高考化学 考点55 电离平衡常数的考查必刷题.docx
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高考化学考点55电离平衡常数的考查必刷题
考点五十五电离平衡常数的考查
1.以下是常温下几种弱酸的电离平衡常数:
CH3COOH
H2S
HClO
K=1.8×10-5
K1=1.3×10-7
K2=7.1×10-15
K=4.69×10-11
下列说法正确的是
A.可发生反应:
H2S+2ClO-=S2-+2HClO
B.CH3COOH溶液与Na2S溶液不能反应生成NaHS
C.同物质的量浓度的Na2S、NaClO、CH3COONa溶液,pH最大的是NaClO溶液
D.同物质的量浓度的H2S、HClO、CH3COOH溶液,酸性最强的是CH3COOH
【答案】D
2.由表格中的电离平衡常数判断可以发生的反应是
化学式
电离常数
HClO
K=3×10-8
H2CO3
K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
A.NaClO+NaHCO3=HClO+Na2CO3
B.NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO3
C.2NaClO+CO2+H2O=2HClO+Na2CO3
D.2HClO+Na2CO3=2NaClO+CO2↑+H2O
【答案】B
3.根据下表提供的数据,判断下列离子方程式或化学方程式正确的是
化学式
电离常数
HClO
K=3×10-8
H2CO3
K1=4×10-7 K2=6×10-11
A.向Na2CO3溶液中滴加少量氯水:
+2Cl2+H2O===2Cl-+2HClO+CO2↑
B.向NaHCO3溶液中滴加少量氯水:
2
+Cl2===Cl-+ClO-+2CO2↑+H2O
C.向NaClO溶液中通少量CO2:
CO2+NaClO+H2O===NaHCO3+HClO
D.向NaClO溶液中通过量CO2:
CO2+2NaClO+H2O===Na2CO3+2HClO
【答案】C
【解析】A.向Na2CO3溶液中滴加少量氯水,溶液中碳酸钠过量,盐酸和碳酸钠反应生成碳酸氢钠,次氯酸和碳酸钠反应生成碳酸氢钠和次氯酸钠,反应的离子方程式应为:
2CO32-+2Cl2+H2O=2Cl-+ClO-+2HCO3-,故A错误;B.向NaHCO3溶液中滴加少量氯水,氯水中的盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,次氯酸不能和碳酸氢钠反应,产物为次氯酸,反应的离子方程式为:
HCO3-+Cl2=Cl-+HClO+CO2↑,故B错误;
C.向NaClO溶液中通入少量CO2,因次氯酸的酸性强于HCO3-,则反应生成碳酸氢钠和次氯酸,反应的化学方程式为:
CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO,故C正确;D.向NaClO溶液中通入足量CO2反应生成碳酸氢钠和次氯酸,反应的化学方程式为:
CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO,故D错误。
4.硫酸、硝酸、高氯酸在水溶液中都是强酸,下表是某温度下这三种酸在冰醋酸中的电离常数。
下列说法正确的是
酸
H2SO4
HNO3
HClO4
K1
6.3×10-9
4.2×10-10
1.6×10-5
A.在冰醋酸中H2SO4的电离方程式为:
H2SO4
2H++
B.在冰醋酸中,HNO3的酸性最强
C.在冰醋酸中,0.01mol/L的HClO4,其离子总浓度约为4×10-4mol/L
D.高氯酸水溶液与氨水反应的离子方程式为H++NH3·H2O===H2O+
【答案】D
5.化合物HB在水中达到电离平衡时各微粒的浓度如表所示(25℃):
HB初始浓度/mol·L-1
1.00
0.100
平衡浓度/mol·L-1
c(HB)
0.996
0.0987
c(B-)或c(H+)
①4.21×10-3
②1.34×10-3
Ka=
③1.78×10-5
④1.82×10-5
α=
×100%
⑤0.421%
⑥1.34%
分析表中①至⑥的数据,下列说法不正确的是
A.①与②的数据都说明化合物HB只有部分电离
B.③与④的数据近似相等,说明HB的电离平衡常数与初始浓度无关
C.⑤与⑥的数据说明加水稀释后HB的电离平衡正向移动
D.⑤与⑥的数据说明HB起始浓度越大,电离的程度越大
【答案】D
6.常温下将盐酸溶液滴加到联氨(N2H4)的水溶液中,混合溶液中的微粒的物质的量分数δ(X)随-1g(OH-)变化的关系如图所示。
下列叙述错误的是
A.反应N2H62++N2H4=2N2H5+的pK=90(已知pK=lgK)
B.N2H5Cl溶液中存在:
c(Cl-)+c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)
C.N2H5Cl溶液中c(H+)>c(OH-)
D.Kb1(N2H4)=10-6
【答案】A
【解析】A、由N2H5+的电离方程式N2H5++H2O
N2H62++OH-可得Kb2(N2H4)=
,则Kb1(N2H4)/Kb2(N2H4)=
,即为反应N2H62++N2H4=2N2H5+的K=Kb1(N2H4)/Kb2(N2H4)=
,所以pK=9.0,A错误;B、N2H5C1溶液中存在的电荷守恒为c(Cl-)+c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+),B正确。
C、N2H5C1溶液中因N2H5+的水解使溶液呈酸性,所以c(H+)>c(OH-),C正确;D、由图象可知当-lg(OH-)=6时,N2H4和N2H5+的物质的量分数相等,可推知其浓度相等,由N2H4的电离方程式N2H4+H2O
N2H5++OH-,得Kb1(N2H4)=
,D正确;答案选A。
7.若定义pC是溶液中微粒物质的量浓度的负对数,则常温下,一定浓度的某酸(H2A)水溶液中pC(H2A)、pC(HAˉ)、pC(A2-)随着溶液pH的变化曲线如图所示。
下列说法一定正确的是
A.pH=4时,c(HAˉ) B.c(H2A)+c(HAˉ)+c(A2-)是定值 C.该酸的电离常数Ka1=10-1.3 D.常温下,NaHA的水溶液呈碱性 【答案】C 8.25℃时,用NaOH溶液滴定H2C2O4溶液,溶液中-1g[c(H+)/c(H2C2O4)]和-1gc(HC2O4-)或-1g[c(H+)/c(HC2O4-)]和-1gc(C2O42-)关系如图所示,下列说法不正确的是 A.曲线L1表示-1g[c(H+)/c(H2C2O4)]和-1gc(HC2O4-)的关系 B.Ka2(H2C2O4)的数量级为10-2 C.已知NaHC2O4溶液的pH<7,则溶液中c(Na+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4) D.向0.1mol/LH2C2O4溶液中加入少量水[c(HC2O4-)/c(H2C2O4)]增大 【答案】B 9.常温下,H2A是一种易溶于水的二元酸,将NaOH溶液滴入等物质的量浓度的H2A溶液中,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数(a)随溶液pH的变化关系如图所示。 下列说法错误的是 A.常温下,H2A HA-+H+的电离平衡常数Ka1=10-3.30 B.当c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)时,溶液呈中性 C.pH=6.27时,c(A2-)=c(HA-)>c(H+)>c(OH-) D.V(NaOH溶液): V(HA溶液)=3: 2时,2c(Na+)+c(OH-)=2c(H2A)+c(HA-)+c(H+) 【答案】D 10.25℃时,将浓度均为0.1mol·L-1、体积分别为Va和Vb的HA溶液与BOH溶液按不同体积比混合,保持Va+Vb=100mL,Va、Vb与混合液pH的关系如图所示。 下列说法正确的是 A.Ka(HA)=1×10-6 B.b点时,c(B+)=c(A-) C.c点时,混合溶液中 随温度升高而增大 D.a→c过程中水的电离程度始终增大 【答案】B 【解析】A.由图可知0.1mol/LHA溶液pH=3,由HA⇌H++A−可知: ,故A错误;B.b点是两者等体积混合溶液呈中性,所以离子浓度的大小为: c(B+)=c(A−)>c(H+)=c(OH−),故B正确;C.c点时, 水解平衡常数Kh只与温度有关,温度升高,Kh增大, 减小, 减小,故C错误;D.a→b是酸过量和b→c是碱过量两过程中水的电离程受抑制,b点是弱酸弱碱盐水解对水的电离起促进作用,所以a→c过程中水的电离程度先增大后减小,故D错误;本题选B。 11.T℃时,浓度均为1mol/L的两种弱酸HA、HB中不断加水稀释,并用pH传感器测定溶液pH。 所得溶液pH的两倍(2pH)与溶液浓度的对数(lgc)的关系如图所示。 下列叙述错误的是 已知: ①HA的电离平衡常数: ②pKa=-lgKa A.酸性: HA>HB B.a点对应的溶液中: c(HA)=0.1mol/L,c(H+)=0.01mol/L C.T℃时,弱酸HB的pKa≈5 D.弱酸的Ka随溶液浓度的降低而增大 【答案】D 12.t℃时,配制一组c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=1.000×10-3mol·L-1的H2CO3与HCl或H2CO3与NaOH的混合溶液,溶液中部分微粒浓度的负对数(-lgc)与pH关系如下图所示。 下列说法正确的是() A.pH=6.3的溶液中: c(Na+)>1.000×10-3mol·L-1 B.pH=7的溶液中: c(Na+)>c(H2CO3)>c(CO32-) C.pH=a的溶液中: c(HCO3-)>c(Na+)>c(H+)>c(CO32-) D.25℃时,反应H2CO3+CO32- 2HCO3-的平衡常数为1.0×104 【答案】BD 13.已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示: 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平衡常数 Ka=1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=3.0×10-8 回答下列问题: (1)物质的量浓度均为0.1mol·L-1的四种溶液: a.CH3COONab.Na2CO3c.NaClOd.NaHCO3 pH由小到大排列的顺序是________(用字母编号填写)。 (2)常温下,0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是___(填字母)。 A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-) D.c(OH-)/c(H+) E.c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH) (3)体积均为100mLpH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则HX的电离平衡常数________(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。 (4)标准状况下,将1.12LCO2通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液中,用溶液中微粒的浓度符号完成下列等式: ①c(OH-)=2c(H2CO3)+________; ②c(H+)+c(Na+)=________。 (5)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=________mol·L-1(填精确值)。 【答案】a<d<c<bBD大于c(HCO3-)+c(H+)c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)9.9×10-7 14.25℃时,三种酸的电离平衡常数如下: 回答下列问题: 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平衡常数 1.8×10-5 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 3.0×10-8 (1)一般情况下,当温度升高时,电离平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)下列四种离子结合质子能力最强的是______(填字母)。 a.CO32-b.ClO-c.CH3COO-d.HCO3- (3)下列反应不能发生的是________(填字母)。 a.CO32-+2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑+H2Ob.ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO c.CO32-+2HClO=CO2↑+H2O+2ClO-d.2ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO (4)体积均为10mL、pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如下图所示。 则HX的电离平衡常数________(填“>”、“=”或“<”,下同)醋酸的电离平衡常数;稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)_____醋酸溶液中水电离出来的c(H+);用同浓度的NaOH溶液分别中和上述两种酸溶液,恰好中和时消耗NaOH溶液的体积: 醋酸____HX。 【答案】增大acd>>> 15.Ⅰ.CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。 (1)用甲烷与水蒸气制备合成气,每生成1mol合成气,需要供给51.5kJ热量。 该反应的热化学方程式为_____________________________________________________。 (2)在一定温度下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40molCH4和0.60molH2O(g),发生反应: CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。 测得CH4和H2的物质的量浓度随时间变化如下表所示: 时间/min 物质的浓度(mol/L) 0 1 2 3 4 CH4 0.2 0.13 0.1 0.1 0.09 H2 0 0.21 0.3 0.3 0.33 ①该反应第一次达平衡时的平衡常数K=_______________。 ②3min时改变的反应条件是__________________(只填一种条件的改变即可)。 (3)已知一定压强下,温度、投料比X[n(CH4)/n(H2O)]对该反应的影响如图所示。 图1中的两条曲线所示投料比的关系X1______X2(填“=”、“>”或“<”)。 Ⅱ.(4)已知常温下HCOOH的电离常数为 ,则HCOO—的水解反应HCOO-+H2O HCOOH+OH-的平衡常数Kh=__________________。 (5)常温下,将amol/L的HCOOH溶液与a/2mol/L的NaOH溶液等体积混合后,溶液中各离子浓度由大到小的顺序是______________________________。 (6)常温下,在amol/L的HCOOH溶液中加入等体积的bmol/L的NaOH溶液至溶液呈中性,此时溶液中HCOOH的物质的量浓度为______________________。 【答案】CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206kJ/mol0.135升高温度或增大c(H2O)>5× c(HCOO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)(a-b)/2 【解析】 (1)根据热化学方程式的书写方法,先写出方程式并标注状态,再根据热量与化学计量数计算焓变,则 16.碳及其化合物在能源、材料等方面具有广泛的用途。 回答下列问题: (1)碳酸和草酸(H2C2O4)均为二元弱酸,其电离均为分步电离,二者的电离常数如下表: H2CO3 H2C2O4 K1 4.2×10−7 5.4×10−2 K2 5.6×10−11 5.4×10−5 ①向碳酸钠溶液中滴加少量草酸溶液所发生反应的离子方程式为_____________。 ②浓度均为0.1mol·L−1的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2C2O4溶液、NaHC2O4溶液,其溶液中H+浓度分别记作c1、c2、c3、c4。 则四种溶液中H+浓度由大到小的顺序为________________。 (2)常温时,C和CO的标准燃烧热分别为−394.0kJ·mol−1、−283.0kJ·mol−1,该条件下C转化为CO的热化学方程式为____________________。 (3)氢气和一氧化碳在一定条件下可合成甲醇,反应如下: 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) ΔH=QkJ·mol−1 ①该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表: 温度/℃ 250 300 350 K/L2·mol−2 2.041 0.270 0.012 由此可判断Q______(选填“>”或“<”)0。 ②一定温度下,将6molH2和2molCO充入体积为2L的密闭容器中,10min反应达到平衡状态,此时测得c(CO)=0.2mol·L−1,该温度下的平衡常数K=____,0~10min内反应速率v(CH3OH)=______。 ③在两个密闭容器中分别都充入20molH2和10molCO,测得一氧化碳的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示: 若A点对应容器的容积为20L,则B点对应容器的容积为____L。 【答案】H2C2O4+2 2 + c4>c3>c2>c12C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=−222.0kJ·mol−1<2.041L2·mol−20.08mol·L−1·min−14 17.25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示: 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平衡常数 1.7×10-5 K1=4.3×10-7K2=5.6×10-11 3.0×10-8 请回答下列问题: (1)物质的量浓度相等的CH3COONa溶液和NaClO溶液pH大小关系为: c(CH3COONa)_____c(NaClO)(填“>”、“<”或“=”)。 (2)H2CO3的电离方程式为: _____。 (3)向NaClO溶液中通入少量二氧化碳气体,发生反应的离子方程式为: _____。 (4)泡沫灭火器内筒装有Al2(SO4)3溶液,外筒装有NaHCO3溶液。 ①Al2(SO4)3溶液呈酸性的原因是: _____。 (用离子方程式说明) ②内、外筒溶液混合后发生反应离子方程式为: _____。 (5)常温下0.1mol•L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变大的是______。 A.c(H+)B.c(H+)·c(OH-) C. D. (6)H+浓度相等、体积相等的两份溶液A(盐酸)和B(CH3COOH)分别与锌粉反应后,仅有一份溶液中剩余锌,放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是__(填写序号)。 ①开始反应时的速率A>B②放出等量氢气所需要的时间B>A ③参加反应的锌的物质的量A=B④A中有锌剩余 【答案】 HCO +H+HCO3- CO32-+H+(或H2CO3 HCO +H+)ClO-+CO2+H2O=HCO3-+HclOAl3++3H2O Al(OH)3+3H+Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑C③④ 【解析】 (1)根据表中数据可以知道,酸的电离出平衡常数大小为: CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-,电离平衡常数越大,酸性越强,对应的盐水解越弱; (2)H2CO3为二元弱酸,分两步电离,以第一步为主,电离方程式为: H2CO3 HCO +H+HCO3- CO32-+H+; (3)因为酸性H2CO3>HClO>HCO3-,根据强制弱规律,向NaClO溶液中通入少量二氧化碳气体,发生反应的离子方程式为: ClO-+CO2+H2O=HCO3-+HClO; (4)①Al2(SO4)3溶液中由于Al3+水解而呈酸性。 ②Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液混合,发生相互促进水解; (5)A.0.1mol•L-1的CH3COOH溶液加稀释过程中,溶液中氢离子浓度减小; B、KW=c(H+)·c(OH-)只受温度的影响,温度不变则其值是一个常数; C.0.1mol•L-1的CH3COOH溶液加稀释过程中,各个微粒浓度减小,同时醋酸的电离向右移动,c(H+)减小的程度小于c(CH3COOH)的减小程度,所以 增大; D. =Kw/Ka,为常数,因为温度不变则常数不变; (6)由于醋酸部分电离,其酸的浓度大于氢离子浓度,盐酸中HCl的浓度等于氢离子的浓度,所以醋酸的浓度大于HCl的浓度,则盐酸中锌粉剩余,以此解答该题。 详解: (1)根据表中数据可以知道,酸的电离出平衡常数大小 为: CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-,电离平衡常数越大,酸性越强,对应的盐水解越弱,所以pH大小关系为: c(CH3COONa) 因此,本题正确答案是: <; (2)H2CO3为二元弱酸,分两步电离,以第一步为主,电离方程式为: H2CO3 HCO +H+,HCO3- 18.传统的定量化学实验受到计量手段的制约而研究范围狭窄、精确度不高。 DIS数字化信息系统(由传感器、数据采集器和计算机组成)因为可以准确测量溶液的pH等,所以在中和滴定的研究中应用越来越广泛。 (1)某学习小组利用DIS系统测定某醋酸溶液的物质的量浓度,以测量溶液导电能力来判断滴定终点,实验步骤如下: ①用__________(填仪器名称)量取20.00mL醋酸溶液样品,倒入洁净干燥锥形瓶中,连接好DIS系统。 如果锥形瓶中含有少量蒸馏水,测量结果将______________(选填“偏大”、“偏小”或“不影响”)。 向锥形瓶中滴加0.1000mol·L-1的NaOH溶液,计算机屏幕上显示出溶液导电能力与加入NaOH溶液体积关系的曲线图如下图。 ②醋酸与NaOH溶液反应的离子方程式为___________________________。 ③图中b点时,溶液中各离子浓度大小的关系是_________________。 ④若图中某一点pH等于8,则c(Na+)—c(CH3COO-)的精确值为________。 (2)将体积为10mLpH=2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程pH的变化曲线如图所示,则HX的电离平衡常数________(填“大于”“等于”或“小于”,下同)醋酸的电离平衡常数;稀释后,HX溶液中由水电离出来的c(H+)______醋酸溶液中由水电离出来的c(H+)。 (3)25℃时,CH3COOH的电离平衡常数K=1.8×10-5。 在0.5mol·L-1的CH3COOH溶液中由CH3COOH电离出的c(H+)约是由水电离出的c(H+)的______倍。 【答案】酸式滴定管不影响CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2Oc(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)9.9×10-7mol·L-1大于大于3.6×109 CH3COOH电离出的c(H+)约为 ,酸抑制水的电离,则由水
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