溶液中的离子平衡与化学平衡(教师版)

试卷第1页，总11页溶液中的离子平衡1．Ⅰ．已知在常温常压下：①2CH3OH(l)十3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=－1275.6kJ·mol—1②H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ.mo—1写出表示甲醇燃烧热．．．的热化学方程式。Ⅱ．磷酸（H3PO4）在水溶液中各种存在形式物质的量分数δ随pH的变化曲线如下图：（1）在Na3PO4溶液中，c（Na＋）／c（PO43－）3（填“＞”“＝”“＜”），向Na3PO4溶液中滴入稀盐酸后，pH从10降低到5的过程中发生的主要反应的离子方程式为。（2）从图中推断NaH2PO4溶液中各种微粒浓度大小关系正确的是。（填选项字母）A、C（Na+）＞C（H2PO4-）＞C（H+）＞C（HPO42-）＞C（H3PO4）B、C（Na+）＞C（H2PO4-）＞C（OH-）＞C（H3PO4）＞C（HPO42-）C、C(H+)+C(Na+)＝C(OH-)+C(H2PO4－)+2C(HPO42－)＋3C(PO43－)＋C（H3PO4）D、C(Na+)＝C(H2PO4－)+C(HPO42－)＋C(PO43－)＋C（H3PO4）（3）假设25℃条件下测得0.1mol·L–1的Na3PO4溶液的pH＝12，近似计算出Na3PO4的第一步水解的水解常数Kh（写出计算过程，忽略Na3PO4的第二、第三步水解，结果保留两位有效数字）。Ⅲ．化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理酸性水中的硝酸盐污染。电化学降解NO3－的原理如图．．所示。电源正极为（填A或B），阴极反应式为。【答案】Ⅰ．CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol（2分）Ⅱ．（1）＞HPO42-+H+=H2PO4-（每空2分，共4分）（2）AD（2分）（3）PO43－+H2OHPO42-+OH-（1分）起始浓度（mol·L–1）：0.100变化浓度（mol·L–1）：0.010.010.01平衡浓度（mol·L–1）：0.090.010.01(1分)Kh=C(HPO42-)×C（OH-）/C(PO43－)=0.01×0.01/0.09=1.1×10-3mol·L–1Ⅲ．A2NO3-+10e-+12H+=6H2O+N2↑（每空2分，共4分）【解析】试题分析：Ⅰ．根据已知方程式和盖斯定律，甲醇燃烧的化学方程式为可由（①—②×4）÷2而得，因此表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol。Ⅱ．（1）Na3PO4溶液中，PO43－发生水解，因此c（Na＋）／c（PO43－）3，从磷酸（H3PO4）在水溶液中各种存在形式物质的量分数δ随pH的变化曲线图可以看出，在pH从10降低到5的过程中，主要是HPO42-的含量在逐渐减小为0，而H2PO4–的含量在逐渐增大，试卷第2页，总11页因此发生的主要反应的离子方程式为HPO42-+H+=H2PO4-。（2）从图中可以看出，H2PO4–离子在酸性条件下才能大量存在，因此说明H2PO4–的电离大于水解，因此NaH2PO4溶液中有C（HPO42-）＞C（H3PO4），又水电离出的一部分H+，因此离子浓度大小顺序有C（Na+）＞C（H2PO4-）＞C（H+）＞C（HPO42-）＞C（H3PO4），因此A正确；由于H2PO4–发生水解和电离后，溶液中含P的微粒有H2PO4－、HPO42－、PO43－、H3PO44种，因此电荷守恒式C错误；物料守恒式D正确。故选AD。（3）根据溶液水解后的PH=12，可以计算水解产生的c(OH-）=0.01mol/L，列成三段式有：PO43－+H2OHPO42-+OH-起始浓度（mol·L–1）：0.100变化浓度（mol·L–1）：0.010.010.01平衡浓度（mol·L–1）：0.090.010.01Kh=C(HPO42-)×C（OH-）/C(PO43－)=0.01×0.01/0.09=1.1×10-3mol·L–1Ⅲ．从原理示意图中可以看出，该装置是一个电解池装置，要降解的硝酸盐变成了N2，因此在图中的右侧发生了还原反应，该极为阴极，电源的A极则是正极。阴极反应的方程式为：2NO3-+10e-+12H+=6H2O+N2↑。考点：本题考查的是燃烧热的热化学方程式的书写、盖斯定律的应用、离子浓度大小比较、水解平衡常数的计算、电化学基础等知识。2．下列叙述正确的是A．已知I3－I2＋I－，向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4，振荡静置后CCl4层显紫红色，说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大B．室温下向10mLpH=3的醋酸溶液中加水稀释后,溶液中33(CHCOO)(CHCOOH)(OH)ccc减小C．室温时ka(HF)＝3.6×10－4，ka(CH3COOH)＝1.75×10－5，0.1mol/L的NaF溶液与0.1mol/L的CH3COOK溶液相比,一定有c(Na＋)－c(F－)＜c(K＋)－c(CH3COO－)成立D．在25℃时，将amol/L的氨水与0.01mol/L的盐酸等体积混合，充分反应后溶液中c(NH4＋)＝c(Cl－)，则25℃时NH3•H2O的电离常数Kb＝910a0.01【答案】D【解析】试题分析：A、向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4，振荡静置后CCl4层显紫红色，这说明平衡I3－I2＋I－加入适量CCl4后，有利于平衡I3－I2＋I－向右移动，I2溶解在CCl4中显紫红色，A不正确；B、醋酸是弱酸，存在电离平衡，稀释促进电离。由于33(CHCOO)(CHCOOH)(OH)ccc＝33(CHCOO)(H)(CHCOOH)(OH)(H)ccccc＝aWKK，因为温度不变，所以33(CHCOO)(CHCOOH)(OH)ccc不变，B不正确；C、根据HF的电离常数大于醋酸的电离常数，所以醋酸钾的水解程度大于NaF的水解程度，即醋酸钾溶液的碱性强于NaF溶液的碱性。根据电荷守恒可知c(Na＋)＋c1(H＋)＝c(F－)＋c1(OH－)、c(K＋)＋c2(H＋)=c(CH3COO－)＋c2(OH－)，则c(Na＋)－c(F－)＝c1(OH－)－c1(H＋)、c(K＋)－c(CH3COO－)＝c2(OH－)－c2(H＋)。因为c1(OH－)＜c2(OH－)，c1(H＋)＞c2(H＋)，所以c(Na＋)－c(F－)＜c(K＋)－c(CH3COO－)，C不正确；D、在25℃时，将amol/L的氨水与0.01mol/L的盐酸等体积混合，充分反应后溶液中c(NH4＋)＝c(Cl－)＝0.01mol/L÷2＝0.005mol/L。根据电荷试卷第3页，总11页守恒可知c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，因此c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol/L，而溶液中c(NH3·H2O)＝（0.5a－0.005）mol/L，则根据氨水的电离常数表达式可知Kb＝432(NH)(OH)(NHHO)ccc＝70.005100.5a0.005＝910a0.01，D正确。考点：考查外界条件对平衡状态和电离平衡的影响；盐类水解和溶液中离子浓度大小比较；电离平衡常数的计算等3．对于常温下0.1mol·L－1NaHCO3溶液，下列叙述不正确．．．的是（）A．c(Na＋)=c(HCO3－)+c(CO32－)+c(H2CO3)B．温度升高，溶液的pH升高，但溶液中的c（H＋）与c（OH－）乘积不变C．与等体积等浓度的CH3COOH溶液反应后，溶液中c（Na＋）＞c（CH3COO－）D．加入适量的NaOH固体，溶液的pH减小【答案】BD【解析】试题分析：A项，符合物料守恒原理，表示钠元素的总浓度始终与碳元素的总浓度相等，故A正确；B项，碳酸氢钠是强碱弱酸盐，完全电离出的碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度，所以该盐溶液呈弱碱性，由于碳酸氢根离子的水解反应是吸热反应，升高温度，促进其水解平衡右移，氢氧根离子浓度增大，溶液的碱性增强，pH升高，同时，溶剂水的电离也是吸热反应，升高温度，促进水的电离，则水的离子积增大，即溶液中的c（H＋）与c（OH－）乘积随温度升高而增大，故B错；依题意NaHCO3+CH3COOH=CH3COONa+CO2↑+H2O反应中碳酸氢钠与醋酸的物质的量之比等于系数之比，则二者完全反应，都没有过量，生成的醋酸钠是强碱弱酸盐，其完全电离出的醋酸根离子部分水解，生成醋酸和氢氧根离子，则溶液中c（Na＋）＞c（CH3COO－），故C正确；氢氧化钠是强碱，与碳酸氢钠发生中和反应，即NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O，则溶液的碱性增强，pH增大，故D错。考点：考查溶液中离子浓度大小比较及平衡移动，涉及碳酸氢钠稀溶液中的物料守恒关系式、温度对碳酸氢钠溶液的pH的影响、温度对水的离子积的影响、盐与酸混合溶液中离子浓度大小比较、盐类水解及其应用、酸式盐与强碱的反应、溶液pH和酸碱性变化等。4．某二元酸（H2A）按下式发生电离：H2A＝H++HA－；HA－H++A2－。现有下列四种溶液：①0.01mol・L1的H2A溶液②0.01mol・L1的NaHA溶液③0.02mol・L1的HCl溶液与0.04mol・L1的NaHA溶液等体积混合④0.02mol・L1的NaOH溶液与0.02mol・L1的NaHA溶液等体积混合下列关于上述四种溶液的说法正确的是（）A．溶液②中存在水解平衡：HA―+H2OH2A+OH―B．溶液③中有：c(HA－)+2c(A2－)=c(Na+)C．溶液④中有：c(OH－)=c(H+)+c(HA－)D．四种溶液中c(HA－)浓度大小：③＞①＞②＞④【答案】CD【解析】试题分析：二元酸H2A在水溶液中发生电离：H2A＝H++HA-，HA-H++A2-，这说明是二元酸的第一步电离是完全的，而第二步电离存在电离平衡。因此HA-离子只存在电离平衡，不存在水解平衡，溶液显酸性，选项A不正确；B不正确，不符合物料守恒，应该是c(HA－)+c(A2－)=c(Na+)；④中恰好反应生成Na2A，水解溶液显碱性，正确，符合质子守恒；③中盐酸的存在抑制HA－的电离，c(HA－)浓度最大，而④中最小。①第一步电离出的氢离子抑制第二步的电离，所以c(HA－)浓度大于②中，则选项D正确，答案选试卷第4页，总11页CD。考点：考查了盐类水解的应用，离子浓度大小的比较点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题贴近高考，综合性强，在注重对学生基础知识巩固与训练的同时，侧重对学生能力的培养与解题方法的指导和训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。该题的关键是利用好几种守恒关系，即电荷守恒、物料守恒以及质子守恒，其次还需要注意酸式盐的电离程度和水解程度的相对大小。5．下列说法正确的是：A．在100℃、101kPa条件下，液态水的气化热为40.69kJ·mol-1，则H2O(g)H2O(l)的ΔH=40.69kJ·mol-1B．已知MgCO3的Ksp=6.82×10-6，则所有含有固体MgCO3的溶液中，都有c(Mg2+)=c(CO32-)，且c(Mg2+)·c(CO32-)=6.82×10-6C．已知：则可以计算出反应CH3(g)+3H2CH3(g)(g)的ΔH为－384kJ·mol-1D．常温下，在0.10mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体，能使NH3·H2O的电离度降低，溶液的pH减小【答案】D【解析】试题分析：物理变化没有反应热，A不正确；B不正确，例如将碳酸镁放在在氯化镁溶液中c(Mg2+)和c(CO32-)不相等，且只有当达到溶解平衡时才能满足c(Mg2+)·c(CO32-)＝6.82×10-6。C不正确，因为苯环中不存在碳碳双键和碳碳单键，因此根据表中数据不能计算该反应的反应热；D中增大NH4＋的浓度，抑制氨水的电离，溶液的酸性增强，答案选D。