2021届高考化学一轮复习五大平衡常数的比较作业
五大平衡常数的比较
一、选择题(本题包括6小题,每小题6分,共36分)
1.下列说法正确的是 ( )
A.电离常数受溶液浓度的影响
B.电离常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.电离常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大
D.H2CO3的电离常数表达式:Ka=
【解析】选B。电离常数是温度的函数,与溶液浓度无关,A项错误;电离常数可以表示弱电解质的相对强弱,B项正确;酸中c(H+)既跟酸的电离常数有关,还跟酸的浓度有关,C项错误;碳酸是分步电离的,第一步电离常数表达式为Ka1=,第二步电离常数表达式为Ka2=,D项错误。
2.(2019·武昌模拟)某温度下,将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中,发生反应:aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5 min后达到平衡,已知该温度下其平衡常数K=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则 ( )
A.a=3 B.a=2
C.B的转化率为40% D.B的转化率为60%
【解析】选C。温度不变,扩大容器的体积(相当于减小压强)时,A的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a=1,A、B项错误;设达到平衡时,B的转化量为x mol,则A、B、C、D的平衡量分别为(2-x)mol、(3-x)mol、x mol、x mol,设容器体积为1 L,则平衡常数K=1=,解得x=1.2,B的转化率=×100% =40%,C项正确,D项错误。
3.(2019·西安模拟)为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响,某研究小组测定两组实验中浓度和体系pH,结果见以下图表。
下列说法不正确的是 ( )
A.在溶液中存在化学平衡I2(aq)+I-(aq)(aq),其平衡常数表达式为
B.第2组实验进行18 s后,由于I2(g)不断生成导致浓度下降
C.3-18 s内第2组实验中生成的平均反应速率约为0.55 moL·L-1·s-1
D.Fe2+可作为O3氧化I-的催化剂
【解析】选C。依题左图与平衡常数的表达式,A项正确;持续通入O3,O2可以将Fe2+氧化为Fe3+:O3+2Fe2++2H+=2Fe3++O2+H2O,Fe3+氧化I-:2Fe3++2I-=I2+2Fe2+,I-消耗量增大,转化率增大,与I2反应的量减少,浓度减小,B项、D项正确;由图给数据可知Δc()=(11.8×10-3 mol·L-1-3.5×10-3 mol·L-1)=8.3×10-3 mol·L-1,由速率公式得:v()===5.5×10-4 mol·L-1·s-1,C项错误。
4.(2019·泰安模拟)已知25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1.0×10-10 mol2·L-2,Ksp(BaCO3) =2.5×10-9 mol2·L-2,下列说法不正确的是 ( )
A.向同浓度的Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中滴加BaCl2溶液,BaSO4先析出
B.向BaCO3的悬浊液中加入少量的新制氯水,c(Ba2+)增大
C.BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中,=
D.向BaSO4的悬浊液中加入Na2CO3的浓溶液,BaSO4不可能转化为BaCO3
【解析】选D。由于Ksp(BaSO4)
105,所以该反应能进行。
(3)阳极发生铁失去电子的氧化反应转化为高铁酸根,电极反应为Fe-6e-+8OH- Fe+4H2O。
答案:(1)①714.6 kJ·mol-1
②0.012 mol·L-1·min-1
③该反应为吸热反应,温度越高反应进行的程度越大,K越大,则pK越小
50 % (2)Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O
K===4.08×106>105,所以易发生 (3)Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O
9.(14分)(1)25 ℃时,H2SO3HS+H+的电离平衡常数Ka=1×10-2,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=________。若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将________(填“增大” “减小”或“不变”)。
(2)已知25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5,该温度下1 mol·L-1的NH4Cl溶液中c(H+)=________mol·L-1。(已知≈2.36)
(3)常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡________(填“向左” “向右”或“不”)移动。试计算溶液中=________。(常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8)
【解析】(1)Ka=,
Kh=====1×10-12。HS+H2OH2SO3+OH-,当加少量I2时,发生反应:I2+HS+H2O2I-+3H++S,导致水解平衡左移,c(H2SO3)稍减小,c(OH-)减小,所以=增大。
(2)Kh==,c(H+)≈c(NH3·H2O),而c(N)≈1 mol·L-1,所以c(H+)== mol·L-1≈2.36×10-5 mol·L-1。
(3)NaOH电离出的OH-抑制水的电离平衡,Na2SO3电离出的S水解促进水的电离平衡。S+H2OHS+OH-,Kh===,所以==60。
答案:(1)1×10-12 增大
(2)2.36×10-5 (3)向右 60
10.(24分)H2S 在金属离子的鉴定分析、煤化工等领域都有重要应用。请回答:
(一)H2S 是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体。反应原理为
ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)
ΔH=+7 kJ·mol-1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH=-42 kJ·mol-1
已知断裂1 mol气态分子中的化学键所需能量如下表所示。
分子
COS(g)
H2(g)
CO(g)
H2S(g)
H2O(g)
CO2(g)
能量/kJ·
mol-1
1 310
442
x
678
930
1 606
(1)计算表中x=__________________。
(2)向V L容积不变的密闭容器中充入1 mol COS(g)、a mol H2(g)和1 mol H2O(g),发生上述两个反应,其他条件不变时,容器内CO的平衡体积分数与温度(T)的关系如图所示。
已知:T1K时测得平衡体系中COS为0.80 mol,H2为0.85 mol。
①随着温度的升高,CO的平衡体积分数增大,理由是__________________ __。
②a=__________。T1K时CO的平衡转化率为______________。
③T1K时容器内总压强为pMPa,用气体分压代替气体浓度计算反应ⅰ压强平衡常数Kp=____________[气体组分的分压=总压强×(气体组分的物质的量/气体总物质的量)](结果保留2位小数)。
(3)少量的羰基硫(COS)用氢氧化钠溶液处理的过程如下(部分产物已略去):
COSNa2S溶液Na2S2O3溶液+H2
下图是反应ⅱ中,在不同温度下,反应时间与H2产量的关系图(Na2S的初始含量为3 mol)。
①Na2S溶液显__________(填“酸性”或“碱性”)。
②判断T1、T2、T3的大小:_____________________________。
(二)H2S 用于金属离子的鉴定。
(4)已知:25 ℃时,Ksp(SnS)=1.0×10-25, Ksp(CdS)=8.0×10-27。该温度下,向浓度均为0.1 mol·L-1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S,当Sn2+开始沉淀时,溶液中c(Cd2+)=__________________________(溶液体积变化忽略不计)。
【解析】(1)根据反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-42 kJ·mol-1, (x+930)-(1 606+442)=-42,解得x=1 076。
(2)①COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)
ΔH=+7 kJ·mol-1,反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO的平衡体积分数增大,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-42 kJ·mol-1,反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的平衡体积分数也增大。
② COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)
起始(mol) 1 a 0 0
反应(mol) 0.2 0.2 0.2 0.2
平衡(mol) 0.8 a-0.2 0.2 0.2
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始(mol) 0.2 1 0 a-0.2
反应(mol) x x x x
平衡(mol) 0.2-x 1-x x a-0.2+x
则a-0.2+x=0.85,根据图象,平衡时CO的平衡体积分数为5%,因此5%=×100%,解得a=1,x=0.05,COS的平衡转化率×100%=20%。
③根据上述计算可知COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g),平衡时的物质的量分别为COS 0.8 mol,H2 0.85 mol,H2S 0.2 mol,CO 0.15 mol,气体的总物质的量为
3 mol,Kp==0.044。
(3)①Na2S属于强碱弱酸盐,水解溶液显碱性。
②由图可知,温度高的反应速率快,则反应的时间短,则T3>T2>T1。
(4)根据Ksp(SnS)=1.0×10-25,当Sn2+开始沉淀时,溶液中c(S2-)== 1.0×10-24 mol·L-1,此时溶液中c(Cd2+)==8.0×10-3 mol·L-1。
答案:(1)1 076 (2)①反应i为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO的平衡体积分数增大;反应ii为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的平衡体积分数也增大 ②1 20% ③0.044
(3)①碱性 ②T3>T2>T1
(4)8.0×10-3mol·L-1
