微专题42四大平衡常数的计算与应用-2024年高考化学考点微专题（原卷版）(全国版)

微专题42四大平衡常数的计算与应用微专题42四大平衡常数的计算与应用1．（2023·辽宁·统考高考真题）某废水处理过程中始终保持H2S饱和，即，通过调节pH使和形成硫化物而分离，体系中与关系如下图所示，c为和的浓度，单位为。已知，下列说法正确的是

A． B．③为与的关系曲线C． D．2．（2023·全国·统考高考真题）下图为和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图(；可认为离子沉淀完全)。下列叙述正确的是

A．由点可求得B．时的溶解度为C．浓度均为的和可通过分步沉淀进行分离D．混合溶液中时二者不会同时沉淀四大平衡常数的比较常数符号适用体系影响因素表达式水的离子积常数K任意水溶液升温，Kw增大Kw＝c(OH)·c(H+)电离常数酸Ka弱酸溶液升温，Ka增大Kb增大A+H2OHA+OH碱Kb弱碱溶液BOHB++OH盐的水解常数Kh盐溶液升温，Kh增大A+H2OHA+OH溶度积常数Ksp难溶电解质溶液升温，大多数Ksp增大MmmAnn的饱和溶液：Ksp＝cmm(Mn+n＋)·cnn(Amm－)注意：(1)四大平衡的基本特征相同，包括逆、动、等、定、变，其研究对象均为可逆变化过程。(2)溶解平衡有放热反应、吸热反应，升高温度后Ksp可能变大或变小；而电离平衡、水解平衡均为吸热过程，升高温度Ka(或Kb)、Kh均变大。一、Kh与Ka(或Kb)、Kw的关系及其应用1．强碱弱酸盐：如：CH3COONa溶液：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－Kh＝eq\f(cCH3COOH·cOH－,cCH3COO－)＝eq\f(cCH3COOH·cOH－·cH＋,cCH3COO－·cH＋)＝eq\f(cOH－·cH＋,\f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH))＝eq\f(Kw,Ka)2．强酸弱碱盐：如：NH4Cl溶液：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋Kh＝eq\f(cNH3·H2O·cH＋,cNH\o\al(＋,4))＝eq\f(cNH3·H2O·cH＋·cOH－,cNH\o\al(＋,4)·cOH－)＝eq\f(cH＋·cOH－,\f(cNH\o\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O))＝eq\f(Kw,Kb)其中：Kh为水解平衡常数、Ka(Kb)为弱酸(或弱碱)的电离平衡常数、Kw为水的离子积常数。二、溶度积常数及其应用1．溶度积和离子积以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解①Qc>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态③Qc<Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出2.影响Ksp的因素(1)内因：难溶物质本身的性质，这是决定因素。(2)外因①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。②温度：绝大多数难溶物的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。③其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。3．KW和Ksp曲线不同温度下水溶液中[H+]与[OH]的变化曲线常温下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp=9×106mol2·L2](1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,KW依次增大(2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,T2温度时KW=1×1014(mol·L1)2(3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点均有[H+]<[OH](1)a、c点在曲线上,a→c的变化为增大[SO42-],如加入Na2SO4固体,但(2)b点在曲线的上方,Q>Ksp,将会有沉淀生成(3)d点在曲线的下方,Q<Ksp,则为不饱和溶液,还能继续溶解CaSO41．（2023·湖南·统考高考真题）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是A．B．反应速率：C．点a、b、c对应的平衡常数：D．反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态2．（2023·全国·统考高考真题）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：(1)在气氛中，的脱水热分解过程如图所示：根据上述实验结果，可知，。(2)已知下列热化学方程式：则的。(3)将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时，该反应的平衡总压、平衡常数。随反应温度升高而(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应(Ⅱ)，平衡时(用表示)。在时，，则，(列出计算式)。1．（2021秋·山东青岛·高二青岛二中校考期中）以下是常温下几种弱酸的电离平衡常数：下列说法正确的是CH3COOHH2SHClOK=1.8×105K1=1.3×107；K2=7.1×1015K=4.69×1011A．可发生反应：H2S+2ClO=S2+2HClOB．CH3COOH溶液与Na2S溶液不能反应生成NaHSC．同物质的量浓度的H2S、HClO、CH3COOH溶液，酸性最强的是CH3COOHD．Na2S、NaClO、CH3COONa中，结合质子能力最强的NaClO2．（2023·吉林长春·校联考模拟预测）乙二酸(H2C2O4)俗称草酸，是二元弱酸，在实验研究和化学工业中应用广泛。25°C时，向10mL、0.1mol/LH2C2O4溶液中逐滴加入0.1mol/L的NaOH溶液，溶液中含碳微粒的物质的量分数随溶液pH的变化如图所示。下列叙述错误的是

A．曲线Ⅱ表示溶液中的物质的量分数随溶液pH的变化B．25°C时，H2C2O4的电离平衡常数分别是Ka1、Ka2，则=1000C．pH为2.5~5.5过程中主要发生反应的离子方程式是OH－+=+H2OD．当加入20mlNaOH溶液时，溶液中阴离子浓度由大到小的顺序为：c()>c()>c(OH－)3．（2023春·湖北省直辖县级单位·高三统考阶段练习）HA是一元弱酸，BOH是一元弱碱，常温下，不同浓度的NaA或BCl溶液的pH与lg或lg的关系如图所示。下列叙述正确的是A．线ab表示BCl溶液的pH与lg的关系B．B+的水解平衡常数Kh=105C．等体积等浓度的HA溶液和BOH溶液混合后溶液呈中性D．水的电离程度：b=d＜c=a4．（2023·浙江金华·统考模拟预测）已知HA是一元弱酸，难溶盐MA的饱和溶液中随的变化而变化，其中不发生水解。实验中往难溶盐MA的饱和溶液不断通入HCl气体，调节溶液的，结果发现，298K时，为线性关系，如下图中实线所示。下列叙述不正确的是A．当时，B．溶液时，C．MA的溶度积常数D．HA的电离常数5．（2023·浙江·统考高考真题）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。水煤气变换反应：

该反应分两步完成：

请回答：(1)。(2)恒定总压和水碳比[]投料，在不同条件下达到平衡时和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：条件10.400.400条件20.420.360.02①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数。②对比条件1，条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应，写出该反应方程式。(3)下列说法正确的是______。A．通入反应器的原料气中应避免混入B．恒定水碳比，增加体系总压可提高的平衡产率C．通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。

①在催化剂活性温度范围内，图2中bc段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是。A．按原水碳比通入冷的原料气

B．喷入冷水(蒸气)

C．通过热交换器换热②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线。(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是。6．（2023·辽宁·统考高考真题）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、和(填化学式)。

(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2(ⅰ)上述过程中NO2的作用为。(ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是(答出两点即可)。(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=98.9kJ·mol1(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是。

a．温度越高，反应速率越大b．α=0.88的曲线代表平衡转化率c．α越大，反应速率最大值对应温度越低d．可根据不同下的最大速率，选择最佳生产温度(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是(填标号)。

(ⅲ)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。1．（2023·浙江·统考高考真题）草酸()是二元弱酸。某小组做如下两组实验：实验I：往溶液中滴加溶液。实验Ⅱ：往溶液中滴加溶液。[已知：的电离常数，溶液混合后体积变化忽略不计]，下列说法正确的是A．实验I可选用甲基橙作指示剂，指示反应终点B．实验I中时，存在C．实验Ⅱ中发生反应D．实验Ⅱ中时，溶液中2．（2023·浙江·校联考模拟预测）25℃、，，，之和为的溶液中三种粒子所占物质的量分数(分布系数)随变化的关系如图所示。下列说法中不正确的是A．的B．常温下，向点溶液中滴加半滴溶液，会产生沉淀C．溶液与溶液混合并充分搅拌后：D．常温下，将足量加入到少量溶液中的离子方程式为：3．（2023春·浙江杭州·高二校联考阶段练习）25℃时，将HCl气体缓慢通入0.1mol∙L1的氨水中，溶液的pH、体系中粒子浓度的对数值(lgc)与反应物的物质的的关系如图所示。若忽略溶液体积变化，下列有关说法不正确的是

A．P2所示溶液：B．t=0.5时，C．25℃时，的电离平衡常数为109.25D．P3所示溶液：4．（2023春·河北邢台·高三校联考阶段练习）常温下，有机酸中各种含R微粒占所有含R微粒的物质的量分数随的变化曲线如图所示。下列说法正确的是

A．B．时：C．溶液中：D．反应的平衡常数的对数值5．（2023春·上海长宁·高二华东政法大学附属中学校考期中）已知25℃，醋酸、次氯酸、碳酸、亚硫酸的电离平衡常数如表：酸电离平衡常数醋酸Ki=1.75×105次氯酸Ki=2.98×108碳酸Ki1=4.30×107

Ki2=5.61×1011亚硫酸Ki1=1.54×102

Ki2=1.02×107下列叙述正确的是A．将0.1mol/L的醋酸加水不断稀释，所有离子浓度均减小B．少量CO2通入NaClO溶液中反应的离子方程式为：CO2+H2O+2ClO→CO+2HClOC．少量的SO2通入Ca(ClO)2溶液中反应的离子方程式为：SO2+H2O+Ca2++2ClO→CaSO3↓+2HClOD．25℃，等浓度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3和Na2SO3溶液中，碱性最强的是Na2CO36．（2023·全国·统考高考真题）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：(1)根据图1数据计算反应的。(2)研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为(填