2025届高中化学复习学案:反应进程中溶液粒子浓度变化曲线

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反应进程中溶液粒子浓度变化曲线(答案在最后)
1. 能正确识别图像,能从图像中找到曲线指代、趋势、关键点。

2.利用溶液中的平衡关系,学会分析不同类型图像中各粒子浓度之间的关系。

类型一滴定曲线
1.巧抓“5点”,突破滴定曲线中粒子浓度关系
(1)抓反应的“起始”点:判断酸、碱的相对强弱。

(2)抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。

(3)抓“恰好”反应点,生成的溶质是什么,判断溶液的酸碱性。

(4)抓溶液的“中性”点,生成什么溶质,哪种物质过量或不足。

(5)抓反应的“过量”点,溶液中的溶质是什么,判断哪种物质过量。

2.抓住滴定曲线中的5个关键点——模型构建
以室温时用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定0.1 mol·L−1HA溶液为例。

如图所示:
关键点离子浓度关系
【教考衔接】
典例[2023·湖南卷,12C、D改编]常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随
)的变化曲线如图所示。

η(η=V(标准溶液)
V(待测溶液)
(1)点a溶液中,c(Na+)、c(Cl-)、c(CH3COOH)、c(CH3COO-)四种粒子浓度关系________________________________________________________________________。

(2)点b溶液中,c(CH3COOH)________(填“>”“=”或“<”)c(CH3COO-)。

【解题思路】NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应。

由滴定曲线可知,a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水,CH3COOH未发生反应,溶质成分为NaCl和CH3COOH;b点时CH3COOH反应掉一半,溶质成分为NaCl、CH3COOH和CH3COONa;c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH。

听课笔记
【对点演练】
1.室温下,将1.00 mol·L-1盐酸滴入20.00 mL 1.00 mol·L-1的氨水中,溶液pH和温度随加入盐酸体积的变化曲线如图所示。

下列有关说法中不正确的是()
A.a点溶液中离子浓度大小关系:c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.b点溶液中离子浓度大小关系:c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
C.c点溶液中离子浓度大小关系:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D.d点时溶液温度达到最高,之后温度略有下降,原因是NH3·H2O电离
2.常温下向100 mL 0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中滴加0.1 mol·L-1的盐酸,溶液中pOH 与加入盐酸的体积关系如图所示。

已知:pOH=-lg c(OH-),K a1(H2C2O4)=1×10-2,K a2(H2C2O4)=1×10-5。

下列说法不正确的是()
A.m的值约为5
B.若V1=100,则n>7
C.a点:c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4− H )+2c(C2O42-)+c(Cl-)+c(OH-)
D.若q=10,则b点对应的溶液c(HC2O4−)
>100
c(H2C2O4)
类型二分布系数曲线
(以CH3COOH为例)H2C2O4为例)
δ为CH COOH分布系数,δ为CH COO-分δ为H C O分布系数、δ为HC O−分布系数、
(1)读“曲线”——每条曲线所代表的粒子及变化趋势;
(2)“读浓度”——通过横坐标的垂线,可读出某pH时的粒子浓度;
(3)“用交点”——交点是某两种粒子浓度相等的点,可计算电离常数K;
(4)“可替换”——根据溶液中的元素质量守恒进行替换,分析得出结论。

【教考衔接】
典例[2023·湖北卷,14]H2L为某邻苯二酚类配体,其p K a1=7.46,p K a2=12.4。

常温下构建Fe(Ⅲ)—H2L溶液体系,其中c0(Fe3+)=2.0×10-4 mol·L-1,c0(H2L)=5.0×10-3 mol·L-
1。

体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示,分布系数δ(x)=c(x)
2.0×10−4 mol·L−1,
已知lg 2≈0.30,lg 3≈0.48。

下列说法正确的是()
A.当pH=1时,体系中c(H2L)>c([FeL]+)>c(OH-)>c(HL-)
B.pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为L2-
C.L2-+[FeL]+⇌[FeL2]-的平衡常数的lg K约为14
D.当pH=10时,参与配位的c(L2-)≈1.0×10-3 mol·L-1
听课笔记
【师说·延伸】本题主要涉及如下平衡体系:
H2L⇌H++HL-、HL-⇌H++L2-、
Fe3++L2-⇌[FeL]+、Fe3++2L2-⇌[FeL2]-、Fe3++3L2-⇌[FeL3]3-、Fe3++2L2-+OH-⇌[FeL2(OH)]2-。

【对点演练】
1.某弱酸HA溶液中主要成分的分布分数随pH的变化如图所示。

下列说法错误的是()
A.该酸-lg K a≈4.7
B.NaA的水解平衡常数K h=1
K a
C.当该溶液的pH=7.0时,c(HA)<c(A-)
D.某c(HA)∶c(A-)=4∶1的缓冲溶液,pH≈4
2.T℃时,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2O4−、C2O42−的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示:
0.1 mol·L-1的NaHC2O4溶液呈________性,其离子浓度从大到小的顺序为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

类型三对数曲线
将溶液中某一微粒的浓度[如c (A)]或某些微粒浓度的比值c (A )
c (B )
取常用对数,即lg c (A)或
lg
c (A )
c (B )
得到的粒子浓度对数图像。

1.破解对数曲线的数据
(1)运算法则:lg ab =lg a +lg b 、lg a
b
=lg a -lg b 、lg 1=0。

(2)运算突破点:如
lg c (A )
c (B )=0
的点有c (A)=c (B);lg c (D)=0的点有c (D)=1 mol·L -
1。

2.破解对数曲线的步骤
(1)识图像:观察横坐标、纵坐标的含义,看清每条曲线代表的粒子种类以及曲线的变化趋势,计算电离常数时应利用两种粒子浓度相等的点,如lg
c (A )
c (B )
=0。

(2)找联系:根据图像中的坐标含义和曲线的交点,分析所给电解质的电离平衡常数或pH 与纵、横坐标之间的联系。

(3)想原理:涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考。

(4)用公式:运用对数计算公式分析。

【教考衔接】
典例 [2023·山东卷,15](双选)在含HgI 2(s)的溶液中,一定c (I -
)范围内,存在平衡关系:
HgI 2(s)⇌HgI 2(aq);HgI 2(aq)⇌Hg 2++2I -;HgI 2(aq)⇌HgI ++I -;HgI 2(aq )+I −⇌HgI 3−
;HgI 2(aq )+
2I −⇌HgI 42−,平衡常数依次为K 0、K 1、K 2、K 3、K 4。

已知lg c (Hg 2+)、lg c(HgI +),〖lg c(HgI 3−
)、
lg c(HgI 42−
)随lg c (I -)的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A .线L
表示lg c(HgI 42−
)的变化情况
B .随c (I -
)增大,c [HgI 2(aq)]先增大后减小
C .a =lg K
1K 2
D .溶液中I 元素与Hg 元素的物质的量之比始终为2∶1
听课笔记
【对点演练】
1.[2024·山东泰安模拟]25 ℃时,向Na 2CO 3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH 与lg X
的变化关系如图所示。

已知:lg X =lg c(CO 32− )c (HCO 3
− )或lg c (HCO 3− )
c (H2CO3),下列叙述正确的是( )
A.曲线m表示pH与lg c(HCO3−)
的变化关系
c(H2CO3)
B.当溶液呈中性时,c(Na+)=c(HCO3− )+2c(CO32−)
C.K a1(H2CO3)的数量级为10-6
D.滴加过程中,c(CO32− )·c2(H+)
保持不变
c(H2CO3)
2.常温下,向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)向二元弱酸H2Y中滴加NaOH溶液,依次反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

________(填“增大”或“减小”,下同),
(2)随着NaOH溶液的滴加,lg c(HY−)
c(H2Y)
________。

lg c(HY−)
c(Y2−)
(3)K a2(H2Y)=________。

(4)在交叉点“e”,c(H2Y)________c(Y2-)(填“>”“<”或“=”)。

第53讲反应进程中溶液粒子浓度变化曲线
类型一
突破·关键能力
教考衔接
典例解析:(1)a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)。

(2)点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和CH3COONa,由于pH<7溶液显酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,c(CH3COOH)<c(CH3COO—)。

答案:(1)c (Na +)=c (Cl -
)=c (CH 3COOH )+c (CH 3COO —) (2)< 对点演练
1.解析:a 点溶液为等物质的量浓度的NH 3·H 2O 和NH 4Cl ,溶液显碱性,故氨水的电
离程度大于NH 4Cl 的水解程度,所以有c (NH +4 )>c (Cl -)>c (OH -)>c (H +
),A 正确;
b 点溶液显中性,有
c (H +)=c (OH -),根据电荷守恒有c (NH +4 )=c (Cl -
),且有c
(NH +4 )=c (Cl -)>c (H +)=c (OH -
),B 正确;c 点溶液中溶质是NH 4Cl 和HCl ,根
据电荷守恒有c (NH +4 )+c (H +)=c (Cl -)+c (OH -
), C 正确;d 点时酸碱恰好中和,放出热量最多,溶液温度达到最高,中和反应结束后,加入的盐酸温度低,随着盐酸的加入,混合溶液温度逐渐降低,与NH 3·H 2O 电离无关,D 错误。

答案:D
2.解析:m 点还没有加入盐酸,C 2O 2-4 发生水解:C 2O 2-
4 +H 2O ⇌HC 2O -4 +OH -,K h
=K w K a2 =1×10-
141×10-5 ,所以c (OH -)≈K h ·c (C 2O 2-4
) =10-9×0.1 mol·L -1=10-
5 mol·L -1
,pOH =5,A 正确;V 1=100时,Na 2C 2O 4与盐酸按照1∶1恰好反应,生成NaHC 2O 4和
NaCl ,HC 2O -
4 的电离程度大于其水解程度,溶液呈酸性,pH<7,pOH>7,B 正确;a 点溶
液满足电荷守恒:c (Na +)+c (H +)=c (HC 2O -4 )+2c (C 2O 2-4 )+c (Cl -
)+c (OH -),C 正确;q =10,即pOH =10,c (OH -)=1×10-10 mol·L -1,c (H +)=1×10-4 mol·L
-1,c (HC 2O -
4 )c (H 2C 2O 4) =K a1(H 2C 2O 4)c (H +
) =100,D 错误。

答案:D
类型二
突破·关键能力
教考衔接
典例 解析:从图中可以看出Fe (Ⅲ)主要与L 2-
进行络合,但在pH =1时,富含L
的型体主要为H 2L ,此时电离出的HL -
较少,根据H 2L 的一级电离常数可以简单计算pH =
1时溶液中c (HL -)≈10-9.46,但pH =1时c (OH -)=10-
13,因此这四种离子的浓度大
小为c (H 2L )>c ([FeL]+)>c (HL -)>c (OH -
),A 错误;根据图示的分布分数图可以推
导出,H 2L 在pH ≈9.9时HL -的含量最大,而H 2L 和L 2-
的含量最少,因此当pH 在9.5~
10.5之间时,含L 的物种主要为HL -
,B 错误;该反应的平衡常数K =c ([FeL 2]-
)c ([FeL]+)c (L 2-
) ,当[FeL 2]-与[FeL]+
分布分数相等时,可以将K 简化为K =1c (L 2-

,此时体系的pH =4,在pH =4时可以计算溶液中c (L 2-)=4.7×10-
14.86,则该络合反应的平衡常数K ≈2.1×1013.86,
即lg K ≈14,C 正确;根据图像,pH =10时溶液中主要的型体为[FeL 3]3-和[FeL 2(OH )]2-

其分布分数均为0.5,因此可以得到c ([FeL 3]3-)=c ([FeL 2(OH )]2-)=1×10-4mol·L -
1,
此时形成[FeL 3]3-消耗了3×10-4mol·L -1的L 2-,形成[FeL 2(OH )]2-消耗了2×10-
4mol·L -1的L 2-,共消耗了5×10-4mol·L -1的L 2-,即参与配位的c (L 2-)≈5×10-4mol·L -
1,D 错误;故答案选C 。

答案:C 对点演练
1.解析:观察曲线的交点为c (HA )=c (A -
)时,此时溶液的pH ≈4.7,该酸K a =c (H +)·c (A -
)c (HA )
=c (H +)≈10-
4.7,故-lg K a ≈4.7,A 说法正确;NaA 的水解平衡常数
K h =c (OH -)·c (HA )·c (H +
)c (A -)·c (H +

=K w
K a ,B 说法错误;根据图像可知,当该溶液的pH =7.0时,c (HA )<c (A -),C 说法正确;根据图像可知,c (HA )为0.8,c (A -
)为0.2
时,pH 约为4,故某c (HA )∶c (A -
)=4∶1的缓冲溶液,pH ≈4,D 说法正确。

答案:B
2.解析:由题图可知K a1=10
-1.2
,K a2=10
-4.2
,HC 2O -4 +H 2O ⇌H 2C 2O 4+OH -
,K h =K w K a1
=1×10-
141×10
-1.2 =10-(14-1.2)≪K a2,所以HC 2O -4 的电离大于其水解(注:也可以根据图像观察)。

答案:酸 c (Na +)>c (HC 2O -4 )>c (H +)>c (C 2O 2-4 )>c (OH -

类型三
突破·关键能力
教考衔接
典例 解析:HgI 2溶液中各反应达到平衡后,增大c (I -),平衡HgI 2(aq )⇌HgI ++I -

HgI 2(aq )⇌Hg 2++2I -逆向移动,c (HgI +)、c (Hg 2+)减小,且开始时c (HgI +
)<c (Hg 2
+);平衡HgI 2(aq )+I -⇌HgI -3 、HgI 2(aq )+2I -
⇌HgI 2-4 正向移动,c (HgI -3 )、c (HgI 2-4 )
增大,且开始时c (HgI -3 )>c (HgI 2-
4 )。

曲线L 表示lg c (HgI 2-
4
)的变化情况,A 正确;增大c (I -
),HgI 2(aq )⇌Hg 2++2I -

HgI 2(aq )⇌HgI ++I -
平衡逆向移动,c [HgI 2(aq )]增大,从而使HgI 2(s )⇌HgI 2(aq )平衡逆向移动,该溶液为HgI 2的饱和溶液,则c [HgI 2(aq )]不变,B 错误;已知HgI 2(aq )
⇌Hg 2++2I -、HgI 2(aq )⇌HgI ++I -
的平衡常数分别为K 1、K 2,由第二个反应-第一个反应,
可得Hg 2
++I -⇌HgI + K =c (HgI +
)c (Hg 2
+)·c (I -) =K 2K 1
,M 点c (HgI +)=c (Hg 2+),则c (I -)=K 1K 2 ,a =lg c (I -)=lg K 1K 2
,C 正确;加入I -
使各平衡移动,故溶液中I 元素与Hg
元素的物质的量之比不始终为2∶1,D 错误。

答案:BD 对点演练
1.解析:当溶液显中性时,根据电荷守恒:c (Na +)+c (H +
)=c (HCO -3 )+2c (CO 2-3 )+c (OH -)+c (Cl -),c (H +)=c (OH -),则c (Na +
)>c (HCO -3 )+2c (CO 2-3 )
,B 项错误;根据图像分析知K a1(H 2CO 3)=10-6.4,数量级为10-7
,C 项错误;
c (CO 2-3 )·c 2(H +)c (H 2CO 3) =c (CO 2-3 )·c (H +)
c (HCO -
3 )
×c (HCO -3 )·c (H +)c (H 2CO 3) =K a1(H 2CO 3)·K a2(H 2CO 3),温度不变,K a1(H 2CO 3)、K a2(H 2CO 3)不变,故滴加过程中,c (CO 2-
3 )·c 2
(H +

c (H 2CO 3)
保持不变,D 项正确。

答案:D
2.解析:(3)K a2=c (H +)·c (Y 2-

c (HY -

, 当c (H +)=10-3 mol·L -1时,c (Y 2-
)c (HY -

=10-
1.3,
所以K a2=10
-4.3。

(4)在“e”点,lg c (HY -)c (H 2Y ) =lg c (HY -

c (Y 2-
) , 所以c (HY -)c (H 2Y ) =c (HY -
)c (Y 2-

, 所以c (H 2Y )=c (Y 2-
)。

答案:(1)H 2Y +OH -===H 2O +HY -
、 HY -+OH -===H 2O +Y 2- (2)增大 减小
(3)10-
4.3 (4)=。

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