2023届新高考化学选考一轮总复习训练-专题突破5　四大平衡常数的相互关系及应用.docx

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1、专题突破5四大平衡常数的相互关系及应用课时训练1.常温下,BaCO3的溶度积常数为Ksp,碳酸的电离常数为Ka1、Ka2,关于0.1 mol/L NaHCO3溶液的下列说法错误的是(D)A.溶液中的c(HCO3-)一定小于0.1 mol/LB.c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)C.升高温度或加入NaOH固体,c(Na+)c(HCO3-)均增大D.将少量该溶液滴入BaCl2溶液中,反应的平衡常数K=Ka1Ksp解析:A.HCO3-在溶液中既要发生电离又要发生水解,0.1 mol/L NaHCO3溶液中的c(HCO3-)一定小于0.1 mol/L,正确;B.NaHCO3溶

2、液中存在质子守恒c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(CO32-),正确;C.HCO3-的电离和水解都是吸热反应,升高温度,c(HCO3-)会减小,而c(Na+)不变,c(Na+)c(HCO3-)会增大,加入NaOH固体,c(Na+)会增大,HCO3-与OH-反应导致c(HCO3-)减小,c(Na+)c(HCO3-)会增大,正确;D.将少量NaHCO3溶液滴入BaCl2溶液中,会发生反应HCO3-H+CO32-(Ka2)、Ba2+CO32-BaCO3(1Ksp)、H+HCO3-H2CO3(1Ka),三式相加可得总反应Ba2+2HCO3-BaCO3+H2CO3(K),所以K=Ka2Ka

3、1Ksp,错误。2.已知:25 时,KspZn(OH)2=1.210-17,Ka(HCOOH)=1.810-4。该温度下,下列说法错误的是(B)A.HCOO-的水解常数约为5.610-11B.Zn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中,c(Zn2+)c(M+)c(H+)c(OH-)解析:开始时,0.1 molL-1的MOH溶液中的c(H+)c(OH-)=10-12,则c(H+)= 10-13 molL-1,c(OH-)=0.1 molL-1,MOH是强碱,完全电离,A正确;当加入V(醋酸)=10.00 mL时,CH3COOH和MOH恰好反应生成CH3COOM溶液,溶液显碱性,而a点c(H+)=c(O

4、H-),溶液呈中性,B错误;水解平衡常数Kh=KwKa=1.010-141.710-5=101710-9,C正确;当滴入V(醋酸)=20.00 mL时,溶液中是等浓度的CH3COOH和CH3COOM,由于醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,溶液呈酸性,则c(CH3COO-)c(M+)c(H+)c(OH-),D正确。4.室温时,分别向浓度均为0.1 molL-1、体积均为20 mL的HX和HY溶液中滴入等浓度的氨水,溶液中由水电离出的c水(H+)与加入氨水的体积的关系如图所示:已知:常温时,Kb(NH3H2O)=1.810-5。下列说法正确的是(C)A.HX的电离常数Ka=1.010-9B.

5、HX、HY均为弱电解质C.NH4+的水解常数Kh5.610-10D.a、b两点对应的溶液中,NH4+的水解程度相同解析:A.由题图可知,0.1 molL-1HX溶液中,由水电离出的c水(H+)=1.010-10 molL-1,故溶液中的c(H+)c(X-)=1.010-4 molL-1,即Ka(HX)=c(H+)c(X-)c(HX)=1.010-7,错误;B.没有加入氨水时,根据由水电离出的c水(H+)可知,HX为弱酸,即弱电解质,HY为强电解质,错误;C.Kb(NH3H2O)=c(NH4+)c(OH-)c(NH3H2O)=1.810-5,NH4+的水解常数Kh=KwKb(NH3H2O)=1.

6、010-141.810-55.610-10,正确;D.由题图可知,a、b两点对应的溶液中的溶质分别为NH4X和NH4Y,分别为弱酸弱碱盐和强酸弱碱盐,X-对NH4+的水解有促进作用,而Y-对NH4+的水解无影响,故NH4+的水解程度不同,错误。5.已知:pNi=-lgc(Ni2+)。常温下,Ksp(NiCO3)=1.410-7,H2S的电离平衡常数Ka1=1.110-7、Ka2=1.310-13。常温下,向10 mL 0.1 molL-1的Ni(NO3)2溶液中滴加0.1 molL-1Na2S溶液,滴加过程中pNi与Na2S溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是(D)A.E、F、G三点中,F

7、点对应溶液中水的电离程度最小B.常温下,Ksp(NiS)=110-21C.反应NiCO3(s)+S2-(aq)NiS(s)+CO32-(aq)的平衡常数K=1.41014D.Na2S溶液中,S2-第一步水解常数Kh1=1.010-141.110-7解析:A.硝酸镍是强酸弱碱盐,硫化钠是强碱弱酸盐,它们都能促进水的电离,F点表示硝酸镍和硫化钠恰好完全反应,溶液中的溶质是硝酸钠,水的电离程度最小,正确;B.NiS(s)Ni2+(aq)+S2-(aq),当向10 mL 0.1 molL-1Ni(NO3)2溶液中滴加10 mL 0.1 molL-1Na2S溶液时,加入的Ni2+和S2-的物质的量相等,

8、它们按物质的量之比11沉淀,由于水解是十分微弱的,所以可以认为溶液中剩余的Ni2+和S2-的物质的量相等,则c(Ni2+)=c(S2-)=10-10.5 molL-1,所以Ksp(NiS)=c(Ni2+)c(S2-)=110-21,正确;C.反应NiCO3(s)+S2-(aq)NiS(s)+CO32-(aq)的平衡常数K=c(CO32-)c(S2-)=Ksp(NiCO3)Ksp(NiS)=1.41014,正确;D.S2-(aq)+H2O(l)HS-(aq)+OH-(aq),Kh1=KwKa2=1.010-141.310-13,错误。6.四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH是强碱,常温下CH3NH2

9、H2O的电离常数为Kb,且pKb=-lg Kb=3.38。常温下,在体积均为20 mL、浓度均为 0.1 molL-1的四甲基氢氧化铵溶液和甲胺(CH3NH2)溶液中分别滴加浓度为0.1 molL-1的盐酸,溶液的导电率与盐酸体积的关系如图 所示。下列说法正确的是(B)A.曲线1代表四甲基氢氧化铵溶液B.常温下,CH3NH3Cl水解常数的数量级为10-11C.b点溶液中存在c(H+)=c(OH-)+c(CH3NH2H2O)D.在b、c、e三点中,水的电离程度最大的点是e解析:A.四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH是强碱,甲胺(CH3NH2H2O)为弱碱,同浓度的两种溶液中四甲基氢氧化铵的导电率大

10、,所以曲线2代表四甲基氢氧化铵溶液,错误;B.KbKh=Kw,CH3NH3Cl的水解常数为10-1410-3.38=10-10.62,其数量级为10-11,正确;C.c点时两者恰好反应生成CH3NH3Cl,根据质子守恒可知,c(H+)=c(OH-)+c(CH3NH2H2O),由于b点加入的HCl较少,则c(H+)7B.反应Ag2X+2Y-2AgY+X2-的平衡常数为103.25C.a点既可以表示AgY的不饱和溶液,也可以表示Ag2X的过饱和溶液D.向c(Y-)=c(X2-)=0.01 molL-1的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成AgY沉淀解析:分析题中溶解平衡图像可知,纵坐标为Ag+浓度

11、的负对数,则纵坐标的值越大,Ag+的浓度越小,横坐标为Y-或X2-浓度的对数,则横坐标越大,Y-或X2-的浓度越大。-lgc(Ag+)=4时,Ksp(AgY)=c(Ag+)c(Y-)=10-410-5.75=10-9.75,同理,可得Ksp(Ag2X)=10-10.46,据此进行分析。A.由HX-+H2OH2X+OH-可知,其水解常数Kh=KwKa1=10-145.010-2=210-13Ka2,说明HX-的电离程度大于其水解程度,则25 时,KHX溶液的pHKsp(AgY),则a点表示AgY的过饱和溶液,同理,a点时的Q(Ag2X)10-7.75 molL-1,由此可知,向c(Y-)=c(X

12、2-)=0.01 molL-1 的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成AgY沉淀,正确。8.25 时,0.1 mol/L的H2A溶液中微粒浓度的对数值随pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是(D)A.表示H2A的变化曲线B.a、b两点溶液中,水的电离程度不同C.25 时,反应H2A+A2-2HA-的平衡常数K=1107D.25 时,0.1 mol/L的NaHA溶液中:c(Na+)c(HA-)c(H2A)c(A2-)解析:根据图像可知表示H2A,表示HA-,表示A2-,pH=3时c(HA-)=c(H2A),则Ka1=10-3,pH=10时 c(HA-)=c(A2-),则Ka2=10-10。A.

13、由分析知,表示H2A,正确;B.a点H2A电离对水电离起抑制作用,b点A2-水解,对水电离起促进作用,则a、b两点溶液中,水的电离程度不同,正确;C.K=c2(HA-)c(H2A)c(A2-)=Ka1Ka2=110-3110-10=1107,正确;D.HA-H+A2-,Ka2=110-10,HA-+H2OH2A+OH-的水解常数Kh=KwKa1=110-14110-3=110-11,故电离程度大于水解程度,c(HA-)c(A2-)c(H2A),错误。9.T 时,三种盐的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数,下列说法正确的是(D)A.Y点:c(Ca2+

14、)c(SO42-),Z点:c(CO32-)c(Mn2+)B.溶度积:Ksp(MnCO3)Ksp(CaCO3)Ksp(CaSO4)C.X点对应的CaCO3溶液为不饱和溶液,可以继续溶解CaCO3D.T 时,CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数为103.6解析:由题图可知,O、P、Q三点的坐标分别为(2.5,2.5)、(4.3,4.3)、(5.3,5.3),则可求出Ksp分别为Ksp(MnCO3)=10-5.310-5.3=10-10.6,Ksp(CaCO3)=10-4.310-4.3=10-8.6,Ksp(CaSO4)=10-2.510-2.5=10

15、-5。A.Y点pMpR,则c(Ca2+)c(SO42-),Z点pMpR,则c(CO32-)c(Mn2+),不正确;B.由前面计算可知,溶度积Ksp(MnCO3)Ksp(CaCO3)Ksp(CaSO4),不正确;C.X点时,c(Ca2+)、c(CO32-)浓度都比饱和溶液中大,所以对应的CaCO3 溶液为过饱和溶液,不能继续溶解CaCO3,不正确;D.T 时,CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=c(SO42-)c(CO32-)=c(SO42-)c(Ca2+)c(CO32-)c(Ca2+)=Ksp(CaSO4)Ksp(CaCO3)=10-510-8

16、.6=103.6,正确。10.(2021长兴、余杭、缙云三校联考)已知常温下:(1)Ka1(H2CO3)=4.310-7,Ka2(H2CO3)=5.610-11;(2)H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-分别在三者中所占的物质的量分数()随溶液pH的变化关系如图所示。下列叙述不正确的是(D)A.在pH=4.3的溶液中:3c(R2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)B.等体积、等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合后,溶液中水的电离程度比纯水小C.在pH=3的溶液中存在c(R2-)c(H2R)c2(HR-)=10-3D.向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,发生反应:CO32-

17、+H2RHCO3-+HR-解析:H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-共存,则H2R为二元弱酸,据题图可知,pH=1.3时,c(H2R)=c(HR-),H2R的Ka1=c(H+)c(HR-)c(H2R)=10-1.3;pH=4.3时,c(HR-)=c(R2-),H2R的Ka2=c(H+)c(R2-)c(HR-)=10-4.3。A.根据电荷守恒有c(OH-)+2c(R2-)+c(HR-)=c(Na+)+c(H+),pH=4.3时,c(R2-)=c(HR-),则c(OH-)+3c(R2-)=c(Na+)+c(H+),即3c(R2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-),正确;B.等体积

18、、等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合后,溶质为NaHR,HR-的水解常数Kh=KwKa1=10-1410-1.3=10-12.7HCO3-,所以向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,发生反应2CO32-+H2R2HCO3-+R2-,错误。11.已知Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp分别表示弱酸的电离平衡常数、弱碱的电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。通过查阅资料获得温度为25 时以下数据:Kw=1.010-14,Ka(CH3COOH)=1.7510-5,Ka(HSCN)=0.13,Ka(HF)=6.310-4,KspMg(OH)2=5.610-12。(1)有

19、关上述常数的说法正确的是(填字母)。a.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度b.所有弱电解质的电离常数和难溶电解质的Ksp都随温度的升高而 增大c.常温下,CH3COOH在水中的Ka大于在饱和CH3COONa溶液中的Kad.一定温度下,在CH3COONa溶液中,Kw=KaKh(2)25 时,1.0 molL-1HF溶液的pH约等于。将浓度相等的HF溶液与NaF溶液等体积混合,溶液呈(填“酸”“碱”或“中”)性,结合有关数据解释原因: 。(3)已知CH3COONH4溶液为中性,又知CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,现有25 时等浓度的四种溶液:A.NH4Cl溶液;B.NH4

20、SCN溶液;C.CH3COONH4溶液;D.NH4HCO3溶液。回答下列问题:NH4HCO3溶液的pH(填“”“H2CO3,越弱越水解,可知HCO3-水解程度大于NH4+水解程度,所以NH4HCO3溶液显碱性,pH7。根据电离平衡常数可知,酸性HSCNCH3COOHH2CO3,越弱越水解,所以四种溶液按NH4+浓度由大到小的顺序为ABCD。酸性HSCNCH3COOH,CH3COO-和NH4+水解程度相同,所以NH4+水解程度大于SCN-水解程度,NH4SCN溶液显酸性,其所有离子浓度由大到小的顺序为c(SCN-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)。(4)在25 时,平衡常数K=c(Mg2+)c2(CH3COO-)c2(CH3COOH)=c(Mg2+)c2(OH-)c2(CH3COO-)c2(H+)c2(OH-)c2(H+)c2(CH3COOH)=KspMg(OH)2Ka2(CH3COOH)Kw2=1.715107,据此推断Mg(OH)2能溶解于 醋酸。答案:(1)ad(2)1.6酸HF和NaF的浓度相等,Ka(HF)=6.310-4,NaF溶液中Kh=KwKa=1.610-11,所以HF的电离程度大于NaF的水解程度,溶液显酸性(3)ABCDc(SCN-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)(4)1.715107能