專題強化訓練(七)五大平衡常數的比較及應用(45分鐘100分)一、選擇題(本題包括7小題，每題6分，共42分)1.化學平衡常數K、弱電解質的電離平衡常數Ka或Kb及溶度積常數Ksp是高中化學中常見的幾種常數。它們都能反映相應的可逆變化進行的程度，下列關于以上常數的說法正確的是()A.對于可逆反應，若轉變條件使平衡右移，則達到新的平衡時的平衡常數K確定增大B.確定溫度下，在amol·L-1的飽和石灰水中加入適量的bmol·L-1CaCl2溶液(b>a)，則確定有Ca(OH)2析出C.相同溫度時，CH3COOH的電離平衡常數Ka與NH3·H2O的電離平衡常數Kb相等，所以NH4HCO3的水溶液顯堿性D.上升溫度，以上常數均增大【解析】選C。只有轉變溫度，化學平衡常數才會轉變，A選項錯誤；依據Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)·c2(OH-)，加入CaCl2后溶液中的c(Ca2+)增大，但溶液體積也增大，c(OH-)降低，最終c(Ca2+)·c2(OH-)的值可能小于Ksp[Ca(OH)2]，B選項錯誤；C選項，由電離平衡常數相等，可知CH3COONH4顯中性，但醋酸的酸性大于碳酸的酸性，所以NH4HCO3的水溶液顯堿性，正確；化學反應有的吸熱有的放熱，升溫，平衡常數K可能增大也可能減小，故D錯誤。2.(2021·湘潭模擬)25℃時，水的電離達到平衡：H2OH++OH-，下列敘述正確的是()A.將純水加熱到95℃時，KW變大，pH不變，B.向純水中加入稀氨水，平衡逆向移動，c(OH-)增大，KW變小C.向純水中加入少量碳酸鈉固體，c(H+)減小，KW不變，影響水的電離平衡D.向純水中加入醋酸鈉或鹽酸，均可抑制水的電離，KW不變【解析】選C。水的電離吸熱，將純水加熱，電離平衡正向移動，c(H+)、c(OH-)均增大但仍相等，因此KW變大，pH變小，水仍呈中性，A錯；向純水中加入稀氨水，溶液中c(OH-)增大，電離平衡逆向移動，但KW只與溫度有關，因此保持不變，B錯；向純水中加入少量Na2CO3固體，溶液中c(H+)減小，水的電離平衡正向移動，但KW不變，C對；當向純水中加入醋酸鈉時，促進水的電離，D錯?！炯庸逃柧殹坎煌瑴囟认?，水溶液中的c(H+)與c(OH-)的關系如圖所示。下列有關說法正確的是()A.若從a點到c點，可接受在水中加入酸的方法B.b點對應的醋酸中由水電離出的c(H+)=10-6mol·L-1C.c點對應溶液的Kw大于d點對應溶液的KwD.T℃時，0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH=11【解析】選D。a點對應的c(H+)和c(OH-)相等，同理c點對應的c(H+)和c(OH-)也相等，溶液確定呈中性，從a點到c點，可以接受升溫的方法，A項錯誤；Kw只與溫度有關，同溫度下不同酸堿性溶液的Kw相同，a點和b點的Kw都是10-14，c點和d點的Kw都是10-12，酸和堿溶液都會抑制水的電離，酸溶液中由水電離的c(H+)與溶液中的c(OH-)相等，故b點c水電離(H+)=c(OH-)=10-8mol·L-1，B、C項均錯誤；T℃時，Kw=10-12，0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液的c(H+)=10-11mol·L-1，pH=11，D項正確。3.某溫度下，在一容積可變的密閉容器中，發生反應2A(g)+B(g)2C(g)，反應達到平衡時，A、B和C的物質的量分別為4mol、2mol、4mol。保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質的量作如下調整，可使平衡右移的是()A.均減半 B.均加倍C.均增加1mol D.均削減1mol【解析】選C。在容積可變的狀況下，假如均加倍或均減半，對平衡時的各物質來講，濃度均沒有發生變化，故正、逆反應速率均沒有發生變化，平衡不發生移動。對C、D可以作如下分析上述三種狀態是等效的。對于C項，相當于在狀態Ⅲ的狀況下再加入0.5molB，B的濃度增加，平衡向正反應方向移動，符合題意。同理可知D不正確。4.(2021·青島模擬)25℃時，弱酸的電離平衡常數如下表，()弱酸CH3COOHHCNH2CO3K1.810-54.910-10K1=4.310-7K2=5.610-11A.等物質的量濃度溶液pH關系：pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)B.amol·L-1HCN與bmol·L-1NaOH溶液等體積混合所得溶液中c(Na+)>c(CN-)，則a確定小于bC.往冰醋酸中逐滴加水，溶液導電力氣先增大后減小D.NaHCO3和Na2CO3的混合液中：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCQUOTE)+c(CQUOTE)【解析】選C。依據電離平衡常數可知，酸性CH3COOH>H2CO3>HCN>HCQUOTE。A項，酸越弱，水解程度越大，所以等物質的量濃度溶液pH關系：pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(CH3COONa)，錯誤；B項，amol·L-1HCN與bmol·L-1NaOH溶液等體積混合所得溶液中，若c(Na+)>c(CN-)，由于CN-易水解，則a小于b或a等于b都有可能，錯誤；C項，往冰醋酸中逐滴加水，溶液中離子濃度先增大后減小，溶液導電力氣先增大后減小，正確；D項，NaHCO3和Na2CO3的混合液中：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCQUOTE)+2c(CQUOTE)，錯誤。【加固訓練】若25℃時某一元酸HA的電離平衡常數Ka=110-8，將0.1mol·L-1的HA溶液和0.1mol·L-1的NaA溶液等體積混合后，則混合溶液A.呈中性 B.呈堿性C.呈酸性 D.不能確定溶液的酸堿性【解析】選B。溶液中存在：HAH++A-Ka=110-8A-+H2OOH-+HAKh=QUOTE=QUOTE=110-6。因Kh>Ka，即水解大于電離，故c(OH-)>c(H+)，溶液顯堿性。5.將1molH2O(g)和1molCO(g)充入反應容器中，發生反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，達到平衡時，有2/3的CO轉化為CO2。在相同條件下，將1molCO(g)和2molH2O(g)充入同一反應容器中，當反應達到平衡后，混合氣體中CO2的體積分數可能為()A.22.2% B.28.2%C.33.3% D.37.8%【解析】選B。首先計算出反應的化學平衡常數。設容器體積為1LCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始/mol·L-1： 1 1 0 0變化/mol·L-1： 2/3 2/3 2/3 2/3平衡/mol·L-1： 1/3 1/3 2/3 2/3K=c(CO2)·c(H2)/[c(CO)·c(H2O)]=(2/3)2/(1/3)2=4在相同條件下，充入1molCO(g)和2molH2O(g)，則有：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始/mol·L-1： 1 2 0 0變化/mol·L-1： x x x x平衡/mol·L-1： 1-x 2-x x xK=c(CO2)·c(H2)/[c(CO)·c(H2O)]=x2/[(1-x)·(2-x)]=4，解得x≈0.845，即φ(CO2)=QUOTE100%=28.2%?！痉椒ㄒ幝伞勘绢}也可以用極值法進行求解，第一次充入1molH2O(g)和1molCO(g)，達到平衡時CO的轉化率為2/3。其次次充入物質的量相當于第一次充入后再次充入1molH2O(g)，平衡正向移動，所以CO的轉化率大于2/3，CO2的體積分數確定大于22.2%。CO確定不行能完全轉化為CO2，所以其體積分數確定小于1/3，即33.3%，故只有選項B滿足條件。6.(2021·桂林模擬)已知：某溫度時，Ksp(FeC2O4)=2.010-7，Ksp(CaC2O4)=2.510-9。下列說法不正確的是()A.向Na2C2O4溶液中加入FeCl2與CaCl2，當兩種沉淀共存時，溶液中c(Fe2+)∶c(Ca2+)=80∶B.向FeC2O4懸濁液中加入適量CaCl2，可以生成CaC2O4沉淀C.CaC2O4飽和溶液的物質的量濃度為510-5mol·L-1D.FeC2O4的溶解度小于CaC2O4的溶解度【解析】選D。A選項，向Na2C2O4溶液中加入FeCl2與CaCl2，當兩種沉淀共存時，c(Fe2+)∶c(Ca2+)=QUOTE=QUOTE=QUOTE=80∶1，正確；B選項，依據沉淀的轉化原理，溶解度較大的物質可以轉化成溶解度較小的物質，正確；C選項，CaC2O4飽和溶液的物質的量濃度為QUOTE=QUOTE=510-5(mol·L-1)；D選項不正確。7.(2021·安慶模擬)N2O5是一種新型硝化劑，在確定溫度下可發生以下反應：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH>0T1℃時，向密閉容器中通入N2O5，部分試驗數據見下表t/s050010001500c(N2O5)/mol·L-15.003.522.502.50下列說法中不正確的是()A.500s內N2O5分解速率為2.9610-3mol·L-1·s-1B.T1℃下的平衡常數K1=125，平衡時N2O5C.T1℃下的平衡常數為K1，T2溫度下的平衡常數為K2，若T1>T2，則K1<KD.達平衡后其他條件不變，將容器的體積壓縮到原來的QUOTE，則再次平衡時c(N2O5)>5.00mol·L-1【解析】選C。500s內N2O5的分解速率為v(N2O5)=(5.00mol·L-1-3.52mol·L-1)÷500s=2.9610-3mol·L-1·s-1，A項正確；2N2O5(g)4NO2(g)+ O2(g)起始濃度

(mol·L-1)： 5.00 0 0轉化濃度

(mol·L-1)： 2.50 5.00 1.25平衡濃度

(mol·L-1)： 2.50 5.00 1.25N2O5的轉化率為QUOTE100%=50%，平衡常數K=QUOTE=125，B項正確；由于該反應是吸熱反應，故溫度上升平衡常數增大，C項錯誤；縮小體積為原來的QUOTE，平衡逆向移動，N2O5濃度將大于原平衡的二倍，D項正確?！炯庸逃柧殹坑幸粣酆眯〗M為探究外界條件對可逆反應A(g)+B(g)C(g)+D(s)的影響，進行了如下試驗。恒溫條件下，向一個容積為10L的密閉容器中充入1molA和1molB，反應達平衡時測得容器中各物質的濃度如Ⅰ中所示，然后轉變條件做了另外三組試驗，重新達到平衡時容器中各成分的濃度分別如Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中所示。ABCⅠ0.050mol·L-10.050mol·L-10.050mol·L-1Ⅱ0.070mol·L-10.070mol·L-10.098mol·L-1Ⅲ0.060mol·L-10.060mol·L-10.040mol·L-1Ⅳ0.080mol·L-10.080mol·L-10.12mol·L-1針對上述系列試驗，下列結論中錯誤的是()A.由Ⅰ中數據可計算出該溫度下反應的化學平衡常數K=20B.Ⅱ中的數據可能是通過增大C的濃度來實現的C.若Ⅲ中只是上升溫度，則與Ⅰ比較，可以推斷出正反應確定是放熱反應D.由Ⅳ中的數據得出，通過壓縮容器的體積就可以實現【解析】選D。選項A結論正確，由Ⅰ中數據可計算出該反應的化學平衡常數。選項B結論正確，增大C物質的濃度，平衡左移，A、B的濃度也會增大，但是達到新的平衡時C的濃度確定比開頭時的大。選項C結論正確，分析Ⅲ和Ⅰ中的數據可知：上升溫度，平衡左移，說明逆反應是吸熱反應，則正反應為放熱反應。選項D結論錯誤，將Ⅳ中A、B、C的濃度代入平衡常數表達式，計算出K≠20，單純地通過壓縮容器的體積無法實現。二、非選擇題(本題包括4小題，共58分)8.(12分)(1)三種弱酸HA、H2B、HC電離常數的數值為1.810-5、5.610-11、4.910-10、4.310-7(數據挨次已打亂)，已知三種酸和它們的鹽之間能發生以下反應：①HA+HB-(少量)A-+H2B②H2B(少量)+C-HB-+HC③HA(少量)+C-A-+HC則三種酸對應的電離常數分別為(請填空)：HAH2BHCKaKa1Ka2Ka1.810-54.310-7(2)25℃時，0.1mol·L-1的H2D水溶液中，用氫氧化鈉來調整溶液的pH，得到含有H2D、HD-、D2-①當溶液的pH=7時，c(Na+)=________(填微粒間量的關系)。②當c(Na+)=c(D2-)+c(H2D)+c(HD-)時溶液為________溶液(填物質的化學式)?！窘馕觥?1)由反應式①知，酸性HA>H2B；由反應式②知，酸性H2B>HC>HB-；由反應式③知，酸性HA>HC。則有Ka(HA)>Ka(H2B)>Ka(HC)>Ka(HB-)。(2)①依據溶液中電荷守恒，得c(Na+)+c(H+)=c(HD-)+2c(D2-)+c(OH-)，當pH=7時，即c(H+)=c(OH-)，則c(Na+)=c(HD-)+2c(D2-)。②依據物料守恒，只有當溶質為NaHD時，才能使溶液中c(Na+)=c(D2-)+c(HD-)+c(H2D)。答案：(1)HAH2BHCKaKa1Ka2Ka5.610-114.910-10(2)①c(HD-)+2c(D2-)②NaHD9.(12分)現有相同條件，同一容器中的三個反應：反應①：Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)ΔH1，平衡常數為K1；反應②：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)ΔH2，平衡常數為K2；反應③：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)ΔH3，平衡常數為K3。在不同溫度下，部分K1、K2的值如下：T/℃700800K12.382.56K0.80(1)K1的表達式為____________；依據反應①②③推導出K1、K2、K3的關系式：K3=__________。(2)800℃時，向容積為2L的恒容密閉容器中充入確定量的CO和H2O維持恒溫，發生反應②，反應過程中測定的部分數據見下表反應時間/min0246n(CO)/mol1.200.900.80n(H2O)/mol0.600.20(A)由以上信息推斷反應③正反應為________(填“放熱”或“吸熱”)反應。(B)若在800℃時的恒壓密閉容器中通入CO和H2O各1mol發生反應②，當反應達到平衡后，維持溫度與壓強不變，t1時再通入各1mol的CO和H2O的混合氣體，請在下圖中畫出正、逆反應速率[v(正)、v(逆)]在t1【解析】(2)(A)可先算出800℃時K2=1.00，再算兩個溫度下K3，可知溫度上升K3減小，故反應③正反應為放熱反應；(B)兩邊氣體化學計量數相等，則V不變，假設第一次1L，該溫度下K=0.5mol·L-1，再加入反應物各1mol，容積變為2L，反應物濃度瞬間變為0.75mol·L-1，生成物濃度各變為0.25mol·L-1，新平衡與原平衡一樣，平衡時各物質的物質的量濃度為0.5mol·L-1，則易畫出圖象來。答案：(1)K1=c(H2)/c(H2O)K1/K2(2)(A)放熱(B)10.(16分)(2021·大慶模擬)運用化學反應原理爭辯鹵族元素的性質具有重要意義。(1)下列關于氯水的敘述正確的是________(填字母號)。a.氯水中存在兩種電離平衡b.向氯水中通入SO2，其漂白性增加c.向氯水中通入氯氣，c(H+)/c(ClO-)減小d.加水稀釋氯水，溶液中的全部離子濃度均減小e.加水稀釋氯水，水的電離平衡向正反應方向移動f.向氯水中加入少量固體NaOH，可能有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)(2)常溫下，已知25℃時有關弱酸的電離平衡常數弱酸化學式HClOH2CO3電離平衡常數4.710-8K1=4.310-7K2=5.610-11寫出84消毒液露置在空氣中發生反應的離子方程式_____________________。(3)電解飽和食鹽水可得到溶質為M的堿溶液，常溫下將濃度為c1的M溶液與0.1mol·L-1的一元酸HA等體積混合，所得溶液pH=7，則c1________0.1mol·L-1(填“≥”“=”或“≤”)，溶液中離子濃度的大小關系為__________________。【解析】(1)氯水中存在次氯酸的電離和水的電離兩種平衡；向氯水中通入SO2，二者反應生成硫酸和鹽酸，其漂白性減弱；當氯水飽和時再通氯氣，c(H+)/c(ClO-)不變，若氯水不飽和再通氯氣，酸性增加會抑制次氯酸的電離，故比值增大；加水稀釋氯水，溶液中的OH-濃度增大；加水稀釋氯水，酸性減弱，對水的電離抑制作用減弱，故水的電離平衡向正反應方向移動；向氯水中加入少量固體NaOH，當溶液呈中性時，依據電荷守恒可推導出：c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)。(2)由于次氯酸的電離平衡常數介于碳酸的兩級電離常數之間，因此84消毒液露置在空氣中與二氧化碳反應只能生成碳酸氫鈉。(3)當HA為強酸時二者濃度相等，為弱酸時由于生成的鹽因水解顯堿性，則酸要稍過量。離子濃度大小比較時可依據電荷守恒進行推導。答案：(1)aef(2)ClO-+CO2+H2OHClO+HCQUOTE、2HClO2H++2Cl-+O2↑(3)≤c(Na+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)11.(18分)CO2和CO與我們的社會生活聯系相當親熱，某化學課題組對此進行了探究。(1)CO2可用NaOH溶液吸取得到碳酸鹽。①已知25℃時，CQUOTE水解反應的平衡常數(即水解常數)Kh=QUOTE=210-4，當溶液中c(HCQUOTE)∶c(CQUOTE)=2∶1時，溶液的pH=________；②若將0.1mol·L-1Na2CO3溶液與0.1mol·L-1NaHCO3溶液等體積混合，則混合后的溶液中c(CQUOTE)______________c(HCQUOTE)(填“大于”“小于”或“等于”)；0.1mol·L-1Na2CO3溶液中c(OH-)-c(H+)=________________________[用含c(HCQUOTE)、c(H2CO3)的關系式表示]。(2)常溫常壓下，飽和CO2水溶液的pH=5.6，c(H2CO3)=1.510-5mol·L-1。若忽視水的電離及H2CO3的其次級電離，則H2CO3HCQUOTE+H+的平衡常數K=__________。(已知：10-5.6=2.510-6)(3)常溫下，0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，則溶液中c(H2CO3)______c(CQUOTE)(填“>”“=”或“<”)，緣由是______________________(用離子方程式和必要的文字說明)。(4)小李同學擬用沉淀法測定空氣中CO2的體積分數，他查得CaCO3、BaCO3的溶度積Ksp分別為4.9610-9、2.5810-9。小李應當選用的試劑是____________。(5)確定條件下，將2molH2O(g)和2molCO充入容積固定的1L密閉容器中，加熱至高溫，發生下列可逆反應：2H2O2H2+O2……①；2CO+O22CO2……②。請回答下列問題：當容器內的壓強不再發生轉變時，測知下列各項中供應的物理量即可求出該條件下混合氣體平衡組成的是________(填序號，K1指反應①的平衡常數，K2指反應②的平衡常數)。A.K1、K2 B.K1、c(CO2)C.K2、c(O2) D.c(CO2)、c(CO)【解析】(1)①將c(HCQUOTE)∶c(CQUOTE)=2∶1代入平衡常數表達式Kh=QUOTE=210-4，得c(OH-)=10-4mol·L-1，c(H+)=KW/c(OH-)=10-10mol·L-1，pH=10。②因CQUOTE的水解力氣比HCQUOTE大，故c(CQUOTE)<c(HCQUOTE)；依據溶液中的質子守恒得c(H+)+c(HCQUOTE)+2c(H2CO3)=c(OH-)。(2)K=c(HCQUOTE)·c(H+)/c(H2CO3)≈4.210-7。(3)由于NaHCO3溶液的pH大于8，說明HCQUOTE的水解程度大于電離程度，得出c(H2CO3)大于c(CQUOTE)。(4)由于CaCO3、BaCO3的溶度積的數量級相同，所以實行生成的相對分子質量大的，便于稱量計算，選擇Ba(OH)2。(5)設反應過程中H2O轉化了xmol·L-1，CO轉化了ymol·L-1，則有2H2O 2H2+O22CO+O22CO2起始(mol·L-1) 2 0 0 2 0 0轉化(mol·L-1) x x x/2 y y/2 y平衡(mol·L-1) 2-x x x/2 2-y (x-y)/2 y則K1=QUOTE，K2=QUOTE，現要求出混合氣體的平衡濃度，則至少應知道K1、K2、x、y中的2個條件，所以選項A、B、C均可以，但D不行，選項D只相當于給出一個條件，即只能求出y而不能求出x。答案：(1)①10②小于c(HCQUOTE)+2c(H2CO3)(2)4.210-7(3)>溶液中既存在HCQUOTECQUOTE+H+也存在HCQUOTE+H2OH2CO3+OH-，溶液的pH大于8，顯堿性，說明HCQUOTE的水解程度大于電離程度(4)Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液)(5)A、B、C【加固訓練】用CaSO4代替O2與燃料CO反應，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經濟的新型燃燒技術。反應①為主反應，反應②和③為副反應。①QUOTECaSO4(s)+CO(g)QUOTECaS(s)+CO2(g)ΔH1=-47.3kJ·mol-1②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)ΔH2=+210.5kJ·mol-1③CO(g)QUOTEC(s)+QUOTECO2(g)ΔH3=-86.2kJ·mol-1(1)反應①～③的平衡常數的對數lgK隨反應溫度T的變化曲線如圖。結合各反應的ΔH，歸納lgK-T曲線變化規律：a)_______________________________