例析化学高考中的五大常数

例析化学高考中的五大常数一、阿佛加德罗常数阿佛加德罗常数是指0.012Kg12C中包含的12C原子的准确数目，用NA表示，单位是个/mol。NA的近似数值为6.02×1023mol-1，可通过单分子膜法、电解法等测出。例1．(2007·广东)下列叙述正确的是()A．48gO3气体含有6.02×1023个O3分子B．常温常压下，4.6gNO2气体含有1.81×1023个NO2分子C．0.5mol·L－1CuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2＋D．标准状况下，33.6LH2O含有9.03×1023个H2O分子解析：48gO3为1mol，含有6.02×1023个O3分子，A选项正确；4.6gNO2气体为0.1mol，含有0.1NA，即6.02×1022个NO2分子，B选项错误；0.5mol·L－1CuCl2溶液中含有Cu2＋的个数与溶液的体积有关，还要考虑Cu2＋的水解，C选项错误；标准状况下，H2O的状态不是气体，不能用22.4L/mol进行计算，D选项错误。答案：A例2.(2007·宁夏)若NA表示阿佛加德罗常数，下列说法正确的是()A．1molCl2作为氧化剂得到的电子数为NAB．在0℃，101kPa时，22.4L氢气中含有NA个氢原子C．14g氮气中含有7NA个电子D．NA个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的质量比为7:4解析：1molCl2作为氧化剂，得到的电子数为2NA，A选项错误；0℃，101kPa是指标准状况，22.4L氢气为1mol氢气，含有2NA个氢原子，B选项错误；14g氮气是0.5mol，1mol氮气中含有14mol电子，所以14g氮气中含有7NA个电子，C选项正确；NA个一氧化碳分子为1mol，即28g，0.5mol甲烷的质量为8g，所以质量比为7：2，D选项错误。答案：C二、化学平衡常数化学平衡常数是指在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘积的比值，该比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）。表达式：对于一般的可逆反应，mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）当在一定温度下达到平衡时，K=cp(C)•cq(D)/[cm(A)•cn(B)]使用化学平衡常数时应注意的几个问题：1．化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。2．在化学平衡常数表达式中：水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写。例3．(2007·上海)一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)根据题意完成下列各题：(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K=，升高温度，K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)=。(3)在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是a．氢气的浓度减少b．正反应速率加快，逆反应速率也加快c．甲醇的物质的量增加d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大(4)据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是：_______________________________________(用化学方程式表示)。解析：依据平衡常数的表达式，达到平衡时：(1)K=；根据两条曲线，升高温度，甲醇的物质的量减少，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即升高温度K值减小。(2)氢气的平均反应速率v(H2)是v(CH3OH)的2倍，即v(H2)=mol·(L·min)－1。(3)体积压缩到原来的1/2，压强增大，平衡向正反应方向移动，但H2的浓度还是增大；重新达到平衡时n(H2)/n(CH3OH)减小；所以正确的是b、c。(4)加热时，CO和H2能够还原Cu2O，根据题给信息，CO2能够抑制反应的发生。即:Cu2O＋CO2Cu＋CO2。答案：见解析例4(2009·天津)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力，CO吸入肺中发生反应：CO+HbO2O2+HbCO,37℃时，该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2溶液的0.02倍，导致人智力受损。据此，下列结论错误的是（）A．CO与HbO2反应的平衡常数K=c(O2)•c(HbCO)/[c(CO)•c(HbO2)]B．人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少C．当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损D．把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动解析：依据平衡常数的表达式，A选项正确。由平衡移动原理可知吸入CO越多，平衡向右移动，与血红蛋白结合的O2越少；把病人放入高压氧仓内，则平衡向左移动，释放出CO，故可解毒，A、B、D正确。C项，由平衡常数表达式可知，人智力受损时：220=0.02O2/CO，即CO/O2=0.02/220，故C选项错误。答案：C三、电离平衡常数电离平衡常数是指弱电解质在一定条件下达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度以其在化学方程式中的计量系数为幂的乘积，跟溶液中未电离分子的浓度以其在化学方程式中的计量系数为幂的乘积的比值，该比值是一个常数，叫做该弱电解质的电离平衡常数，简称电离常数。使用电离平衡常数应注意的几个问题：1．电离平衡常数只用于弱电解质的计算。2．电离平衡常数只与温度有关，与浓度无关。例5．（2006·全国）在0.1mol·L－1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋对于该平衡，下列叙述正确的是（）A．加入水时，平衡向逆反应方向移动B．加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动C．加入少量0.1mol·L－1HCl溶液，溶液中c(H＋)减小D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动解析：溶液浓度越低，弱电解质越容易发生电离，A选项错误；加入少量NaOH固体后，H＋浓度降低，平衡向正反应方向移动，B选项正确；加入少量0.1mol·L－1HCl溶液后，平衡向逆反应方向移动，但溶液中的c(H＋)增大，C选项错误；加入少量CH3COONa固体后，C(CH3COO－)增大，平衡向逆反应方向移动，D选项错误。答案：B例6．（2009·上海）根据右表提供的数据，判断在等浓度的、混合溶液中，各种离子浓度关系正确的是()A．B．C．D．解析：由电离常数可知ClO-的水解程度大于HCO3-的水解程度，故该溶液中C（HCO3-）C(ClO-)，A选项正确，B选项错误。由物料守恒得：C(HClO)+C(ClO-)=C（HCO3-）+C(H2CO3)+C(CO32-),C选项错误。由电荷守恒可得：C(Na+)+C(H+)=C(HCO3-)+C(ClO-)+C(OH-)+2C(CO32-),D选项错误。答案：A四、水的离子积常数水的离子积常数是指在某一温度下，水溶液中c(H+)·c(OH-)=KW，其中KW称作水的离子积常数，简称水的离子积。c(H+)和c(OH-)分别指整个溶液中氢离子和氢氧根离子的总物质的量浓度，KW只随温度变化而变化，是温度常数。如在25℃，c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,KW=1×10-14；100℃时,c(H+)=c(OH-)=1×10-6mol/L,KW=1×10-12。在其它物质的溶液中，如酸、碱和盐，由于溶质发生电离或水解，导致H+或OH-的浓度发生变化，抑制或促进了水的电离，所以水的电离平衡会发生移动，因此可以利用水的离子积常数来简单地判断溶液的pH值。例7．(2007·天津)25℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－；DH0，下列叙述正确的是()A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，KW不变C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低D．将水加热，KW增大，pH不变解析：向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)增大，A选项错误；向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，温度不变，KW不变，B选项正确；向水中加入少量固体CH3COONa，CH3COONa发生水解，导致平衡正向移动，C选项错误；将水加热，KW增大，pH减小，D选项错误。答案：B例8.（2006·全国）将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是A．水的离子积变大，pH变小，呈酸性B．水的离子积不变，pH不变，呈中性C．水的离子积变小，pH变大，呈碱性D．水的离子积变大，pH变小，呈中性解析：温度升高，水的离子积变大，pH变小，但溶液呈中性。答案：D五、溶度积常数溶度积常数是指对于难溶物MmAn(s)，在溶液中存在溶解平衡：MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)，c(Mn+)m·c(Am-)n在一定温度下是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。所以上述反应的平衡常数为：Ksp=c(Mn+)m·c(Am-)n对于沉淀溶解平衡：MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积-----离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；Qc=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；QcKsp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。例9（2009·广东）硫酸锶(SrSO4)在水中的深沉溶解平衡曲线如下，下列说法正确的是（）A．温度一定时，Ksp(SrSO4)随的增大而减小B．三个不同温度中，313K时Ksp(SrSO4)最大C．283K时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液D．283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液解析：A选项，Ksp只与温度有关，与浓度的大小无关；D选项，283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后，因363K时的Ksp小于283K时的Ksp，故溶液变为过饱和溶液。通过曲线可知，313K时，Ksp(SrSO4)最大；283K时，图中a点C(SO42-)·C(Sr2+)小于283K时的Ksp，溶液是不饱和溶液。故选择B、C。答案：B、C