D用V1 L pH11的NaOH溶液与V2 L 0.1 mol/L该一元酸(HA)溶液混合，若混合溶液的pH7，则V1V2，D项错。3海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：模拟海水中的离子浓度/molL1NaMg2Ca2ClHCO0.4390.0500.0110.5600.001注：溶液中某种离子的浓度小于1.0105 molL1，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。Ksp(CaCO3)4.96109Ksp(MgCO3)6.82106KspCa(OH)24.68106KspMg(OH)25.611012下列说法正确的是()A沉淀物X为CaCO3B滤液M中存在Mg2，不存在Ca2C滤液N中存在Mg2、Ca2D步骤中若改为加入4.2 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2 和Mg(OH)2的混合物解析：选A。第步加1.0 mL 1.0 mol/L NaOH溶液即n(NaOH)0.001 mol，由于Ksp(CaCO3)Ksp(MgCO3)，会发生HCOCa2OH=CaCO3H2O，而n(HCO)0.001 mol，n(Ca2)0.011 mol，故剩余n(Ca2)0.01 mol，所以沉淀物X为CaCO3，A项正确；M中存在Mg2和Ca2，B项错误；第步加NaOH调至pH11.0，c(OH)1103mol/L，比较Ksp知，先生成Mg(OH)2沉淀，由KspMg(OH)2得c(Mg2)mol/L5.61106mol/L1.0105mol/L，所以N中无Mg2，c(Ca2)0.01 mol/L，QCa(OH)20.01(1.0103)211084.68106，所以N中有Ca2，C项错误；若改为加4.2 g NaOH，n(NaOH)0.105 mol，Mg2消耗OH为n(OH)2n(Mg2)0.1 mol，剩余n(OH)0.005 mol，c(OH)0.005 mol/L，QcCa(OH)20.01(0.005)22.51074.68106，故无Ca(OH)2沉淀，D项错误。4已知可逆反应：M(g)N(g) P(g)Q(g)H0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_；(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)；(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，则a_。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，M的转化率为_。解析：解答本题需从平衡建立的过程“三段式”和化学平衡常数只随着温度的变化而变化入手求解。(1)由方程式知反应消耗的N与M物质的量相等，则N的转化率为：100%25%。(2)由于该反应正反应吸热，温度升高，平衡右移，则M的转化率增大。(3)若反应温度不变，则平衡常数不变。K，则，解得a6。(4)根据(3)的结果，设M的转化率为x，则K，解得x41%。答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%排查落实练七水溶液中的离子平衡一、正误判断辨析概念(一)弱电解质的电离平衡1某醋酸溶液的pHa，将此溶液稀释1倍后，溶液的pHb，则ab。 ()2在滴有酚酞溶液的氨水里，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pH7。 ()31.0103 molL1盐酸的pH3.0，1.0108 molL1盐酸的pH8.0。 ()425 时若1 mL pH1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后，溶液的pH7，则NaOH溶液的pH11。 ()5分别和pH相等的盐酸和硫酸反应时，消耗NaOH的物质的量相同。 ()6pH4的醋酸加水稀释过程中，所有离子浓度都降低。 ()70.1 molL1 CH3COOH溶液中加入冰醋酸，醋酸的电离程度变小。 ()8在室温下，CH3COOH分子可以完全以分子的形式存在于pH8的溶液中。 ()答案：1.2.3.4.5.6.7.8.(二)水的电离和溶液的pH1pH6的溶液呈酸性。 ()2只要是纯水，肯定呈中性。 ()3纯水的pH7。 ()4无论在酸溶液中还是碱溶液中，由水电离出的c(H)c(OH)。 ()5pH0，溶液中c(H)0 molL1。 ()6某溶液中滴入酚酚呈无色，溶液呈酸性。 ()7用pH试纸测定溶液的pH，不能用水浸湿，否则一定会产生误差。 ()8pH5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中，c(Na)c(CH3COO)。 ()9两种醋酸的物质的量浓度分别为c1和c2，pH分别为a和a1，则c110c2。 ()10将Ca(OH)2的饱和溶液加热，pH和Kw均增大。 ()答案：1.2.3.4.5.6.78.9.10. (三)盐类水解1NaHS水溶液中只存在HS的电离和水解两种平衡。()2在饱和氨水中加入同浓度的氨水，平衡正向移动。 ()3HA比HB更难电离，则NaA比NaB的水解能力更强。 ()4将纯水加热，Kw变大，pH变小，酸性变强。 ()5常温下，pH1的CH3COOH溶液与pH2的CH3COOH溶液相比，两溶液中由H2O电离出的c(H)之比是101。 ()60.1 molL1氨水中加入CH3COONH4固体，c(OH)/c(NH3H2O)比值变大。 ()7强电解质溶液中一定不存在电离平衡。 ()8改变条件使电离平衡正向移动，溶液的导电能力一定增强。 ()9只有pH7的溶液中才存在c(H)c(OH)。 ()10将NH4Cl溶于D2O中，生成物是NH3D2O和H。 ()11常温下，pH7的氯化铵和氨水的混合溶液中，离子浓度顺序为c(NH)c(Cl)c(OH)c(H)。 ()12中和pH和体积均相同的盐酸和醋酸，消耗NaOH的体积相同。 ()13常温下，同浓度的Na2S和NaHS，前者的pH大。 ()140.1 molL1的CH3COOH溶液加水稀释，CH3COOH的电离平衡向正反应方向移动，n(H)增大。 ()1525 时，将pH3的HA和pH11的BOH等体积混合，所得溶液的pH7，则NaA溶液的pH7。 ()16将AlCl3溶液和Na2SO3溶液分别蒸干并灼烧，得到Al2O3和Na2SO3。 ()17在NaHSO4溶液中，c(H)c(OH)c(SO)。 ()18常温下，向10 mL pH 12的氢氧化钠溶液中加入pH2的HA至pH7，所得溶液的总体积20 mL。 ()19常温下，等体积的盐酸和CH3COOH的pH相同，由水电离出的c(H)相同。 ()20CH3COONa和CH3COOH以任意比例混合，都有c(Na)c(H) c(CH3COO)c(OH)。 ()21c(NH)相同的下列溶液：NH4Al(SO4)2NH4ClNH3H2OCH3COONH4，溶质物质的量浓度最大的是。()22浓度均为0.1 molL1的CH3COOHNH4ClH2SO4三种溶液中，由水电离出的c(H)：。 ()23一定温度下，pH相同的溶液，由水电离产生的c(H)相同。 ()24常温下，浓度均为0.2 molL1的NaHCO3和Na2CO3溶液中，都存在电离平衡和水解平衡，分别加入NaOH固体恢复到原来的温度，c(CO)均增大。 ()25在一定条件下，某溶液的pH 7，则c(H)一定为1107 molL1，其溶质不可能为NaOH。 ()26用标准NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH到终点时， c(Na)c(CH3COO)。 ()27室温时，将x mL pHa的稀NaOH溶液与y mL pHb的稀盐酸混合充分反应，若x 10y，且ab14，则pH7。 ()28酸性溶液中不可能存在NH3H2O分子。 ()29NH4HSO4溶液中各离子浓度的大小关系是c(H)c(SO)c(NH)c(OH)。 ()30某温度下，Ba(OH)2溶液中，Kw1012，向pH8的该溶液中加入等体积pH4的盐酸，混合溶液的pH7。 ()31任意稀盐酸溶液中c(H)的精确计算式可以表示为c(H)c(Cl)Kw/c(H)。 ()32将pH3的盐酸和pH3的醋酸等体积混合，其pH3。 ()33室温时，向等体积pHa的盐酸和pHb的CH3COOH中分别加入等量的氢氧化钠后，两溶液均呈中性，则ab。 ()34物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合：2c(Na)c(CH3COOH)c(CH3COO)。()35常温下，NaB溶液的pH 8，c(Na)c(B)9.9107 molL1。 ()答案：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20. 21.2223.24.25.26.27.28.2930.31.32.33.34.35. 二、简答专练规范语言1为什么在80 时，纯水的pH小于7，_。答案：已知室温时，纯水中的c(H)c(OH)107 molL1，又因水的电离(H2OHOH)是吸热反应，故温度升高到80，电离程度增大，致使c(H)c(OH)107 molL1，即pHHCOH2OCOH3O(或HCOCOH)，HCOH2OH2CO3OH，HCO的水解程度大于电离程度6电解饱和食盐水实验中，为了获得更多的Cl2，要用盐酸控制阳极区溶液的pH在23，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：_。答案：由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应Cl2H2OHClHClO，根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的逸出7铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3可用加热CeCl36H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是_。答案：分解出HCl气体，抑制CeCl3水解8利用浓氨水制备NH3，应加入NaOH固体，试用化学平衡原理分析NaOH的作用：_。答案：NaOH溶于氨水后放热；增大OH浓度，使平衡NH3H2ONH3H2ONHOH向逆方向移动，加快氨气逸出 9某工艺流程通过将AgCl沉淀溶于NH3的水溶液，从含金、银、铜的金属废料中来提取银。已知在溶解后的溶液中测出含有Ag(NH3)2，试从沉淀溶解平衡移动的角度解释AgCl沉淀溶解的原因：_。答案：AgCl固体在溶液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)，由于Ag和NH3H2O结合成Ag(NH3)2使Ag浓度降低，导致AgCl的沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动10(1)为探究纯碱溶液呈碱性是由CO引起的，请你设计一个简单的实验方案：_。(2)为探究纯碱溶液中CO的水解是吸热的，请你设计一个简单的实验方案：_。答案：(1)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈红色；若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液，产生白色沉淀，且溶液的红色褪去，证明纯碱溶液呈碱性是由CO引起的(2)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液，溶液显红色；若再加热该溶液，溶液的红色加深，证明CO水解吸热三、滴定实验问题再思考1酸式滴定管怎样查漏？答案：将旋塞关闭，滴定管里注入一定量的水，把它固定在滴定管夹上，再将旋塞旋转180，观察滴定管口及旋塞两端是否有水渗出，旋塞不渗水才可使用。2酸碱中和滴定实验操作的要点是什么？如何判断滴定终点？(以标准氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸为例，酚酞作指示剂)答案：左手控制玻璃球，右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化，当滴入最后一滴氢氧化钠溶液，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不恢复，说明达到滴定终点。3在酸碱中和滴定时，盛放标准液的滴定管或盛放待测液的锥形瓶未润洗，对滴定结果有何影响？答案：滴定管未润洗，所测结果偏高；锥形瓶未润洗无影响。4滴定前读数正确，滴定完毕俯视或仰视读数对滴定结果有何影响？(注：用标准液滴定未知液)答案：俯视读数，结果偏低；仰视读数，结果偏高。