专题强化训练(七) 五大平衡常数的比较及应用
一、选择题(本题包括7小题，每题6分，共42分)
1.化学平衡常数K、弱电解质的电离平衡常数Ka或Kb及溶度积常数Ksp是高中化学中常见的几种常数。它们都能反映相应的可逆变化进行的程度，下列关于以上常数的说法正确的是( ) A.对于可逆反应，若改变条件使平衡右移，则达到新的平衡时的平衡常数K一定增大
B.一定温度下，在amol·L的饱和石灰水中加入适量的bmol·LCaCl2溶液(b>a)，则一定有Ca(OH)2析出 C.相同温度时，CH3COOH的电离平衡常数Ka与NH3·H2O的电离平衡常数Kb相等，所以NH4HCO3的水溶液显碱性
D.升高温度，以上常数均增大
【解析】选C。只有改变温度，化学平衡常数才会改变，A选项错误；依据Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca)·c(OH)，加入CaCl2后溶液中的c(Ca)增大，但溶液体积也增大，c(OH)降低，最终c(Ca)·c(OH)的值可能小于
2+
-2+
2
-2+
2
--1
-1
Ksp[Ca(OH)2]，B选项错误；C选项，由电离平衡常数相等，可知CH3COONH4显中性，但醋酸的酸性大于碳酸
的酸性，所以NH4HCO3的水溶液显碱性，正确；化学反应有的吸热有的放热，升温，平衡常数K可能增大也可能减小，故D错误。
2.(2015·湘潭模拟)25℃时，水的电离达到平衡：H2OA.将纯水加热到95℃时，KW变大，pH不变，水仍呈中性 B.向纯水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)增大，KW变小
C.向纯水中加入少量碳酸钠固体，c(H)减小，KW不变，影响水的电离平衡 D.向纯水中加入醋酸钠或盐酸，均可抑制水的电离，KW不变
【解析】选C。水的电离吸热，将纯水加热，电离平衡正向移动，c(H)、c(OH)均增大但仍相等，因此KW变大，pH变小，水仍呈中性，A错；向纯水中加入稀氨水，溶液中c(OH)增大，电离平衡逆向移动，但KW只与温度有关，因此保持不变，B错；向纯水中加入少量Na2CO3固体，溶液中c(H)减小，水的电离平衡正向移动，但KW不变，C对；当向纯水中加入醋酸钠时，促进水的电离，D错。
【加固训练】不同温度下，水溶液中的c(H)与c(OH)的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
+
-+
-+
-+
-
H+OH，下列叙述正确的是( )
+-
- 1 -
A.若从a点到c点，可采用在水中加入酸的方法 B.b点对应的醋酸中由水电离出的c(H)=10mol·L C.c点对应溶液的Kw大于d点对应溶液的Kw D.T℃时，0.05 mol·L的Ba(OH)2溶液的pH=11
【解析】选D。a点对应的c(H)和c(OH)相等，同理c点对应的c(H)和c(OH)也相等，溶液一定呈中性，从a点到c点，可以采用升温的方法，A项错误；Kw只与温度有关，同温度下不同酸碱性溶液的Kw相同，a点和b点的Kw都是10，c点和d点的Kw都是10，酸和碱溶液都会抑制水的电离，酸溶液中由水电离的c(H)与溶液中的c(OH)相等，故b点c水电离(H)=c(OH)=10mol·L，B、C项均错误；T℃时，Kw=10，0.05 mol·L的Ba(OH)2溶液的c(H)=10mol·L，pH=11，D项正确。 3.某温度下，在一容积可变的密闭容器中，发生反应2A(g)+B(g)
2C(g)，反应达到平衡时，A、B和C
-1
+
-11
-1
+
-+
--8
-1
-12
-14
-12
+
-+
--1
+
-6
-1
的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是
( )
A.均减半 C.均增加1 mol
B.均加倍
D.均减少1 mol
【解析】选C。在容积可变的情况下，如果均加倍或均减半，对平衡时的各物质来讲，浓度均没有发生变化，故正、逆反应速率均没有发生变化，平衡不发生移动。对C、D可以作如下分析
上述三种状态是等效的。对于C项，相当于在状态Ⅲ的情况下再加入0.5 mol B，B的浓度增加，平衡向正反应方向移动，符合题意。同理可知D不正确。
4.(2015·青岛模拟)25℃时，弱酸的电离平衡常数如下表，下列说法正确的是
( )
弱酸 CH3COOH 1.810 -5HCN 4.910 -10H2CO3 K1=4.310-7 K2=5.610-11 K A.等物质的量浓度溶液pH关系：pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)
- 2 -
B.amol·LHCN与bmol·LNaOH溶液等体积混合所得溶液中c(Na)>c(CN)，则a一定小于b C.往冰醋酸中逐滴加水，溶液导电能力先增大后减小 D.NaHCO3和Na2CO3的混合液中：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(HC
+
+
-
-1-1+-
)+c(C)
。A项，酸越弱，水解程度越大，
-1
【解析】选C。根据电离平衡常数可知，酸性CH3COOH> H2CO3>HCN>HC
所以等物质的量浓度溶液pH关系：pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(CH3COONa)，错误；B项，amol·LHCN与bmol·LNaOH溶液等体积混合所得溶液中，若c(Na)>c(CN)，由于CN易水解，则a小于b或a等于b都有可能，错误；C项，往冰醋酸中逐滴加水，溶液中离子浓度先增大后减小，溶液导电能力先增大后减小，正确；D项，NaHCO3和Na2CO3的混合液中：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(HC
-8
+
+
--1
+
--
)+2c(C
-1
)，错误。
-1
【加固训练】若25℃时某一元酸HA的电离平衡常数Ka=110，将0.1 mol·L的HA溶液和0.1 mol·L的NaA溶液等体积混合后，则混合溶液( ) A.呈中性 C.呈酸性
+
-
B.呈碱性
D.不能确定溶液的酸碱性
-8
-
【解析】选B。溶液中存在：HAH+A Ka=110 A+H2OOH+HA
-6
-
Kh=
因Kh>Ka，即水解大于电离，故c(OH)>c(H)，溶液显碱性。
-+
==110。
5.将1 mol H2O(g)和1 mol CO(g)充入反应容器中，发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，达到平衡时，
有2/3的CO转化为CO2。在相同条件下，将1 mol CO(g)和2 mol H2O(g)充入同一反应容器中，当反应达到平衡后，混合气体中CO2的体积分数可能为( ) A.22.2% B.28.2% C.33.3%
D.37.8%
【解析】选B。首先计算出反应的化学平衡常数。设容器体积为1 L CO(g)+H2O(g)起始/mol·L： 变化/mol·L： 平衡/mol·L：
-1-1-1
CO2(g)+H2(g) 1
0
0
1
2/3 2/3 2/3 2/3 1/3 1/3 2/3 2/3
K=c(CO2)·c(H2)/[c(CO)·c(H2O)]=(2/3)2/(1/3)2=4
在相同条件下，充入1 mol CO(g)和2 mol H2O(g)，则有： CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
- 3 -
起始/mol·L： 变化/mol·L： 平衡/mol·L：
-1-1
-1
1 x
2 x
0 x x
0 x
1-x 2-x x
K=c(CO2)·c(H2)/[c(CO)·c(H2O)]=x2/[(1-x)·(2-x)]=4，解得x≈0.845，即φ(CO2)=100%=28.2%。
【方法规律】本题也可以用极值法进行求解，第一次充入1 mol H2O(g)和1 mol CO(g)，达到平衡时CO的转化率为2/3。第二次充入物质的量相当于第一次充入后再次充入1 mol H2O(g)，平衡正向移动，所以CO的转化率大于2/3，CO2的体积分数一定大于22.2%。CO一定不可能完全转化为CO2，所以其体积分数一定小于1/3，即33.3%，故只有选项B满足条件。
6.(2015·桂林模拟)已知：某温度时，Ksp(FeC2O4)=2.010，Ksp(CaC2O4)=2.510。下列说法不正确的是( ) A.向Na2C2O4溶液中加入FeCl2与CaCl2，当两种沉淀共存时，溶液中c(Fe)∶c(Ca)=80∶1 B.向FeC2O4悬浊液中加入适量CaCl2，可以生成CaC2O4沉淀 C.CaC2O4饱和溶液的物质的量浓度为510mol·L D.FeC2O4的溶解度小于CaC2O4的溶解度
【解析】选D。A选项，向Na2C2O4溶液中加入FeCl2与CaCl2，当两种沉淀共存时，c(Fe)∶
2+
2+
-5
-1
2+
2+
-7
-9
c(Ca)====80∶1，正确；B选项，根据沉淀的转化
原理，溶解度较大的物质可以转化成溶解度较小的物质，正确；C选项，CaC2O4饱和溶液的物质的量浓度为
=
=510(mol·L)；D选项不正确。
-5
-1
7.(2015·安庆模拟)N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应： 2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g) ΔH>0
T1℃时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：
t/s c(N2O5)/mol·L
下列说法中不正确的是( )
A.500 s内N2O5分解速率为2.9610mol·L·s B.T1℃下的平衡常数K1=125，平衡时N2O5的转化率为50%
C.T1℃下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K1 D.达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的，则再次平衡时c(N2O5)>5.00 mol·L - 4 - -1 -3 -1 -1 -10 5.00 500 3.52 1 000 2.50 1 500 2.50 【解析】选C。500 s内N2O5的分解速率为v(N2O5)=(5.00 mol·L-3.52 mol·L)÷500 s=2.9610mol·L·s，A项正确； 2N2O5(g)起始浓度 (mol·L)： 转化浓度 (mol·L)： 平衡浓度 (mol·L)： N2O5的转化率为 -1-1-1 -1-1-3-1-1 4NO2(g)+ O2(g) 5.00 0 0 2.50 5.00 1.25 2.50 5.00 1.25 =125，B项正确；由于该反应是吸热反应，故温 100%=50%，平衡常数K= 度升高平衡常数增大，C项错误；缩小体积为原来的，平衡逆向移动，N2O5浓度将大于原平衡的二倍，D项正确。 【加固训练】有一兴趣小组为探究外界条件对可逆反应A(g)+B(g) C(g)+D(s)的影响，进行了如下实验。 恒温条件下，向一个容积为10 L的密闭容器中充入1 mol A和1 mol B，反应达平衡时测得容器中各物质的浓度如Ⅰ中所示，然后改变条件做了另外三组实验，重新达到平衡时容器中各成分的浓度分别如Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中所示。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ A 0.050 mol·L 0.070 mol·L 0.060 mol·L 0.080 mol·L -1-1-1-1B 0.050 mol·L 0.070 mol·L 0.060 mol·L 0.080 mol·L -1-1-1-1C 0.050 mol·L 0.098 mol·L 0.040 mol·L 0.12 mol·L -1-1-1-1针对上述系列实验，下列结论中错误的是( ) A.由Ⅰ中数据可计算出该温度下反应的化学平衡常数K=20 B.Ⅱ中的数据可能是通过增大C的浓度来实现的 C.若Ⅲ中只是升高温度，则与Ⅰ比较，可以判断出正反应一定是放热反应 D.由Ⅳ中的数据得出，通过压缩容器的体积就可以实现 【解析】选D。选项A结论正确，由Ⅰ中数据可计算出该反应的化学平衡常数。选项B结论正确，增大C物质的浓度，平衡左移，A、B的浓度也会增大，但是达到新的平衡时C的浓度一定比开始时的大。选项C结论正确，分析Ⅲ和Ⅰ中的数据可知：升高温度，平衡左移，说明逆反应是吸热反应，则正反应为放热反 - 5 -