2016届高考化学一轮总复习五大平衡常数的比较及应用(含解析)

1、专题强化训练(七)五大平衡常数的比较及应用 一、选择题(本题包括7小题，每题6分，共42分)1.化学平衡常数K、弱电解质的电离平衡常数 Ka或用及溶度积常数Ksp是高中化学中 常见的几种常数。它们都能反映相应的可逆变化进行的程度，下列关于以上常数的 说法正确的是()A.对于可逆反应，若改变条件使平衡右移，则达到新的平衡时的平衡常数K一定增大B.一定温度下，在amol L-1的饱和石灰水中加入适量的 bmol L-1CaCb溶液(b>a), 则一定有Ca(OH)析出C.相同温度时，CHCOOH)电离平衡常数K与NHH2O的电离平衡常数(相等，所以 NHHCO勺水溶液显碱性D.升高温度，以上

2、常数均增大【解析】选a只有改变温度，化学平衡常数才会改变，A选项错误；依据KpCa(OH)2=c(Ca2+) c2(OH),加入CaCl2后溶液中的c(Ca2+)增大，但溶液体积也增 大，c(OH)降低，最终c(Ca2+) c2(OH)的值可能小于KpCa(OH)2 , B选项错误；C 选项，由电离平衡常数相等，可知 CHCOONK中性，但醋酸的酸性大于碳酸的酸 性，所以NHHCO勺水溶液显碱性，正确；化学反应有的吸热有的放热，升温，平衡 常数K可能增大也可能减小，故D错误。2.(2015 湘潭模拟)25 C时，水的电离达到平衡：HO=H+OH,下列叙述正确的是()A.将纯水加热到95c时，K

3、w变大，pH不变，水仍呈中性B.向纯水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)增大，Kw变小C.向纯水中加入少量碳酸钠固体，c(H+)减小，Kw不变，影响水的电离平衡D.向纯水中加入醋酸钠或盐酸，均可抑制水的电离，K不变【解析】选a水的电离吸热，将纯水加热，电离平衡正向移动，c(H+)、c(OH)均增大但仍相等，因此 K变大，pH变小，水仍呈中性，A错；向纯水中加入稀氨水，溶 液中c(OH)增大，电离平衡逆向移动，但 K只与温度有关，因此保持不变，B错；向 纯水中加入少量NaCO固体，溶液中c(H+)减小，水的电离平衡正向移动，但 K不 变，C对；当向纯水中加入醋酸钠时，促进水的电离，D错。【加

4、固训练】不同温度下，水溶液中的c(H+)与c(OH)的关系如图所示。下列有关说 法正确的是()A.若从a点到c点，可采用在水中加入酸的方法B.b点对应的醋酸中由水电离出的c(H+)=10-6mol L-1C.c点对应溶液的Kw大于d点对应溶液的KwD.T C 时，0.05mol L1 的 Ba(OH溶液的 pH=11【解析】选D。a点对应的c(H+)和c(OH)相等，同理c点对应的c(H+)和c(OH)也相 等，溶液一定呈中性，从a点到c点，可以采用升温的方法，A项错误；Kw只与温度 有关，同温度下不同酸碱性溶液的 Kw相同，a点和b点的Kw都是1014, c点和d点的 Kw都是1012,酸和

5、碱溶液都会抑制水的电离，酸溶液中由水电离的c(H+)与溶液中的c(OH)相等，故 b 点 c 7K电离(H+)=c(OH-)=10-8mol L-1, B、C项均错误；TC时， K=10-12, 0.05mol L-1 的 Ba(OH)溶液的 c(H+)=10-11mol . L-1 , pH=11, D项正确。3 .某温度下，在一容积可变的密闭容器中，发生反应2A(g)+B(g)i-2c(g),反应达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变， 对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是()A.均减半C.均增力口 1molB.均加倍D.

6、均减少1mol【解析】选a在容积可变的情况下，如果均加倍或均减半，对平衡时的各物质来 讲，浓度均没有发生变化，故正、逆反应速率均没有发生变化，平衡不发生移动。对c d可以作如下分析上述三种状态是等效的。对于 C项，相当于在状态田的情况下再加入 0.5molB, B的浓度增加，平衡向正反应方向移动，符合题意。同理可知D不正确。4 .(2015 青岛模拟)25 C时，弱酸的电离平衡常数如下表，下列说法正确的是()弱酸CHCOOHHCNH2COK-51.8104.910-10K =4.3107K2=5.610 11A.等物质的量浓度溶液 pH关系：pH(NaCN)>pH(N2CG)>pH

7、(CHCOONa)B.amol L-1HCNW bmol L-1NaOH§液等体积混合所得溶液中 c(Na+)>c(CN-)，则 a 定小于bC.往冰醋酸中逐滴加水，溶液导电能力先增大后减小D.NaHCO口 NaCO的混合液中:c(Na+)+c(H +)=c(OH-)+c(HCO3 )+c(C。2- )【解析】选。根据电离平衡常数可知，酸性 CHCOOH>HQHCN>HO2。A项，酸越 弱，水解程度越大，所以等物质的量浓度溶液pH关系：pH(NaC>pH(NaCN)>pH(C2COONa)错误；B项，amol L-1HCNW bmol L-1NaOH&#

8、167; 液等体积混合所得溶液中，若c(Na+)>c(CN-),由于C渴水解，则a小于b或a等于 b都有可能，错误；C项，往冰醋酸中逐滴加水，溶液中离子浓度先增大后减小，溶 液导电能力先增大后减小，正确；D项，NaHCG口 NaCO的混合液中： c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO2)+2c(CO2- ),错误。【加固训练】若25c时某一元酸HA的电离平衡常数K=110-8,将0.1mol L-1的HA 溶液和0.1mol L-1的NaA溶液等体积混合后，则混合溶液()A.呈中性B.呈碱性C.呈酸性D.不能确定溶液的酸碱性【解析】选B。溶液中存在：HH+A Ka=110-8

9、 A+HJOH+HAr(HA)Xr()H-)c(HA)X/<wr(H )Xc( A ) Ki% 1X10141 X 108-6=110 。因Kh>K,即水解大于电离，故c(OH)>c(H+),溶液显碱性。5.将1molHO(g)和1molCO(g)充入反应容器中，发生反应CO(g)+HO(g) CO(g)+H2(g),达到平衡时，有2/3的CO专化为CO。在相同条件下，将1molCO(g)和2molHO(g)充入同一反应容器中，当反应达到平衡后，混合气体中CO的体积分数可能为()A.22.2%【解析】选B。首先计算出反应的化学平衡常数。设容器体积为1 LCO(g)+HO(g)

10、CO(g)+H2(g)起始/molL-1：1100变化/molL-1：2/32/32/32/3平衡/molL-1：1/31/32/32/3K=c(CQ) - c(H2)/c(CO) c(H2O)=(2/3) 2/(1/3) 2=4在相同条件下，充入1molCO(g)和2molHO(g),则有：CO(g)+HO(g)CO(g)+H2(g)起始/molL-1：1200变化/molL-1:xxxx平衡/molL-1:1-x2-xxxK=c(CQ) - c(H2)/c(CO) . c(H2O)=x2/(1-x)- (2-x)=4 ,解得 x= 0.845,即 0x(CQ)=3100%=28.2%【方法

11、规律】本题也可以用极值法进行求解，第一次充入1molH2O(g)和1molCO(g),达到平衡时CO的转化率为2/3 。第二次充入物质的量相当于第一次充入后再次充入1molH2O(g),平衡正向移动，所以CO的转化率大于2/3, CO的体积分数一定大于22.2%。CO-定不可能完全转化为CO,所以具体积分数一定小于1/3,即33.3%,故 只有选项B满足条件。6.(2015 桂林模拟)已知：某温度时，Ksp(FeC2Q)=2.010-7, 6p(CaGQ)=2.5109。下列说法不正确的是()2+A.向NaCO溶凝中加入FeCl2与CaCl2,当两种沉淀共存时，溶凝中 c(Fe )：c(Ca2

12、+)=80 ： 1B.向FeCQ悬浊液中加入适量CaCL,可以生成Cag沉淀C.CaCQ饱和溶液的物质的量浓度为510-5mol L-1D.FeGQ的溶解度小于CaGO的溶解度【解析】选D。A选项，向NaGQ溶液中加入FeCL与CaCb,当两种沉淀共存时,c(Fe2+) : c(Ca2+尸c(Fe 2+ c(Ca2+). C2O2-) _ K叩(F el" ()i ) _2.0 x 17)- C2CO4 人-"： j "2.5 X 1-9=80 ： 1,正确;项，根据沉淀的转化原理，溶解度较大的物质可以转化成溶解度较小的物质，正 确；C选项，CaCO饱和溶液的物质

13、的量浓度为JKJCiQSi ) =V2.5X 10-9 =510-5(mol L-1) ; D选项不正确。7.(2015 安庆模拟)N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应:2NQ(g) i4N(2(g)+O2(g) H>0T1C时，向密闭容器中通入N2Q,部分实验数据见下表:t/s050010001500-1c(N2O5)/mol - L5.003.522.502.50F列说法中不正确的是()A.500S 内 N2Q分解速率为 2.9610-3mol L-1 sB.TiC下的平衡常数 K=125,平衡时NQ的转化率为50%C.TiC下的平衡常数为Ki, T2温度下的平衡常数

14、为 K,若T>T2,则K<K1 .一一 .D.达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的1,则再次平衡时2c(N2Q)>5.00mol L-1【解析】 选 a 500s 内 N2Q 的分解速率为 v(N2O)=(5.00mol L-1-3.52mol L-1) + 500s=2.9610-3mol L-1 s-1, A项正确;2N2O(g) -4NO(g)+ Q(g)起始浓度(mol L-1) :5.0000转化浓度(mol L-1):2.505.001.25平衡浓度(mol L-1):2.505.001.252 50 5 004 X 1 25N2Q的转化率为 一100%

15、=50%平衡常数K= . 2 2 . =125, B项正确；由于该反应是1吸热反应，故温度升高平衡常数增大，C项错误；缩小体积为原来的p平衡逆向移动，N2O5浓度将大于原平衡的二倍，D项正确。【加固训练】有一兴趣小组为探究外界条件对可逆反应A(g)+B(g) 一C(g)+D(s)的影响，进行了如下实验。恒温条件下，向一个容积为 10 L的密闭容器中充入1molA和 1molB,反应达平衡时测得容器中各物质的浓度如I中所示，然后改变条件做了另 外三组实验，重新达到平衡时容器中各成分的浓度分别如H、m、IV中所示。ABCI0.050molL-10.050mol- L-10.050mol- L-1n

16、0.070molL-10.070mol- L-10.098mol- L-1m0.060molL-10.060mol- L-10.040mol- L-1w0.080molL-10.080mol- L-10.12molL-1针对上述系列实验，下列结论中错误的是（）A.由I中数据可计算出该温度下反应的化学平衡常数K=20b. n中的数据可能是通过增大 C的浓度来实现的C.若田中只是升高温度，则与I比较，可以判断出正反应一定是放热反应D.由IV中的数据得出，通过压缩容器的体积就可以实现【解析】选Do选项A结论正确，由I中数据可计算出该反应的化学平衡常数。选项B结论正确，增大C物质的浓度，平衡左移，A、

17、B的浓度也会增大，但是达到新的 平衡时C的浓度一定比开始时的大。选项 C结论正确，分析出和I中的数据可知： 升高温度，平衡左移，说明逆反应是吸热反应，则正反应为放热反应。选项 D结论 错误，将IV中A、B C的浓度代入平衡常数表达式，计算出 K#20,单纯地通过压缩 容器的体积无法实现。二、非选择题（本题包括4小题，共58分）8.（12分）（1）三种弱酸HA H2B HC电离常数的数值为1.810-5、5.61011、4.910-10、4.3107（数据顺序已打乱），已知三种酸和它们的盐之 间能发生以下反应： HA+HB 少量）A-+HB HB（少量）+C-HB+HC HA（少量）+C- A+

18、HC则三种酸对应的电离常数分别为（请填空）：HAHbBHCKaKa1K2Ka-51.810一 一 -74.310（2）25 C时，0.1mol L-1的H2D水溶液中，用氢氧化钠来调节溶液的 pH,得到含有HD HD> D2-三种微粒的溶液。当溶液的pH=7时，c(Na+尸(填微粒间量的关系)。当c(Na+尸c(D2-)+c(H2D)+c(HD)时溶液为溶液(填物质的化学式)。【解析】(1)由反应式知，酸性HA>bB;由反应式知，酸性 HB>HC>HB由反应 式知，酸性 HA>HC 则有(HApMHzBpEaHCpaHB)。(2)根据溶液中电荷守恒，得 c(Na+

19、)+c(H+尸c(HD-)+2c(D2-)+c(OH-),当 pH=7M,即 c(H+)=c(OH-),贝U c(Na+)=c(HD-)+2c(D K的表达式为;根据反应推导出K、K2、&的关系式：(=。 (2)800 C时，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的 C5口屋。维持恒温，发生反应，反应过程中测定的部分数据见下表：)。根据物料守恒，只有当溶质为 NaHD寸，才能使溶液中 +_ 2-_ -_c(Na 尸c(D )+c(HD )+c(H 2D)。答案：(1)HAH2BHCKaKa1“2一 一 -115.6104.910 -10 c(HD)+2c(D2-) NaHD9.(12

20、分)现有相同条件，同一容器中的三个反应：反应：Fe(s)+H2O(g)-FeO(s)+Ht(g)AH,平衡常数为 K;反应：CO(g)+HO(g)!LH2(g)+CQ(g)Ahl,平衡常数为 K;反应：Fe(s)+CC2(g) -FeO(s)+CO(g)平衡常数为 K在不同温度下，部分K、K2的值如下：T/ C700800K12.382.56K20.80n(CO)/mol1.200.900.80n(H2O)/mol0.600.20反应时间/min0246）反应。（A）由以上信息推断反应正反应为 （填“放热”或“吸热” （B）若在800c时的恒压密闭容器中通入 C5口 H2O各1mol发生反应，

21、当反应达到平衡后，维持温度与压强不变，ti时再通入各1mol的C5口 H2O的混合气体，请在下图中画出正、逆反应速率v（正）、v（逆）在ti后随时间t变化的曲线图。【解析】（2）（A）可先算出800c时K2=1.00,再算两个温度下K3,可知温度升高K减小，故反应正反应为放热反应；（B）两边气体化学计量数相等，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0.5mol L-1,再加入反应物各imol,容积变为2 L,反应物浓度瞬间变为0.75mol L-1,生成物浓度各变为0.25mol L-1,新平衡与原平衡一样，平衡时各物质的物质的量浓度为0.5mol。

22、匚1,则易画出图象来。答案：（1） K=c（H2）/c（H 2。）K/K2(2)(A)放热 （B）10.（16分）（2015 大庆模拟）运用化学反应原理研究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 （填字母号）a.氯水中存在两种电离平衡b.向氯水中通入SO,其漂白性增强c.向氯水中通入氯气，c（H+）/c（ClO -）减小d.加水稀释氯水，溶液中的所有离子浓度均减小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+尸c(Cl -)+c(ClO-) 常温下，已知25 c时有关弱酸的电离平衡常数：弱酸化学式HCIOH2CO电离平衡常

23、数4.710-8K=4.310-7K2=5.610-11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ci的M溶液与0.1mol L-1的一元酸HA等体积混合，所得溶液pH=7,贝U ci 0.1mol L-1(填“n" '”或 Z")，溶液中离子浓度的大小关系为 【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SO,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，酸性增强会抑制次氯酸的电离，故比值增大；加水稀 释氯水

24、，溶液中的OK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，根据电荷守恒可推导出：c(Na+)=c(Cl -)+c(ClO-)o(2)由于次氯酸的电离平衡常数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根据电荷守恒进行推导。答案：(1)aef(2)ClO -+CO+HUHCIO+HO3、 2HC1O 2H+2CI-+QT(3) < c(Na+尸c(A -)&

25、gt;c(OH-)=c(H +)11.(18分)CQ和CO与我们的社会生活联系相当密切，某化学课题组对此进行了探 究。(1)CO2可用NaOHS液吸收得到碳酸盐。已知25c时，CO3-水解反应的平衡常数(即水解常数)K=C(HCOj22 aoM =2104, c(CO 3 )当溶液中c(HCO3 ) : c(CO3-尸2 ： 1时，溶液的pH=若将0.1mol L-1NaCO溶液与0.1mol L-1NaHCO§液等体积混合，则混合后的溶液中c(CO3- )c(HCO3 )(填“大于” “小于”或“等于");0.1mol L-1NaCO溶液中 c(OH)-c(H +)=用含

26、 c(HCO3)、 c(H2CO)的关系式表下。 常温常压下，饱和 CO水溶液的pH=5.6, c(H2CO)=1.5105mol L，若忽略水的 电离及H2CO的第二级电离，则H2COHCO3+H的平衡常数K=?(已知： 10-5.6=2.510-6) 常温下，0.1mol L-1NaHCO§液的pH大于8,则溶液中c(H2CO)c(CO2- )(填“二”或“<”)，原因是四离子方程式和必'要的文字说明)。(4)小李同学拟用沉淀法测定空气中 CO的体积分数，他查得CaCQ BaCO的溶度积 Kp分别为4.96109、2.5810-9。小李应该选用的试剂是 。(5) 一

27、定条件下，将2molH2O(g)和2molC流入容积固定的1 L密闭容器中，加热至 高温，发生下列可逆反应：2HA2H2+O；2CO+O-2CO。请回答下列 问题：当容器内的压强不再发生改变时，测知下列各项中提供的物理量即可求出该条件下混合气体平衡组成的是 (填序号，K指反应的平衡常数，K2指反应的平 衡常数)。A.K、K2B.K、c(CQ)C.K、c(O2)D.c(CQ)、c(CO)【解析】(1)将c(HCO3)： c(CO3- )=2 ： 1代入平衡常数表达式K=c(HCO3) c(OH) =210-4 得 c(oH)=10-4mol - L-1, c(H+)= K/c(OH-)=10-1

28、0mol - L-1, c(CO2- )、， ，pH=1Q因CO2-的水解能力比HCO3大，故c(CO2- )<c(HCO3);根据溶液中的质子守恒得 c(H+)+c(HCO3)+2c(H 2cO)=c(OH-)。 K=c(HCO3) - c(H+)/c(H 2CO) =4.210-7。(3)由于NaHCOg液的pH大于8,说明HCO3的水解程度大于电离程度，得出 c(HzCO) 大于 c(CO2- )。(4)因为CaCO BaCO勺溶度积的数量级相同，所以采取生成的相对分子质量大的，便于称量计算，选择Ba(OH%。(5)设反应过程中H2O转化了 xmol L-1, CO专化了 ymol

29、 L-1,则有2H2O = 2H2+Q2CO +O2CO起始(mol L-1)转化(mol L-1)20020xxx/2yy/2平衡(mol L-1)2-x x x/22-y(x-y)/2(x-y)22则K=q, K2=yn，现要求出混合气体的平衡浓度，则至少应知道K、(2-x) 2，(2-y) 2 2，K2、x、y中的2个条件，所以选项A、B、C均可以，但D不行，选项D只相当于给 出一个条件，即只能求出y而不能求出x。答案：(1) 10 小于 c(HCO3)+2c(H2CO)一 一 - -7 (2)4.210 (3)> 溶液中既存在 HCO3LCO3- +N也存在HR+HO=HCO+O

30、H,溶?的pH大于8,显碱性，说明HCO3的水解程度大于电离程度 (4)Ba(OH) 2(或 NaOHS液和 BaCl2 溶液)(5)A、B、C【加固训练】用CaSO弋替02与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应为主反应，反应和为副反应。1CaSQs)+CO(g) 1CaS(s)+CO(g) 44 H=-47.3kJ - mol CaSQs)+CO(g) .CaO(s)+CQg)+SO2(g) 一 -1 H2=+210.5kJ mol_11co(6尹少声峋 H3=-86.2kJ mol(1)反应的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线如图。结合各反应的 H,归纳lgK-T曲线变化规律：a)b)(2)向盛有CaSO的真空恒容密闭容器中充入 CO反应于900c达到平衡