2021高考化学拉分题专项训练：专题8-热点专题专练(4)-四大平衡常数的应用.docx

热点专题专练(四)　四大平衡常数的应用

1．下列关于水的说法正确的是(　　)
A．常温下正常雨水的pH为7.0，酸雨的pH小于7.0
B．将25 ℃纯水加热至95 ℃时，增大
C．将纯水加热到95 ℃时，水的离子积变大，pH不变，水仍呈中性
D．向水中加入醋酸或醋酸钠，均可促进水的电离
2．人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧力气，CO吸入肺中发生反应：CO＋HbO2O2＋HbCO,37 ℃时，该反应的平衡常数K＝220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是(　　)
A．CO与HbO2反应的平衡常数K＝
B．人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少
C．当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损
D．把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动
3．某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，确定温度下发生反应A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，只转变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如下图所示。下列说法中正确的是(　　)

A．30 min时降低温度，40 min时上升温度
B．前8 min A的平均反应速率为0.04 mol·(L·min)－1
C．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应
D．20～40 min间该反应的平衡常数均为4
4．水的电离平衡曲线如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．图中四点KW间的关系：A＝D<C<B
B．若从A点到C点，可接受：温度不变在水中加少量NaOH固体
C．若从A点到D点，可接受：温度不变在水中加少量酸
D．若处在B点所在的温度，将pH＝2的硫酸与pH＝10的NaOH的两种溶液等体积混合后，溶液显中性
5．已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数：
弱酸化学式
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平衡常
数(25 ℃)
1.8×10－5
4.9×10－10
K1＝4.3×10－7
K2＝5.6×10－11

则下列有关说法正确的是(　　)
A．等物质的量浓度的溶液pH关系为：Na2CO3>NaCN>CH3COONa
B．a mol·L－1HCN溶液与b mol·L－1NaOH溶液等体积混合，所得溶液中c(Na＋)>c(CN－)，则a确定小于b
C．冰醋酸中渐渐滴加水，则溶液的导电性、pH均先增大后减小
D．NaHCO3和Na2CO3混合溶液中，确定有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋c(CO)
6．(2022·黄山模拟)常温下，0.1 mol/L某一元酸(HA)溶液中＝1×10－8，下列叙述正确的是(　　)
A．该一元酸溶液的pH＝1
B．该溶液中由水电离出的c(H＋)＝1×10－11 mol/L
C．该溶液中水的离子积常数为1×10－22
D．用pH＝11的NaOH溶液V1 L与V2 L 0.1 mol/L该一元酸(HA)溶液混合，若混合溶液的pH＝7，则V1＜V2
7．25 ℃时，用水稀释0.1 mol·L－1的氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是(　　)
①　 ②
③c(H＋)·c(OH－)　 ④
A．①②　　　　　　　　 B．③
C．③④ D．②④
8．已知如下物质的溶度积常数：FeS：Ksp＝6.3×10－18；CuS：Ksp＝1.3×10－36；ZnS：Ksp＝1.6×10－24。下列说法正确的是(　　)
A．同温度下，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B．将足量CuSO4溶解在0.1 mol/L的H2S溶液中，Cu2＋能达到的最大浓度为1.3×10－35 mol/L
C．由于H2SO4是强酸，所以Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋不能发生
D．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
9．(1)25 ℃时，强酸A溶液的pH＝a，强碱B溶液的pH＝b，且a＋b＝14，若两者等体积混合后，溶液的pH＝________，此时溶液中盐的阳离子浓度大于阴离子浓度，其缘由可能是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)水的电离平衡如图所示，若A点表示25 ℃时水的电离平衡状态，当上升温度至100 ℃时水的电离平衡状态为B点。100 ℃时pH＝8的Ba(OH)2溶液与pH＝5的盐酸混合，并保持100 ℃的恒温，欲使混合溶液的pH＝7，求Ba(OH2)溶液与盐酸的体积比为________。
10．运用化学反应原理争辩卤族元素的性质具有重要意义。
(1)下列关于氯水的叙述正确的是________(填写符号)。
a．氯水中存在两种电离平衡
b．向氯水中通入SO2，其漂白性增加
c．向氯水中通入氯气，c(H＋)/c(ClO－)减小
d．加水稀释氯水，溶液中的全部离子浓度均减小
e．加水稀释氯水，水的电离平衡向正反应方向移动
f．向氯水中加入少量固体NaOH，可能有c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)
(2)常温下，已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数：
弱酸化学式
HClO
H2CO3
电离平衡常数
4.7×10－8
K1＝4.3×10－7 K2＝5.6×10－11

写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式_____________________________。
(3)电解饱和食盐水可得到溶质为M的碱溶液，常温下将浓度为c1的M溶液与0.1 mol·L－1的一元酸HA等体积混合，所得溶液pH＝7，则c1________0.1 mol·L－1(填“≥”、“＝”或“≤”)，溶液中离子浓度的大小关系为___________________。若将上述“0.1 mol·L－1的一元酸HA”改为“pH＝1的一元酸HA”，所得溶液pH仍为7，则c1________0.1 mol·L－1。
(4)牙釉质对牙齿起着疼惜作用，其主要成分为羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]，争辩证明氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]比它更能抵制酸的侵蚀，故含氟牙膏已使全世界千百万人较少龋齿，请写出羟基磷灰石的溶度积常数表达式Ksp＝________，氟离子与之反应转化的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11．国内某知名高校实现了在400 ℃、65 MPa压力下由二氧化碳与氢气合成乙醇的试验：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。
(1)该温度下，在1 L密闭容器中通入CO2和H2,10 min后生成了4.6 g乙醇，则10 min内用CO2表示的平均反应速率为________。
(2)该反应的平衡常数表达式为________________________________________。
(3)请用上述反应中的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(4)若上升温度，平衡常数K增大，则该反应的ΔH________0(填“>”、“＝”或“<”)。
(5)请提出两个合理的提高乙醇产率的措施：①________；②________。

12．T ℃时，将6 mol A和8 mol B充入2 L密闭容器中，发生反应：A(g)＋3B(g)C(g)＋D(g)，容器中B的物质的量随时间变化如图中实线所示。图中虚线表示仅转变某一反应条件时，H2的物质的量随时间的变化。下列说法正确的是(　　)

A．反应开头至a点时v(A)＝1 mol·L－1·min－1
B．若曲线Ⅰ对应的条件转变是升温，则该反应的ΔH＞0
C．曲线Ⅱ对应的条件转变是增大压强
D．T ℃时，该反应的化学平衡常数为0.125
13．现有相同条件，同一容器中的三个反应：
反应①Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)　ΔH1，平衡常数为K1，
反应②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2，平衡常数为K2，
反应③Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH3，平衡常数为K3。
在不同温度下，部分K1、K2的值如下：
T/℃
700
800
K1
2.38
2.56
K2
0.80

(1)K1的表达式为________；依据反应①②③推导出K1、K2、K3的关系式K3＝________。
(2)800 ℃时，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入确定量的CO和H2O维持恒温，发生反应②，反应过程中测定的部分数据见下表：
反应时间/min
0
2
4
6
n(CO)/mol
1.20
0.90

0.80
n(H2O)/mol
0.60

0.20

(A)由以上信息推断反应③正反应方向为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(B)若在800℃时的恒压密闭容器中通入CO和H2O各1 mol发生反应②，当反应达到平衡后，维持温度与压强不变，t1时再通入各1 mol的CO和H2O的混合气体，请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率在t1后随时间t变化的曲线图。

答 案
1．选B　正常雨水的pH为5.6，酸雨的pH小于5.6；将纯水加热后，水的离子积变大，B项算式表示氢离子浓度，其值变大，pH变小，水仍呈中性；向水中加入醋酸可抑制水的电离，而加入醋酸钠会促进水的电离。
2．选C　由化学方程式知，K的表达式正确，即A正确；CO与HbO2反应的平衡常数达220，可见其正向进行的程度很大，B正确。K＝，由题意知，K＝220，＝0.02时，人智力受损，则c(CO)/c(O2)＝9×10－5，C项错误。D项，当O2浓度很大时，题中平衡将逆向移动，从而使人获解救，正确。
3．选D　降低温度平衡确定发生移动，A、B和C的浓度发生转变，故30 min时不是降低温度，A错。从0～8 min时，Δc(A)＝2.0 mol·L－1－1.36 mol·L－1＝0.64 mol·L－1，v(A)＝0.64 mol·L－1÷8 min＝0.08 mol·L－1·min－1，B项错误。从0～20 min达到平衡状态时，A、B反应的物质的量相等，说明x＝1，在图2中40 min时，正、逆速率均增大，并且v(逆)>v(正)，说明升温平衡向逆反应方向移动，正反应放热，C项错误。在20～30 min内，平衡常数K＝＝＝4；在30～40 min内，K＝＝4，D项正确。
4．选B　温度越高，KW越大，A正确；KW只与温度有关，只有上升温度才能从A点到C点，B错误；温度不变在水中加少量酸，可以使氢离子浓度上升，氢氧根离子浓度降低，C正确；100 ℃时，水的离子积常数为1.0×10－12，pH＝2的硫酸与pH＝10的NaOH溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等，等体积混合后溶液显中性，D正确。
5．选A　H2CO3的二级电离平衡常数最小，CH3COOH的电离平衡常数最大，所以等物质的量浓度的Na2CO3、NaCN、CH3COONa溶液中的弱酸根离子水解程度依次减小，pH也依次减小，A正确；HCN是弱酸，当a等于b时，反应生成NaCN，由于CN－水解，所得溶液中也是c(Na＋)>c(CN－)，B错误；冰醋酸中渐渐滴加水，冰醋酸渐渐电离，随着水越来越多，氢离子浓度先增大后减小，pH先减小后增大，溶液的导电性先增大后减小，C错误；依据电荷守恒NaHCO3和Na2CO3混合溶液中，确定有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)，D错误。
6．选B　将c(OH－)＝，代入原题关系式中可得＝1×10－8，解得c(H＋)＝1×10－3 mol/L，所以pH＝3，A项错；酸溶液中c(OH－)＝ mol/L＝1×10－11 mol/L，所以，由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－11 mol/L，B项正确；常温下，水的离子积常数为1×10－14，C项错；由于HA是弱酸，浓度大，二者等体积混合呈酸性，当pH＝7时，应有V1＞V2，D项错。
7．选D　在氨水中存在NH3·H2ONH＋OH－的平衡，加水稀释时平衡右移，NH3·H2O的物质的量减小，NH和OH－的物质的量增大，但浓度均减小，由于温度确定，水的离子积KW和电离常数Kb不变，故可借助Kb＝，KW＝c(H＋)·c(OH－)推断出②④正确。
8．选D　依据Ksp的大小可知，CuS的溶解度最小，A错误。B选项中c(Cu2＋)＝，由于0.1 mol/L的H2S溶液中，c(S2－)远远小于0.1 mol/L，故Cu2＋浓度的最大值大于1.3×10－35 mol/L，B错误。C项中，由于CuS不溶于酸，故该反应可以发生，C错误。D项中，依据FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，又由于Ksp(CuS)小于Ksp(FeS)，故Cu2＋会与S2－结合生成CuS，D正确。
9．解析：(1)由信息知强酸A溶液的c(H＋)与强碱B溶液的c(OH－)相等，两者等体积混合恰好完全反应，溶液的pH＝7，此时溶液中盐的阳离子浓度大于阴离子浓度，其缘由可能是酸为二元强酸，碱为一元强碱。
(2)100 ℃时水的离子积为1×10－12，因反应后溶液pH＝7，则c(OH－)＝1×10－12/10－7 mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1，呈碱性，说明碱过量。设二者的体积分别为x、y，则有：c(OH－)＝＝1×10－5解得x∶y＝2∶9。
答案：(1)7　酸为二元强酸，碱为一元强碱
(2)2∶9　
10．解析：(1)氯水中存在次氯酸的电离和水的电离两种平衡；向氯水中通入SO2，二者反应生成硫酸和盐酸，其漂白性减弱；当氯水饱和时再通氯气，c(H＋)/c(ClO－)不变，若氯水不饱和再通氯气，酸性增加会抑制次氯酸的电离，故比值增大；加水稀释氯水，溶液中的OH－浓度增大；加水稀释氯水，酸性减弱，对水的电离抑制作用减弱，故水的电离平衡向正反应方向移动；向氯水中加入少量固体NaOH，当溶液呈中性时，依据电荷守恒可推导出：c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)。
(2)由于次氯酸的酸性介于碳酸的两级电离常数之间，因此84消毒液露置在空气中与二氧化碳反应只能生成碳酸氢钠。
(3)当HA为强酸时二者浓度相等，为弱酸时由于生成的盐因水解显碱性，则酸要稍过量。离子浓度大小比较时可依据电荷守衡进行推导。
(4)沉淀转化的实质是由难溶的物质转化为更难溶的物质。
答案：(1)aef
(2)ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO　2HClO2H＋＋2Cl－＋O2↑
(3)≤　c(Na＋)＝c(A－)>c(OH－)＝c(H＋)　≥
(4)c5(Ca2＋)c3(PO)c(OH－)
Ca5(PO4)3OH＋F－===Ca5(PO4)3F＋OH－
11．解析：(1)生成4.6 g乙醇，即0.1 mol，消耗二氧化碳0.2 mol，用二氧化碳表示的反应速率为＝0.02 mol/(L·min)。(2)平衡常数表达式为K＝。(3)达到化学平衡状态时，各种反应物或生成物的浓度不再变化；体系的压强不再变化。(4)升温，K增大，表明化学平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应，则ΔH>0。(5)提高乙醇的产率可增大CO2浓度或准时将生成的水蒸气吸取除掉或适当加压。
答案：(1)0.02 mol/(L·min)
(2)
(3)①各物质的浓度不再变化　②反应体系的压强不再变化
(4)>　(5)①增大CO2浓度或准时除去水蒸气　②适当加压
12．选C　由图像可知，反应开头至a点时v(B)＝1 mol·L－1·min－1，则v(A)＝1/3 mol·L－1·min－1，A项错误；曲线Ⅰ相对于实线先达到平衡，但B的转化率减小，则该反应ΔH＜0，B项错误；曲线Ⅱ相对于实线先达到平衡，B的转化率增大。若增大压强，平衡右移，B的转化率增大，C项正确；依据b点的数据计算可知：T ℃时，该反应的化学平衡常数为0.5，D项错误。
13．解析：(A)可先算出800 ℃时K2＝1.00，再算两个温度下K3，可知温度上升K3减小，故反应③放热；(B)两边气体计量数相等，则V不变，假设第一次1 L，该温度下K＝1.00，则平衡时各物质的物质的量浓度为0.5 mol·L－1，再加入反应物各1 mol，容积变为2 L，反应物浓度瞬间变为0.75 mol·L－1，生成物浓度各变为0.25 mol·L－1，新平衡与原平衡一样，各物质的物质的量浓度为0.5 mol·L－1，则易画出图像来。
答案：(1)K1＝c(H2)/c(H2O)　K1/K2
(2)(A)放热　(B)如图