微專題42四大平衡常數(shù)的計算與應(yīng)用-2024年高考化學考點微專題（原卷版）(全國版)

微專題42四大平衡常數(shù)的計算與應(yīng)用微專題42四大平衡常數(shù)的計算與應(yīng)用1．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）某廢水處理過程中始終保持H2S飽和，即，通過調(diào)節(jié)pH使和形成硫化物而分離，體系中與關(guān)系如下圖所示，c為和的濃度，單位為。已知，下列說法正確的是

A． B．③為與的關(guān)系曲線C． D．2．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）下圖為和在水中達沉淀溶解平衡時的關(guān)系圖(；可認為離子沉淀完全)。下列敘述正確的是

A．由點可求得B．時的溶解度為C．濃度均為的和可通過分步沉淀進行分離D．混合溶液中時二者不會同時沉淀四大平衡常數(shù)的比較常數(shù)符號適用體系影響因素表達式水的離子積常數(shù)K任意水溶液升溫，Kw增大Kw＝c(OH)·c(H+)電離常數(shù)酸Ka弱酸溶液升溫，Ka增大Kb增大A+H2OHA+OH堿Kb弱堿溶液BOHB++OH鹽的水解常數(shù)Kh鹽溶液升溫，Kh增大A+H2OHA+OH溶度積常數(shù)Ksp難溶電解質(zhì)溶液升溫，大多數(shù)Ksp增大MmmAnn的飽和溶液：Ksp＝cmm(Mn+n＋)·cnn(Amm－)注意：(1)四大平衡的基本特征相同，包括逆、動、等、定、變，其研究對象均為可逆變化過程。(2)溶解平衡有放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)，升高溫度后Ksp可能變大或變?。欢婋x平衡、水解平衡均為吸熱過程，升高溫度Ka(或Kb)、Kh均變大。一、Kh與Ka(或Kb)、Kw的關(guān)系及其應(yīng)用1．強堿弱酸鹽：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．強酸弱堿鹽：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為水解平衡常數(shù)、Ka(Kb)為弱酸(或弱堿)的電離平衡常數(shù)、Kw為水的離子積常數(shù)。二、溶度積常數(shù)及其應(yīng)用1．溶度積和離子積以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)為例：溶度積離子積概念沉淀溶解的平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積符號KspQc表達式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度是任意濃度應(yīng)用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解①Q(mào)c>Ksp：溶液過飽和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)③Qc<Ksp：溶液未飽和，無沉淀析出2.影響Ksp的因素(1)內(nèi)因：難溶物質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定因素。(2)外因①濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動，但Ksp不變。②溫度：絕大多數(shù)難溶物的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向溶解方向移動，Ksp增大。③其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或更難電離物質(zhì)或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動，但Ksp不變。3．KW和Ksp曲線不同溫度下水溶液中[H+]與[OH]的變化曲線常溫下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線[Ksp=9×106mol2·L2](1)A、C、B三點均為中性,溫度依次升高,KW依次增大(2)D點為酸性溶液,E點為堿性溶液,T2溫度時KW=1×1014(mol·L1)2(3)AB直線的左上方均為堿性溶液,任意一點均有[H+]<[OH](1)a、c點在曲線上,a→c的變化為增大[SO42-],如加入Na2SO4固體,但(2)b點在曲線的上方,Q>Ksp,將會有沉淀生成(3)d點在曲線的下方,Q<Ksp,則為不飽和溶液,還能繼續(xù)溶解CaSO41．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）向一恒容密閉容器中加入和一定量的，發(fā)生反應(yīng)：。的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是A．B．反應(yīng)速率：C．點a、b、c對應(yīng)的平衡常數(shù)：D．反應(yīng)溫度為，當容器內(nèi)壓強不變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)2．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等?；卮鹣铝袉栴}：(1)在氣氛中，的脫水熱分解過程如圖所示：根據(jù)上述實驗結(jié)果，可知，。(2)已知下列熱化學方程式：則的。(3)將置入抽空的剛性容器中，升高溫度發(fā)生分解反應(yīng)：(Ⅰ)。平衡時的關(guān)系如下圖所示。時，該反應(yīng)的平衡總壓、平衡常數(shù)。隨反應(yīng)溫度升高而(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)提高溫度，上述容器中進一步發(fā)生反應(yīng)(Ⅱ)，平衡時(用表示)。在時，，則，(列出計算式)。1．（2021秋·山東青島·高二青島二中?？计谥校┮韵率浅叵聨追N弱酸的電離平衡常數(shù)：下列說法正確的是CH3COOHH2SHClOK=1.8×105K1=1.3×107；K2=7.1×1015K=4.69×1011A．可發(fā)生反應(yīng)：H2S+2ClO=S2+2HClOB．CH3COOH溶液與Na2S溶液不能反應(yīng)生成NaHSC．同物質(zhì)的量濃度的H2S、HClO、CH3COOH溶液，酸性最強的是CH3COOHD．Na2S、NaClO、CH3COONa中，結(jié)合質(zhì)子能力最強的NaClO2．（2023·吉林長春·校聯(lián)考模擬預測）乙二酸(H2C2O4)俗稱草酸，是二元弱酸，在實驗研究和化學工業(yè)中應(yīng)用廣泛。25°C時，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質(zhì)的量分數(shù)隨溶液pH的變化如圖所示。下列敘述錯誤的是

A．曲線Ⅱ表示溶液中的物質(zhì)的量分數(shù)隨溶液pH的變化B．25°C時，H2C2O4的電離平衡常數(shù)分別是Ka1、Ka2，則=1000C．pH為2.5~5.5過程中主要發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是OH－+=+H2OD．當加入20mlNaOH溶液時，溶液中陰離子濃度由大到小的順序為：c()>c()>c(OH－)3．（2023春·湖北省直轄縣級單位·高三統(tǒng)考階段練習）HA是一元弱酸，BOH是一元弱堿，常溫下，不同濃度的NaA或BCl溶液的pH與lg或lg的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是A．線ab表示BCl溶液的pH與lg的關(guān)系B．B+的水解平衡常數(shù)Kh=105C．等體積等濃度的HA溶液和BOH溶液混合后溶液呈中性D．水的電離程度：b=d＜c=a4．（2023·浙江金華·統(tǒng)考模擬預測）已知HA是一元弱酸，難溶鹽MA的飽和溶液中隨的變化而變化，其中不發(fā)生水解。實驗中往難溶鹽MA的飽和溶液不斷通入HCl氣體，調(diào)節(jié)溶液的，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，298K時，為線性關(guān)系，如下圖中實線所示。下列敘述不正確的是A．當時，B．溶液時，C．MA的溶度積常數(shù)D．HA的電離常數(shù)5．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng)，可用于制氫。水煤氣變換反應(yīng)：

該反應(yīng)分兩步完成：

請回答：(1)。(2)恒定總壓和水碳比[]投料，在不同條件下達到平衡時和的分壓(某成分分壓=總壓×該成分的物質(zhì)的量分數(shù))如下表：條件10.400.400條件20.420.360.02①在條件1下，水煤氣變換反應(yīng)的平衡常數(shù)。②對比條件1，條件2中產(chǎn)率下降是因為發(fā)生了一個不涉及的副反應(yīng)，寫出該反應(yīng)方程式。(3)下列說法正確的是______。A．通入反應(yīng)器的原料氣中應(yīng)避免混入B．恒定水碳比，增加體系總壓可提高的平衡產(chǎn)率C．通入過量的水蒸氣可防止被進一步還原為D．通過充入惰性氣體增加體系總壓，可提高反應(yīng)速率(4)水煤氣變換反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)，需在多個催化劑反應(yīng)層間進行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中的余熱(如圖1所示)，保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進行。

①在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，圖2中bc段對應(yīng)降溫操作的過程，實現(xiàn)該過程的一種操作方法是。A．按原水碳比通入冷的原料氣

B．噴入冷水(蒸氣)

C．通過熱交換器換熱②若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫，在圖3中作出平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線。(5)在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，水煤氣變換反應(yīng)的歷程包含反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附(快速)、反應(yīng)及產(chǎn)物分子脫附等過程。隨著溫度升高，該反應(yīng)的反應(yīng)速率先增大后減小，其速率減小的原因是。6．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。(1)我國古籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現(xiàn)代儀器分析，該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG曲線(熱重)及DSC曲線(反映體系熱量變化情況，數(shù)值已省略)如下圖所示。700℃左右有兩個吸熱峰，則此時分解生成的氧化物有SO2、和(填化學式)。

(2)鉛室法使用了大容積鉛室制備硫酸(76%以下)，副產(chǎn)物為亞硝基硫酸，主要反應(yīng)如下：NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2(ⅰ)上述過程中NO2的作用為。(ⅱ)為了適應(yīng)化工生產(chǎn)的需求，鉛室法最終被接觸法所代替，其主要原因是(答出兩點即可)。(3)接觸法制硫酸的關(guān)鍵反應(yīng)為SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=98.9kJ·mol1(ⅰ)為尋求固定投料比下不同反應(yīng)階段的最佳生產(chǎn)溫度，繪制相應(yīng)轉(zhuǎn)化率(α)下反應(yīng)速率(數(shù)值已略去)與溫度的關(guān)系如下圖所示，下列說法正確的是。

a．溫度越高，反應(yīng)速率越大b．α=0.88的曲線代表平衡轉(zhuǎn)化率c．α越大，反應(yīng)速率最大值對應(yīng)溫度越低d．可根據(jù)不同下的最大速率，選擇最佳生產(chǎn)溫度(ⅱ)為提高釩催化劑的綜合性能，我國科學家對其進行了改良。不同催化劑下，溫度和轉(zhuǎn)化率關(guān)系如下圖所示，催化性能最佳的是(填標號)。

(ⅲ)設(shè)O2的平衡分壓為p，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為αe，用含p和αe的代數(shù)式表示上述催化氧化反應(yīng)的Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算)。1．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）草酸()是二元弱酸。某小組做如下兩組實驗：實驗I：往溶液中滴加溶液。實驗Ⅱ：往溶液中滴加溶液。[已知：的電離常數(shù)，溶液混合后體積變化忽略不計]，下列說法正確的是A．實驗I可選用甲基橙作指示劑，指示反應(yīng)終點B．實驗I中時，存在C．實驗Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)D．實驗Ⅱ中時，溶液中2．（2023·浙江·校聯(lián)考模擬預測）25℃、，，，之和為的溶液中三種粒子所占物質(zhì)的量分數(shù)(分布系數(shù))隨變化的關(guān)系如圖所示。下列說法中不正確的是A．的B．常溫下，向點溶液中滴加半滴溶液，會產(chǎn)生沉淀C．溶液與溶液混合并充分攪拌后：D．常溫下，將足量加入到少量溶液中的離子方程式為：3．（2023春·浙江杭州·高二校聯(lián)考階段練習）25℃時，將HCl氣體緩慢通入0.1mol?L1的氨水中，溶液的pH、體系中粒子濃度的對數(shù)值(lgc)與反應(yīng)物的物質(zhì)的的關(guān)系如圖所示。若忽略溶液體積變化，下列有關(guān)說法不正確的是

A．P2所示溶液：B．t=0.5時，C．25℃時，的電離平衡常數(shù)為109.25D．P3所示溶液：4．（2023春·河北邢臺·高三校聯(lián)考階段練習）常溫下，有機酸中各種含R微粒占所有含R微粒的物質(zhì)的量分數(shù)隨的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是

A．B．時：C．溶液中：D．反應(yīng)的平衡常數(shù)的對數(shù)值5．（2023春·上海長寧·高二華東政法大學附屬中學校考期中）已知25℃，醋酸、次氯酸、碳酸、亞硫酸的電離平衡常數(shù)如表：酸電離平衡常數(shù)醋酸Ki=1.75×105次氯酸Ki=2.98×108碳酸Ki1=4.30×107

Ki2=5.61×1011亞硫酸Ki1=1.54×102

Ki2=1.02×107下列敘述正確的是A．將0.1mol/L的醋酸加水不斷稀釋，所有離子濃度均減小B．少量CO2通入NaClO溶液中反應(yīng)的離子方程式為：CO2+H2O+2ClO→CO+2HClOC．少量的SO2通入Ca(ClO)2溶液中反應(yīng)的離子方程式為：SO2+H2O+Ca2++2ClO→CaSO3↓+2HClOD．25℃，等濃度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3和Na2SO3溶液中，堿性最強的是Na2CO36．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）氨是最重要的化學品之一，我國目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計算反應(yīng)的。(2)研究表明，合成氨反應(yīng)在催化劑上可能通過圖2機理進行(*表示催化劑表面吸附位，表示被吸附于催化劑表面的)。判斷上述反應(yīng)機理中，速率控制步驟(即速率最慢步驟)為(填