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《赢在微点》化学(大二轮)全书word - 副本2

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考点4有关化学平衡的图象
核|心|回|顾
1．基本图象的类型与分析(1速率变化图象反应mA(g＋nB(g的变化有两种情况：
①v正、v逆同时突变
pC(g＋qD(gΔH＞0,反应速率—
时间(v－t图象中,在平衡后的某时刻t1改变某一条件后,v正与v逆


②v正、v逆之一渐变

(2平衡移动图象


反应mA(g＋nB(g①速率—时间图
pC(g＋qD(g,m＋n＞p＋q,且ΔH＞0

t1时增大反应物的浓度,正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度,对任何反应,正反应和逆反应速率均增大,吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强,容器容积增大,浓度变小,正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂,正反应速率和逆反应速率均瞬间增大且增大倍数相同。
②转化率(或含量—时间图

图甲表示压强对反应物转化率的影响,对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应,压强越大,反应物的转化率越大；图乙表示温度对反应物转化率的影响,对于吸热反应,温度越高,反应物的转化率越大；图丙表示催化剂对反应物转化率的影响,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应物的转化率。
③恒压(温线



分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线,即为等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响。
2．特殊图象的类型与分析(1对于化学反应mA(g＋nB(g
pC(g＋qD(g,M点前,表
示从反应物开始,v正＞v逆；M点为刚达到平衡点(如下图；M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A的百分含量增加或C的百分含量减少,平衡左移,故正反应ΔH＜0。
(2对于化学反应mA(g＋nB(g

pC(g＋qD(g,L线上所
有的点都是平衡点(如图。L线的左上方(E点,A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量,所以,E点v正＞v逆；则L线的右下方(F点,v正＜v逆。

【例】(2019·江苏高考,有改动在恒压、NO和O2的起始


浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化。下列说法正确的是(

A．反应2NO(g＋O2(g===2NO2(g的ΔH>0
B．图中X点所示条件下,延长反应时间NO转化率不变C．图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D．380℃下,c起始(O2＝5.0×104mol·L1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
【思维模型】
－
－

【解析】随温度升高NO的转化率先升高后降低,说明温度较低时反应较慢,一段时间内反应并未达到平衡,温度较高时,已达到平衡时的NO转化率可知,温度越高NO转化率越低,说明温度升高平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应,ΔH<0,A项错误；X点时,反应还未达到平衡状态,反应正向进行,延长反应时间能提高NO的转化率,B项错误；Y点,反应已经


达到平衡状态,此时增加O2的浓度,使得正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,可以提高NO的转化率,C项错误；设NO起始浓度为a,NO的转化率为50%,则平衡时NO、O2和NO2L－1、(5×10－4－0.25amol·的浓度分别为0.5amol·L－1、0.5amol·L
－
2
cNO21
,根据平衡常数表达式K＝2＝
cNO·cO2
0.5a2
24－0.5a×5×10－0.5a1
>＝2000,D项正确。4－5×10
【答案】D
题|组|训|练
1．(2019·合肥质检在恒温密闭容器中发生反应：CaCO3(s
CaO(s＋CO2(gΔH>0,反应达到平衡后,t1时缩小
容器体积,x随时间(t变化的关系如图所示。x不可能是(

A．v逆(逆反应速率B．ρ(容器内气体密度C．m(容器内CaO质量D．Qc(浓度商
解析t1时缩小容器体积,二氧化碳浓度增大,平衡逆向移动,逆反应速率先增大后减小,A项正确；t1时缩小容器体积,二氧化碳


浓度增大,密度突然增大,随反应进行,二氧化碳质量减少,密度减小,B项正确；t1时缩小容器体积,压强增大,二氧化碳浓度增大,平衡逆向移动,容器内CaO质量减小,C项错误；t1时缩小容器体积,二氧化碳浓度增大,Qc＝c(CO2先增大后减小,故D项正确。
答案C
2．(2019·郑州质检在容积为2L的刚性密闭容器中,加入1molCO2和3molH2,发生反应CO2＋3H2T2均大于300℃。下列说法正确的是(
CH3OH＋H2O。在
其他条件不变的情况下,温度对反应的影响结果如图所示(注：T1、

A．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
nCO2B．处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时
nCH3OH减小
C．T2下,反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为vCH3OHnB－－＝mol·L1·min1tB
D．T1下,若反应达到平衡后CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为(2－a∶2
解析根据图象可知先拐先平温度高,T1＜T2,温度越高平衡时生成甲醇物质的量越小,说明正反应为放热反应,则温度越高,平


衡常数越小,该反应在T1时的平衡常数比T2时的大,A项错误；A点反应体系从T1变到T2,升温平衡逆向进行,达到平衡时nCO2
增大,B项错误；T2下达到平衡状态甲醇物质的量为nB,
nCH3OH
nB2L
反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v(CH3OH＝mol·L－
tB
1
·min－1＝
nB
mol·L－1·min－1,C项错误；T1下,若反应达到平衡后2tB
CO2转化率为a,根据三段式,
CO2＋3H2
CH3OH＋H2O
起始量(mol1300变化量(mola3aaa平衡量(mol1－a3－3aaa
1－a＋3－3a＋a＋a
则容器内的压强与起始压强之比＝＝
1＋34－2a2－a
＝,D项正确。42
答案D
3．[2019·江苏高考T20(3]CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应：
反应Ⅰ：CO2(g＋H2(g===CO(g＋H2O(gΔH＝41.2kJ·mol1
反应Ⅱ：2CO2(g＋6H2(g===CH3OCH3(g＋3H2O(gΔH＝－122.5kJ·mol1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中：
－
－


2×CH3OCH3的物质的量
CH3OCH3的选择性＝×100%
反应的CO2的物质的量

①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是__________________________________________。
②220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点。不改变反应时间和温度,一定能提高
CH3OCH3
选择性的措施有
_____________________________________。
解析①根据反应方程式,反应Ⅰ为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大,反应Ⅱ为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,CO2的转化率降低,根据图象,上升幅度超过下降幅度,因此温度超过300℃时,CO2转化率上升。②依据CH3OCH3选择性公式,提高CH3OCH3选择性,化学平衡向正反应方向进行,根据反应Ⅱ,可以增大压强,或者使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂。
答案①反应Ⅰ的ΔH＞0,反应Ⅱ的ΔH＜0,温度升高使CO2
转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度②增大压强,使用对反应Ⅱ


催化活性更高的催化剂
4．丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
(1正丁烷(C4H10脱氢制1－丁烯(C4H8的热化学方程式如下：
已知：①C4H10(g===C4H8(g＋H2(gΔH11
②C4H10(g＋O2(g===C4H8(g＋H2O(g
2ΔH2＝－119kJ·mol1
1－③H2(g＋O2(g===H2O(gΔH3＝－242kJ·mol1
2反应①的ΔH1为________kJ·mol1。图甲是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x________(填“大于”或“小于”0.1；欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是______________(填字母。
－
－



A．升高温度C．增大压强
B．降低温度D．降低压强
(2丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂,出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图乙为丁烯产率与进料气中n(氢气/n(丁烷的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是______________________________________________。
(3图丙为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是____________________________、


________________________；590℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是____________________。
解析(1根据盖斯定律,用②式－③式可得①式,因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ·mol－1＋242kJ·mol－1＝＋123kJ·mol－1；由图甲可以看出,温度相同时,由0.1MPa变化到xMPa,丁烷的转化率增大,即平衡正向移动,所以x的压强更小,x<0.1。由于反应①为吸热反应,所以温度升高时,平衡正向移动,丁烯的平衡产率增大,因此A项正确、B项错误；反应①正向进行时气体体积增大,加压时平衡逆向移动,丁烯的平衡产率减小,因此C项错误、D项正确。(2一方面H2可以活化催化剂,同时作为反应①的产物,它也会促使平衡逆向移动,从而减少平衡体系中的丁烯的含量。(3590℃之前,温度升高时反应速率加快,生成的丁烯会更多,同时由于反应①是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590℃时,由于丁烯高温会裂解生成短链烃类,所以丁烯产率迅速降低。
答案(1＋123小于AD
(2氢气是产物之一,随着n(氢气/n(丁烷增大,逆反应速率增大
(3升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类
5．(2019·全国Ⅰ卷大联考乙烯工业是石油化工的核心,能合成很多的有机物,请回答下列问题：
(1利用CO2合成乙烯已成为研究的热点,反应原理为2CO2(g


＋6H2(gC2H4(g＋4H2O(gΔH。在两个体积均为1L的密
闭容器中以投料比n(H2/n(CO2分别为2∶1和3∶1进行投料,保证初始压强相同,进行上述反应,CO2的平衡转化率随温度变化关系如图甲所示：

①该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”。
②曲线X对应的投料比为________,判断理由是________________________________________。
③已知R点的投料与P相同,则R、P两点对应的正反应速率：v(R________v(P(填“>”“<”或“＝”。
(2一定温度下,在1L恒容密闭容器中充入一定量C2H4(g和H2O(g,发生如下反应：C2H4(g＋H2O(gT2表示温度,速率方程：v
逆
CH3CH2OH(gΔH,·c(C2H4·c(H2O,v
＝k
测得C2H4(g的转化率(α与时间(t的关系如图乙所示。其中T1、
正
＝k
正逆
cCH3CH2OH(k是速率常数,只与温度有关。·
①N点：k
正
/k
逆
cH2O(填________c(CH3CH2OH/c(C2H4·
“>”“<”或“＝”,升高温度,k正增大的倍数________k逆增大的倍数(填“>”“<”或“＝”。
②温度为T1时,测定平衡体系中c(H2O＝0.25mol·L1,则k正
/k逆＝________L·mol1。
－
－


解析(1①温度升高CO2的平衡转化率降低,说明升温平衡向逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,ΔH<0。②两个相同的恒容密闭容器中,当起始压强相同时,投料比越大,H2的物质的量越大,CO2的转化率越高,曲线X对应的投料比为3∶1。③由图中的相对位置可知,R点还没有达到平衡状态,反应向正向进行,v正>v逆,P点达到平衡状态,v正＝v逆,所以R、P两点对应的反应速率为：v(R>v(P。(2①反应达到平衡时,v正＝v逆,可得平衡cCH3CH2OH常数K＝,N点正反应速率大于逆反应速率,则
cC2H4·cH2Ok逆<k正k逆
,根据“先拐先平数值大”可知,T2>T1,且平衡时T2温度
k正
下,C2H4的转化率小于T1的转化率,故正反应为放热反应,升温平衡向逆向移动,说明k逆增大倍数大于k正增大倍数。②温度为T1时,C2H4(g的平衡转化率为80%,设C2H4的起始浓度为cmol·L－
1
L－1,,平衡时cC2H4＝0.2cmol·L－1,c(CH3CH2OH＝0.80cmol·
O＝0.25mol·L－1,则
0.8c
K＝＝＝16.00。
0.2c×0.25k逆
k正
已知c(H2
答案(1①<②3∶1当CO2的量相同时,H2的量越大,CO2的转化率越高(合理即可③>
(2①><②16





化学平衡图象的解题模型


专题8化学反应速率和化学平衡
1．(2019·咸阳一模下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是(
A．1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s]＜S[H2Og]B．放热反应都可以自发进行,而吸热反应不能自发进行C．2KClO3(s===2KCl(s＋3O2(gΔH＞0能否自发进行与温度有关
D．常温下,反应C(s＋CO2(g===2CO(g不能自发进行,则该反应的ΔH＞0


解析物质聚集状态不同熵值不同：气体＞液体＞固体,1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s]＜S[H2Og],A项正确；反应的自发性由焓变和熵变共同决定,当ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应能自发进行,ΔG＞0时反应不能自发进行,焓变小于零的反应,ΔH＜0,若ΔS＜0,高温下可以使ΔG＞0,反应不能自发进行,熵变大于零的反应,ΔS＞0,若ΔH＞0,高温下可以使ΔG＜0,反应可自发进行,B项错误；ΔH＞0、ΔS＞0,由ΔH－TΔS＜0的反应可自发进行,可知能否自发进行与温度有关,C项正确；常温下,反应C(s＋CO2(g＝2CO(g的ΔH－TΔS＞0,反应不能自发进行,ΔS＞0的反应,则ΔH＞0,D项正确。
答案B
2．(2019·临沂质检已知反应2NO(g＋2H2(g2H2O(gΔH＝－752kJ·mol1的反应机理如下：
①2NO(g
N2O2(g(快
N2O(g＋H2O(g(慢N2(g＋H2O(g(快
②N2O2(g＋H2(g③N2O(g＋H2(g
－
N2g＋
下列有关说法错误的是(
A．①的逆反应速率大于②的正反应速率B．②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效C．N2O2和N2O是该反应的催化剂
D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大解析①反应为快反应,说明反应物的活化能小于生成物的活化能,反应更容易发生；②为慢反应,说明反应物的活化能大于


生成物的活化能,②反应物的活化能就是反应①生成物的活化能,因此①的逆反应速率大于②的正反应速率,A项正确；物质微粒发生碰撞,许多碰撞都不能发生化学反应,碰撞仅部分有效,B项正确；反应过程中N2O2和N2O是中间产物,不是催化剂,C项错误；总反应为放热反应,则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大,D项正确。
答案C
3．(2019·海淀模拟将5mL0.005mol·L1FeCl3溶液和5mL0.015mol·L1KSCN溶液混合,达到平衡后溶液呈红色。再将混合液等分为5份,分别进行如下实验：
－
－

下列说法不正确的是(
A．对比实验①和②,为了证明增加反应物浓度,平衡发生正向移动
B．对比实验①和③,为了证明增加生成物浓度,平衡发生逆向


移动
C．对比实验①和④,为了证明增加反应物浓度,平衡发生正向移动
D．对比实验①和⑤,为了证明减少反应物浓度,平衡发生逆向移动
解析该可逆反应为Fe3＋＋3SCN－
Fe(SCN3,Fe3＋、
SCN－的浓度对平衡有影响,而Cl－、K＋的浓度对平衡无影响。实验①为对照实验,对比实验①和②,②相当于在①的基础上增大Fe3＋的浓度,平衡正向移动,A项正确；对比实验①和③,滴加水和滴加KCl溶液效果等同,平衡不发生移动,B项错误；对比实验①和④,④相当于在①的基础上增大SCN－的浓度,平衡正向移动,C项正确；Fe3＋能和OH－反应,对比实验①和⑤,⑤相当于在①的基础上减小Fe3＋的浓度,平衡逆向移动,D项正确。
答案B
4．(2019·蚌埠质检在体积为V的密闭容器中发生可逆反应3A(？＋B(？状态
B．升高温度,C的体积分数增大,则该反应的正反应放热C．达到平衡后,向容器中加入B,正反应速率一定加快D．达到平衡后,若将容器的容积压缩为原来的一半,C的浓度变为原来的1.8倍,则A一定为非气态
解析若A为气体,如果B为气体,根据密度的定义,气体总质量不变,容器为恒容状态,密度任何时刻都相等,因此密度不变,不能
2C(g,下列说法正确的是(
A．若A为气态,则气体的平均密度不再变化时反应达到平衡


说明反应达到平衡,A项错误；升高温度,C的体积分数增大,说明反应向正反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应是吸热反应,B项错误；固体、纯液体的浓度视为常数,如果B为固体或纯液体,向容器中加入一定量的B,反应速率不变,C项错误；将容器的容积压缩为原来的一半,假设平衡不移动,此时C的浓度为原来的2倍,但现在为原来的1.8倍,说明反应向逆反应方向进行,即A一定为非气体物质,D项正确。
答案D

1
5．(2019·湖北重点中学联考高炉炼铁过程中发生反应：
3Fe2O3(s＋CO(g衡常数见表。
温度T/℃平衡常数K
10004.0
11503.7
13003.5
2
Fe(s＋CO2(g,该反应在不同温度下的平3
下列说法正确的是(
A．由表中数据可判断该反应：反应物的总能量＜生成物的总能量
B．1000℃下Fe2O3与CO反应,tmin达到平衡时cCO＝


2×103mol·L1,则用CO表示该反应的平均速率为2×103/tmol·L1·min1
C．为了使该反应的K增大,可以在其他条件不变时,增大c(CO
D．其他条件不变时,增加Fe2O3的用量,不能有效降低炼铁尾气中CO的含量
解析由表中数据可判断,平衡常数随温度升高减小,说明反应为放热反应,则反应物的总能量＞生成物的总能量,A项错误；1000℃下,Fe2O3与CO反应,tmin达到平衡时,c(CO＝2×10－3mol·L－1,设CO起始浓度x,

－
－
－－－


x－2×103－2－
K＝mol·L1；用CO表示该反应的平－3＝4,x＝10
2×10102－2×103mol·L1
均速率为,B项错误；平衡常数只受温度
tmin影响,增大c(CO不能改变化学平衡常数,C项错误；增大固体的量,不改变平衡的移动,则其他条件不变时,增加Fe2O3的用量,不能有
－
－
－
－


效降低炼铁尾气中CO的含量,D项正确。
答案D
6．(2019·株洲一模将一定量的SO2(g和O2(g置于一恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应(已知该反应为放热反应。实验记录得到下表中的两组数据,下列有关说法中不正确的是(

A.表中x＝1.6；y＝0.2B．表中t＞6
C．表中K1、K2的关系：K2＞K1
D．实验1在前6min的反应速率v(SO2＝0.2mol/(L·min解析根据表中数据知,实验1中消耗的n(O2＝(2－0.8mol＝1.2mol,根据2SO2(g＋O2(g
2SO3(g知,消耗n(SO2＝
2nO2＝2×1.2mol＝2.4mol,剩余的n(SO2＝(4－2.4mol＝1.6mol,即x＝1.6；实验2中消耗的n(SO2＝(4－0.4mol＝3.6mol,11
消耗的n(O2＝n(SO2＝×3.6mol＝1.8mol,剩余的nO2＝(2－
221.8mol＝0.2mol,即y＝0.2,A项正确。开始时nSO2相等,达到平衡后剩余n(SO2实验1＞实验2,说明平衡正向移动,该反应的正反应是放热反应,降低温度平衡正向移动,则T1＞T2,反应温度越低反应速率越慢,所以达到平衡时间t＞6,B项正确。反应温度T1＞T2,降温平衡正向移动,化学平衡常数增大,则K2＞K1,C项正确。容器


体积未知,无法计算二氧化硫浓度变化量,导致无法计算二氧化硫化学反应速率,D项错误。
答案D
7．(2018·全国卷ⅡCH4－CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2,还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
(1CH4－CO2催化重整反应为CH4(g＋CO2(g===2CO(g＋2H2(g。
已知：C(s＋2H2(g===CH4(gΔH＝－75kJ·mol1C(s＋O2(g===CO2(gΔH＝－394kJ·mol11－C(s＋O2(g===CO(gΔH＝－111kJ·mol1
2
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol1。有利于提高CH4
平衡转化率的条件是________(填字母。
A．高温低压B．低温高压C．高温高压D．低温低压
某温度下,在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2
以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为________。
(2反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
－
－
－



①由上表判断,催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”,理由是___________________________。
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图甲所示,升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K和速率(v的叙述正确的是________(填字母。
A．K积、K消均增加B．v积减小,v消增加C．K积减小,K消增加
D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大

②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·p(CH4·[p(CO2]
－0.5
(k为速率常数。在p(CH4一定时,不同
p(CO2下积碳量随时间的变化趋势如图乙所示,则pa(CO2、pbCO2、pc(CO2从大到小的顺序为______________。
解析(1已知：
①C(s＋2H2(g===CH4(gΔH＝－75kJ·mol－1②C(s＋O2(g===CO2(gΔH＝－394kJ·mol－1


1
③C(s＋O2(g===CO(gΔH＝－111kJ·mol－1
2
根据盖斯定律可知③×2－②－①即得到该催化重整反应CH4(g＋CO2(g===2CO(g＋2H2(g的ΔH＝＋247kJ·mol－1。正反应是体积增大的吸热反应,所以有利于提高CH4平衡转化率的条件是高温低压,答案选A。某温度下,在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,根据方程式可知



(2①根据表中数据可知相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大,所以催化剂X劣于Y。正反应均是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向进行,因此K积、K消均增加,A项正确；升高温度反应速率均增大,B项错误；根据A中分析可知,C项错误；积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低,这说明v消增加的


倍数比v积增加的倍数大,D项正确。②根据反应速率方程式可知在p(CH4一定时,生成速率随p(CO2的升高而降低,所以根据图象可知pa(CO2、pb(CO2、pcCO2从大到小的顺序为pc(CO2、pb(CO2、pa(CO2。
1
答案(1＋247A
3
(2①劣于相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大AD
②pc(CO2、pb(CO2、pa(CO2
8．(2019·雅礼中学二模中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯,如图所示,甲烷在催化作用下
脱氢,在不同温度下分别形成·CH3、
等自由基,
在气相中经自由基·,·CH2偶联反应生成乙烯(该反应过程可逆。


(1已知相关物质的燃烧热如上表所示,写出甲烷制备乙烯的热化学方程式：______________________________。
(2现代石油化工采用Ag作催化剂,可实现乙烯与氧气制备X(分子式为C2H4O,不含双键该反应符合最理想的原子经济,则反应产物是____________(填结构简式。
(3在400℃时,向初始体积为1L的恒压密闭反应器中充入1


molCH4,发生(1中反应,测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则：
①在该温度下,其平衡常数K＝________。
②若向该反应器中通入高温水蒸气(不参加反应,高于400℃,则C2H4的产率将________(填“增大”“减小”“不变”或“无法确定”,理由是______________________________。
③若反应器的体积固定,不同压强下可得变化如图甲所示,则压强的关系是____________。


④实际制备C2H4时,通常存在副反应2CH4(g积分数与温度的关系曲线如图乙所示。
C2H6(g＋
H2(g。反应器和CH4起始量不变,不同温度下C2H6和C2H4的体



ⅰ.在温度高于600℃时,有可能得到一种较多的双碳有机副产物的名称是____________。
ⅱ.若在400℃时,C2H4、C2H6的体积分数分别为20.0%、6.0%,其余为CH4和H2,则体系中CH4的体积分数是____________。
1
解析(1根据表格中数据有：①H2(g＋O2(g===H2O(l
2ΔH1＝－285.8kJ·mol－1,②CH4(g＋2O2(g===CO2(g＋2H2O(lΔH2＝－890.3kJ·mol－1,③C2H4g＋3O2(g===2CO2(g＋2H2O(lΔH3＝－1411.0kJ·mol－1
甲烷制备乙烯的化学方程式为2CH4(g根据盖斯定律,②×2－③－①×2得2CH4(g
C2H4(g＋2H2(g,C2H4(g＋2H2(g
ΔH＝2ΔH2－ΔH3－2ΔH1＝＋202.0kJ·mol－1。(2乙烯与氧气催化制备X,X的分子式为C2H4O,不含双键,根据反应符合最理想的原
子经济可知,X的结构简式为3①400℃时,向1。
L的恒容反应器中充入1molCH4,发生上述反应,测得平衡混合气


体中C2H4的体积分数为20.0%,由此建立如下三段式：
2CH4(g
C2H4(g＋2H2(g
起始(mol100转化(mol2xx2x平衡(mol1－2xx2x
由平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%得x
＝20.0%,解得x＝0.25,平衡后气体的体积为
1－2x＋x＋2x
1＋0.25mol
×1L＝1.25L,所以化学平衡常数为K＝
1molcC2H4c2H2
＝
c2CH4
0.25mol0.25mol×22
×
1.25L1.25L
－1。＝0.20mol·L②甲烷制备乙烯的反应1mol－0.25mol×2
2
1.25L为气体体积增大的吸热反应,通入高温水蒸气(不参加反应,高于400℃相当于加热,平衡右移,产率增大；同时通入水蒸气,容器的体积增大,相当于减小压强,平衡右移,产率也增大,因此C2H4的产率将增大。③若容器体积固定,甲烷制备乙烯的反应为气体体积增大的反应,温度相同时,增大压强平衡向逆反应方向移动,CH4的平衡转化率降低,因此p1＞p2。④ⅰ.由图可知,温度高于600℃时,有较多的自由基·CH生成,自由基结合生成HC⋮⋮CH,则双碳有机副·
·


产物为乙炔。ⅱ.设最终气体的总物质的量为x,则C2H4为0.2x、C2H6为0.06x,根据2CH4(g
2CH4(g
C2H4(g＋2H2(g和
C2H6(g＋H2g可知,生成的氢气为0.4x＋0.06x＝
0.46x,则含有的甲烷为x－(0.2x＋0.06x＋0.46x＝0.28x,因此体系0.28x
中CH4的体积分数为x×100%＝28%。
答案(12CH4(gkJ·mol1
－
C2H4(g＋2H2(gΔH＝＋202.0
(2
－

(3①0.20mol·L1②增大反应为气体体积增大的吸热反应,通入高温水蒸气相当于加热,同时通入水蒸气,容器的体积增大,相当于减小压强,平衡均右移,产率增大③p1＞p2④ⅰ.乙炔ⅱ.28%


专题9水溶液中的离子平衡
考|情|分|析

考点1溶液的酸碱性和


核|心|回|顾
1．溶液酸碱性的实质
c(H>c(OH,酸性；c(H＝c(OH,中性；c(H<c(OH,碱性。
2．水电离的c(H或c(OH的计算方法(25℃(1中性溶液
c(H＝c(OH＝1.0×107mol·L1。(2溶质为酸的溶液
H来源于酸和水的电离,而OH只来源于水。如计算pH＝2的盐酸中水电离出的c(H：方法是求出溶液中的c(OH＝10mol·L1,即水电离出的c(H＝c(OH＝10
(3溶质为碱的溶液
OH来源于碱和水的电离,而H只来源于水。如pH＝12的NaOH溶液中,c(H＝10c(H＝10
＋＋
－12
＋
－12
－
＋
－
＋
－
－12
＋
－
－12
＋
－
＋
－
－
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－

mol·L1。
－
mol·L1,即水电离产生的c(OH＝
－－
mol·L1。
－
－
(4水解呈酸性或碱性的正盐溶液H和OH均由水电离产生。
如pH＝2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H＝102mol·L
－1
＋
－
；
如pH＝12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH＝102
－
－
－
mol·L1。
3．溶液酸碱性的判断(1正盐溶液
强酸强碱盐显中性,强酸弱碱盐(如NH4Cl显酸性,强碱弱酸盐(如CH3COONa显碱性。
(2酸式盐溶液
NaHSO4显酸性(NaHSO4===Na＋H＋SO24、NaHSO3、
＋
＋
－


NaHC2O4、NaH2PO4水溶液显酸性(酸式酸根电离程度大于水解程度；NaHCO3、NaHS、Na2HPO4水溶液显碱性(酸式酸根水解程度大于电离程度。
注意：因为浓度相同的CH3COO与NH4的水解程度相同,所以CH3COONH4溶液显中性,而NH4HCO3溶液略显碱性。
(3弱酸(或弱碱及其盐1∶1混合溶液
①1∶1的CH3COOH和CH3COONa混合液呈酸性。②1∶1的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液呈碱性。
(对于等物质的量浓度的CH3COOH与CH3COO
－
－
＋
,CH3COOH的电离程度大于CH3COO的水解程度4．酸碱pH之和等于14等体积混合溶液
pH和等于14的意义：酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中
－
的氢氧根离子的浓度。
(1已知酸、碱溶液的pH之和为14,则等体积混合时：恰好中和
强酸、强碱――→pH＝7碱过量
强酸、弱碱――→pH>7酸过量
弱酸、强碱――→pH<7
(2已知酸、碱溶液的pH之和为14,若混合后溶液的pH为7,溶液呈中性,则
强酸、强碱―→V酸∶V碱＝1∶1强酸、弱碱―→V酸∶V碱>1∶1弱酸、强碱―→V酸∶V碱<1∶1
(3强酸、强碱等体积混合后溶液酸、碱性的判断



题|组|训|练
题组一溶液的稀释与混合
1．判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1室温下,pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH>7。(×
(225℃时,等体积、等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH＝7。(×
(3常温下,pH为2的盐酸与等体积pH＝12的氨水混合后所得溶液呈酸性。(×
(4常温下,pH为2的盐酸由H2O电离出的c(H＝1.0×10
12
＋
－
mol·L1。(√
(5同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH＝7。
－
(×
2．(2019·天津高考某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×104和1.7×105。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是(
－
－



A．曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B．溶液中水的电离程度：b点＞c点
cHA·cOH
C．从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、－
cAA分别代表相应的酸和酸根离子
D．相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na相同
解析根据HNO2和CH3COOH的电离常数,可知酸性：HNO2>CH3COOH。相同pH的两种酸溶液,稀释相同倍数时,弱酸的pH变化较小,故曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,A项错误；两种酸溶液中水的电离受到抑制,b点溶液pH小于c点溶液pH,则b点对应酸电离出的cH＋大,对水的电离抑制程度大,故水的电离程度：b点点,B项错误；溶液中
cHA·cOH－
cA－
＝
＋－
－
cHA·cOH－·cH＋Kw
＝,从c点到d点,虽HA的电离平衡
－＋KHAacA·cH正向移动,但温度不变,Kw、KaHA的值不变,故
cHA·cOH－
cA－
不
变,C项正确；相同体积a点的两溶液中,由于


cCH3COOH>cHNO2,故n(CH3COOH>nHNO2,因此与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na＋不同,D项错误。
答案C
3.(2019·合肥调研浓度均为0.1mol·L1、体积为V0的HX、V
HY溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化关系如图所示。
V0下列叙述正确的是(
－

A．HX、HY都是弱酸,且HX的酸性比HY的弱B．相同温度下,电离常数K(HX：a>bC．常温下,由水电离出的c(H·c(OH：acXV
D．lg＝3,若同时微热两种溶液,则－减小
V0cY
V
解析根据图分析,当lg＝0,HX的pH>1,说明HX部分电
V0
离,为弱电解质,HY的pH＝1,说明其完全电离,为强电解质,所以HY的酸性大于HX,A项错误；酸的电离平衡常数只与温度有关,所以相同的温度下,电离常数a＝b,B项错误；酸或碱抑制水的电离,酸中的氢离子浓度越小,其抑制水电离程度越小,根据图分析,b溶液中氢离子浓度小于a,则水的电离程度a所以由水电离出的
－
＋
－


V
氢离子和氢氧根离子浓度的乘积a项正确；lg＝3,若同时
V0微热两种溶液,HX
H＋＋X－平衡右移,X－物质的量增多,Y－物
cX－cY－
变大,D项错误。
质的量不变,二者溶液的体积相等,所以
答案C
4．(2019·海淀期末常温下,将2种一元酸HX和HY分别和NaOH溶液等体积混合,实验数据如下：
组别甲乙
混合前c(HX＝0.1mol·L
1
－
混合后
c(NaOH＝0.1mol·L
1
－
－
pH＝9pH＝7


c(HY＝0.1mol·L
1
c(NaOH＝0.1mol·L
－1
下列说法正确的是(A．HY为强酸B．HX溶液的pH＝1
C．甲的混合液中c(X＝c(NaD．乙的混合液中c(Na>c(Y
解析乙组,HY和NaOH物质的量浓度相同,两种溶液等体积混合,恰好生成NaY,溶液显中性,则HY为强酸,A项正确；两种溶液物质的量浓度相同,两种溶液等体积混合,恰好完全反应生成NaX,混合后pH＝9,溶液显碱性,则HX为弱酸,pH>1,B项错误；甲的混合液中,溶质为NaX,HX为弱酸,X－发生水解,则
＋
－
－
＋


cNa＋>c(X－,C项错误；乙的混合液中,溶质为NaY,HY为强酸,则c(Na＋＝cY－,D项错误。
答案A

酸、碱稀释或混合溶液pH的判断
(1常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。
(2不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律

(3pH＝n(n<7的强酸和pH＝14－n的强碱溶液等体积混合,pH＝7；pH＝n(n<7的醋酸和pH＝14－n的氢氧化钠溶液等体积混合,混合溶液pH<7；pH＝nn<7的盐酸和pH＝14－n的氨水等体积混合,混合溶液pH>7。
题组二溶液pH的计算
5.已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示：



(1则25℃时水的电离平衡曲线应为____________(填“A”或“B”,
请
说
明
理
由
：
__________________________________________。
(225℃时,将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH＝7,则pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液的体积之比为__________。
(395℃时,若100体积pH1＝a的某强酸溶液与1体积pH2
＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是______________________。
(495℃时,向Ba(OH2溶液中逐滴加入pH＝a的盐酸,测得混合溶液的部分pH如表所示。
实验序号①②③
Ba(OH2溶液的体积/mL
22.0022.0022.00
－
盐酸的体积
/mL0.0018.0022.00
溶液的pH876
－
假设溶液混合前后的体积不变,则a＝__________,实验②所得溶液中由水电离产生的c(OH＝__________mol·L1。
(595℃时,将0.1mol·L1的NaHSO4溶液与0.1mol·L1的Ba(OH2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合：

甲乙丙丁
－
－


0.1mol·L1Ba(OH2溶液体积
/mL
0.1mol·L1NaHSO4溶液体积
/mL
或“中”性。
－
－
101010105
101520
①按丁方式混合后,所得溶液显__________(填“酸”“碱”②写出按乙方式混合后反应的化学方程式：____________________________,所得溶液显__________(填“酸”“碱”或“中”性。
③按甲方式混合,所得溶液的pH为__________(混合时,忽略溶液体积的变化。
解析(1温度升高,促进水的电离,水的离子积也增大,水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大,水的pH减小,但溶液仍然呈中性。因此结合图象中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断,25℃时水的电离平衡曲线应为A,理由为水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离程度增大。(225℃时,所得混合溶液的pH＝7,溶液呈中性,即n(OH－＝n(H＋,则V[NaOH(aq]·10－5mol·L－1＝V[H2SO4aq]·10－4mol·L－1,得V[NaOHaq]∶V[H2SO4(aq]＝10∶1。(3要注意95℃时,水的离子积为1×10－12,即c(H＋·c(OH－＝1×10－12,则等体积强酸、强碱反应至中性时,有pH(酸＋pH(碱＝12。根据95℃时混合后溶液呈中性,pH2＝b的某强碱溶液中c(OH－＝10b－12；由100×10－
a
＝1×10b－12,可得10－a＋2＝10b－12,得a＋b＝14或pH1＋pH2＝14。


(4此条件下,pH＝6时溶液呈中性,根据表中实验①数据可得c(OH－＝1.0×10－4mol·L－1,根据表中实验③的数据可以判断,盐酸中的c(H＋与Ba(OH2溶液中c(OH－相等,所以a＝4,即pH＝22×10－4－18×10－44,实验②溶液呈碱性,其c(OH－＝＝1.0×10
22＋18
－5mol·L－1,水电离出的
c(OH－＝1.0×10－7mol·L－1。(5①按丁
方式混合,n(OH－＝10×10－3L×0.1mol·L－1×2＝2×10－3mol,n(H＋＝20×10－3L×0.1mol·L－1＝2×10－3mol,n(OH－＝n(H＋,所以溶液呈中性。②二者等物质的量反应,化学方程式为Ba(OH2＋NaHSO4===BaSO4↓＋H2O＋NaOH,溶液显碱性。③按甲方式混合时,OH－过量,反应后溶液中c(OH－＝2×0.1×10－0.1×5Kw11－－＋mol·L＝0.1mol·L,c(H＝＝
15－cOH1.0×10－11mol·L－1,pH＝11。
答案(1A水的电离是吸热过程,温度较低时,电离程度较
－
小,cH、c(OH均较小
＋
(210∶1
(3a＋b＝14(或pH1＋pH2＝14(441.0×107
(5①中②Ba(OH2＋NaHSO4===BaSO4↓＋H2O＋NaOH碱③11

－


溶液pH计算的一般思维模型


考点2溶液中的三大平衡

核|心|回|顾
电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡是溶液中的三大平衡。这三种平衡都遵循勒夏特列原理——当只改变体系的一个条件时,平衡向能够减弱这种改变的方向移动。
电离平衡、水解平衡与沉淀溶解平衡的比较




题|组|训|练
题组一弱电解质的电离平衡
1．(2019·全国卷Ⅲ设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH＝2的H3PO4溶液,下列说法正确的是(
A．每升溶液中的H数目为0.02NA
＋－－3－B．c(H＝c(H2PO4＋2c(HPO24＋3c(PO4＋cOH
－
＋
C．加水稀释使电离度增大,溶液pH减小D．加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强
解析pH＝2的H3PO4溶液中c(H＋＝10－2mol·L－1,每升溶液中所含N(H＋＝0.01NA,A项错误；由电荷守恒知,该H3PO4溶
－3－－4＋2c(HPO2液中存在c(H＋＝cH2PO－4＋3c(PO4＋cOH,B
项正确；加水稀释能促进H3PO4的电离,使其电离度增大,由于以增大溶液体积为主,导致溶液中c(H＋减小,溶液pH增大,C项错
4增大,误；向H3PO4溶液中加入NaH2PO4固体,溶液中cH2PO－
促使平衡H3PO4H＋＋H2PO－4逆向移动,抑制H3PO4电离,溶液


酸性减弱,D项错误。
答案B
2．(2019·昆明4月质检已知：pKa＝－lgKa。25℃时,几种弱酸的pKa值如下表所示。下列说法正确的是(
弱酸的化学
式pKa
CH3COOHHCOOH
4.74
3.74
H2SO3pKa1＝1.90pKa2＝7.20
－
A.向Na2SO3溶液中加入过量乙酸,反应生成SO2
B．25℃时,pH＝8的甲酸钠溶液中,c(HCOOH＝9.9×107mol·L1
C．25℃时,某乙酸溶液pH＝a,则等浓度的甲酸pH＝a－1D．相同温度下,等浓度的HCOONa溶液比Na2SO3溶液的pH大
解析
根据表格数据分析,酸性顺序为
－
H2SO3>HCOOH>CH3COOH>HSO－3,亚硫酸钠和乙酸反应生成亚硫酸氢钠和乙酸钠,不会生成SO2,A项错误；甲酸钠溶液因为甲酸根离子水解溶液显碱性,且存在质子守恒,c(OH－＝c(H＋＋c(HCOOH,因为溶液的pH＝8,c(OH－＝10－6mol·L－1,cH＋＝10－8mol·L－1,则cHCOOH＝9.9×10－7mol·L－1,B项正确；等浓度的乙酸和甲酸溶液中存在电离平衡,乙酸溶液pH＝a,则Ka＝10－a×10－a10－b×10－b
－4.74,假设甲酸溶液的pH＝b,则K＝＝10a
cc＝10－3.74,b＝a－0.5,C项错误；甲酸的酸性比亚硫酸氢根离子酸性


强,同温度下,等浓度的溶液中甲酸根离子水解程度小于亚硫酸根离子水解程度,即等浓度的甲酸钠的pH小于亚硫酸钠,D项错误。
答案B
3．(2019·湖北七市联考25℃时,体积均为100mL、浓度均为0.1mol·L1的两种一元碱MOH和ROH的溶液中,分别通入HCl气体,lg[cOH/cH]随通入HCl的物质的量的变化如图所示。下列有关说法中不正确的是(不考虑溶液体积的变化(
－
＋
－

＋－－
A．a点由水电离产生的c(H和c(OH的乘积＝1×1026B．b点溶液中：c(Cl＞c(R＞c(H＞c(OHC．c点溶液的pH＝7,且所含溶质为ROH和RClD．碱性：MOH＞ROH,且MOH是强碱,ROH是弱碱cOH－
解析MOH的lg＝12,可知0.1mol·L－1MOH溶液
cH＋L－1,则MOH为强碱,同理0.1mol·L－1ROH中,c(OH－＝0.1mol·
L－1,ROH为弱碱。a点,0.1mol·L－1溶液中,c(OH－＝0.01mol·
L－1,OH－来自碱中,H＋来自水电MOH溶液中,c(OH－＝0.1mol·
离,c(H＋＝10－13mol·L－1,水电离出来的c(H＋和cOH－相等,乘积为1×10－26,A项不符合题意；b点加了0.005molHCl,中和了
－
＋
＋
－


一半的ROH,得到的溶液为ROH和RCl等物质的量浓度的混合cOH－
－＝10－4,溶液呈碱性,c(H＋<c(OH－,B溶液,lg＝6,c(OH
cH＋cOH－
cH＋＝c(OH－,溶液呈中性,pH＝7,项符合题意；lg＝0,
cH＋如果溶质只有RCl,为强酸弱碱盐,溶液呈酸性,所以溶质为ROH和RCl,C项不符合题意；MOH为强碱,ROH为弱碱,D项不符合题意。
答案B
题组二盐的水解平衡
4．(2019·全国卷ⅠNaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1＝1.1×103,Ka2＝3.9×106溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是(
－
－
A．混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关B．Na与A2的导电能力之和大于HA的C．b点的混合溶液pH＝7
D．c点的混合溶液中,c(Na>c(K>c(OH
解析滴定至终点时发生反应：2NaOH＋2KHA===K2A＋
＋
＋
－
＋
－
－


Na2A＋2H2O。溶液导电能力与溶液中离子浓度、离子种类有关,离子浓度越大、所带电荷越多,其导电能力越强,A项正确；图象中纵轴表示“相对导电能力”,随着NaOH溶液的滴加,溶液中c(K
＋、cHA－逐渐减小,而
Na＋、A2－的物质的量逐渐增大,由题图可
知,溶液的相对导电能力逐渐增强,说明Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的,B项正确；本实验默认在常温下进行,滴定终点时,溶液中的溶质为邻苯二甲酸钠和邻苯二甲酸钾,由于邻苯二甲酸是弱酸,所以溶液呈碱性,pH>7,C项错误；滴定终点时,c(K＋＝c(Na＋,a点到b点加入NaOH溶液的体积大于b点到c点的,故c点时c(K＋>cOH－,所以c(Na＋>cK＋>cOH－,D项正确。
答案C
5．(2019·北京高考实验测得0.5mol·L1CH3COONa溶液、0.5mol·L1CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(
－
－

A．随温度升高,纯水中c(H>c(OH
B．随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH减小
－
＋
－


C．随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D．随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO、Cu2水解平衡移动方向不同
解析任意温度时,纯水中H＋浓度与OH－浓度始终相等,A项错误；随温度升高,CH3COONa水解程度增大,溶液中c(OH－增大,且温度升高,水的电离程度增大,cOH－也增大,B项错误；温度升高,水的电离程度增大,c(H＋增大,又CuSO4水解使溶液显酸性,温度升高,水解平衡正向移动,故c(H＋增大,C项正确；温度升高,能使电离平衡和水解平衡均向正反应方向移动,而CH3COONa溶液随温度升高pH降低的原因是水的电离程度增大得多,而CuSO4溶液随温度升高pH降低的原因是Cu2＋水解程度增大得多,D项错误。
答案C
6．(2018·天津高考LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下,LiH2PO4溶液的pH随c
－
初始
－
＋
(H2PO4的变化如图甲所示,H3PO4
－
溶液中H2PO4的分布分数δ随pH的变化如图乙所示
－cHPO24δ＝,下列有关c含P元素的粒子总
LiH2PO4溶液的叙述正确的是
(



A．溶液中存在3个平衡
3
B．含P元素的粒子有H2PO4、HPO24、PO4
－
－
－
C．随c初始(H2PO4增大,溶液的pH明显变小
D．用浓度大于1mol·L1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4
解析溶液中存在H2PO－4的电离平衡和水解平衡,存在
－HPO24的电离平衡,存在水的电离平衡,所以至少存在4个平衡,A2－3－
项错误；含P元素的粒子有H2PO－4、HPO4、PO4和H3PO4,B
－
－
项错误；从图甲中得到随着c
－
初始(H2PO4增大,溶液的
pH从5.5
减小到4.66,pH到4.66以后就不变了,C项错误；由图乙得到,pH＝4.66时,δ＝0.994,即溶液中所有含P的成分中H2PO－4占99.4%,所以此时H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4,D项正确。
答案D
题组三难溶电解质的溶解平衡
7．(2019·济南二模某温度下,向10mL0.1mol·L1NaCl溶液和10mL0.1mol·L1K2CrO4溶液中分别滴加0.1mol·L1
2－
AgNO3溶液。滴加过程中pM[－lgcCl或－lgcCrO4]与所加
－
－
－
－
AgNO3溶液体积之间的关系如图所示。已知Ag2CrO4为红棕色沉淀。下列说法错误的是(



A．该温度下,Ksp(Ag2CrO4＝4×10
－12

－
B．a1、b、c三点所示溶液中c(Ag：a1＞b＞c
C．若将上述NaCl溶液浓度改为0.2mol·L1,则a1点会平移至a2点
D．用AgNO3标准溶液滴定NaCl溶液时,可用K2CrO4溶液作指示剂
－
4可解析根据pM＝－lgc(Cl－或pM＝－lgcCrO2
－
4越小,pM越大,根据图象,向10mL0.1mol·知,cCrO2L－1NaCl
＋
溶液和10mL0.1mol·L－1K2CrO4溶液中分别滴加0.1mol·L－1AgNO3溶液。当滴加10mL0.1mol·L－1AgNO3溶液时,氯化钠恰好反应,滴加20mL0.1mol·L－1AgNO3溶液时,K2CrO4恰好反应,因此a1所在曲线为氯化钠,b、c所在曲线为K2CrO4。b点时恰好
2－－－4mol·反应生成Ag2CrO4,－lgc(CrO2L－1,4＝4.0,c(CrO4＝10－
4则cAg＋＝2×10－4mol·L－1,该温度下,Ksp(Ag2CrO4＝cCrO2
×c2(Ag＋＝4×10－12,A项正确；a1点恰好反应,－lgcCl－＝4.9,c(Cl－＝10－4.9mol·L－1,则cAg＋＝10－4.9mol·L－1,b点c(Ag＋＝2×10－4
mol·L－1,c
12－
点,K2CrO4过量,c(CrO4约为原来的,则
4


－c(CrO2L－1,则c(Ag＋＝4＝0.025mol·
4×10－12
＝1.6×10－5
0.025
mol·L－1,a1、b、c三点所示溶液中b点的cAg＋最大,B项错误；温度不变,氯化银的溶度积不变,若将上述NaCl溶液浓度改为0.2mol·L－1,平衡时,－lgc(Cl－＝4.9,但需要的硝酸银溶液的体积变成原来的2倍,因此a1点会平移至a2点,C项正确；用AgNO3标准溶液滴定NaCl溶液时,滴定至终点时,会生成Ag2CrO4为红棕色沉淀,可用K2CrO4溶液作指示剂,D项正确。
答案B

考点3溶液中的“三大常数”
核|心|回|顾
电离平衡常数、水的离子积常数、溶度积常数是溶液中的三大常数,它们均只与温度有关。电离平衡常数和水的离子积常数随着温度的升高而增大,因为弱电解质的电离和水的电离均为吸热过程。有关常数的计算,要紧紧围绕它们只与温度有关,而不随其离子浓度的变化而变化来进行。
(1CH3COONa、CH3COOH溶液中,Ka、Kh、Kw的关系是Kw＝Ka·Kh。
(2M(OHn悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系M(OHn(s
Mn(aq＋nOH(aq
－
＋
－
＋
－
n1
cOHcOH1＋－－nnn
Ksp＝c(M·c(OH＝n·c(OH＝＝nn
Kw＋
－pHn1。10


题|组|训|练
题组一有关Ka、Kb、Kh的计算及应用
1．已知25℃,NH3·H2O的Kb＝1.8×105,H2SO3的Ka1＝1.3×102,Ka2＝6.2×108。若氨水的浓度为2.0mol·L1,溶液中的c(OH＝________mol·L1。将SO2通入该氨水中,当c(OH降
2
cSO3－7－1
至1.0×10mol·L时,溶液中的－＝________。
cHSO3
－
－
－
－
－
－
－
－
解析由NH3·H2O的电离方程式及其电离平衡常数Kb＝cNH＋cOH－4·1.8×10－5可知,Kb＝＝1.8×10－5,当氨水的浓度为
cNH3·H2O
－－3mol·2.0mol·L－1时,溶液中的c(NH＋L－1。4＝c(OH＝6.0×10－由H2SO3的第二步电离方程式HSO3
－＋SO23＋H及其电离平
衡常数Ka2＝6.2×10－8可知,Ka2＝
－cH＋cSO23·
cHSO－3
＝6.2×10－8,将
SO2通入该氨水中,当c(OH－降至1.0×10－7mol·L－1时,溶液中的
－86.2×10
cH＋＝1.0×10－7mol·L－1,则＝＝0.62。7－－cHSO31.0×10
－cSO23
答案6.0×1030.62
2．[2018·天津高考10(1]CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH＝13,CO2主要转化为__________(写离子符号；若所得溶液c(HCO3∶c(CO23＝2∶1,溶液pH＝__________。(室温下,H2CO3的K1＝4×107；K2＝5×10
－
－11
－
－
－

解析CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH＝13,因
－为得到溶液的碱性较强,所以CO2主要转化为碳酸根离子(CO23。


2－
若所得溶液c(HCO－3∶cCO3＝2∶1,则根据第二步电离平衡常
2－
cH＋·cCO3
数K2＝
cHCO－3
cH＋
＝＝5×10－11,所以氢离子浓度为
2
1×10－10mol·L－1,pH＝10。
答案CO2310
3．常温下,HNO2的电离常数Ka＝7.1×104,NH3·H2O的电离常数Kb＝1.7×105。0.1mol·L1NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是______________________,常温下NO2水解反应的平衡常数Kh＝__________(保留两位有效数字。
解析常温下,HNO2的电离常数Ka＝7.1×10－4,NH3·H2O的电离常数Kb＝1.7×10－5,Ka>Kb,NH4NO2溶液中铵根离子的水解
＋大于亚硝酸根离子的水解,c(NO－2>c(NH4,溶液呈酸性,故
－
－
－
－
－
0.1mol·L－1NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是
＋＋－－－c(NO－2>c(NH4>c(H>c(OH,NO2水解的离子方程式为NO2
＋H2O
HNO2＋OH－,常温下NO－2水解反应的平衡常数Kh＝
＝
cHNO2·cOH－·cH＋
cNO－cH＋2·
＝
Kw
＝＝Ka7.1×10－4
1.0×10－14
cHNO2·cOH－
cNO－21.4×10－11。
答案c(NO2>c(NH4>c(H>c(OH1.4×10
－
－＋＋－
－11

4．已知：0.10mol·L1的Na2CO3溶液的pH为11.6,H2CO3
的电离平衡常数Ka1远远大于Ka2,则Ka2约为__________。
解析解法一：因为H2CO3的电离Ka1远远大于Ka2,Na2CO3
2－－的水溶液中以CO23的第一步水解为主,第二步忽略不计,CO3＋

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/b11c196a28f90242a8956bec0975f46527d3a70b.html

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