2020届高三化学二轮复习：化学反应原理综合题的研究——化学平衡与电解质溶液的结合【核心突破、经典例题

《高考12题逐题突破》：

化学反应原理综合题的研究

——化学平衡与电解质溶液的结合

【核心突破】

1．题型特点

此类试题以元素及化合物、化学平衡知识为主题，借助图像、图表的手段考查相关联的知识。主要考查点：

(1)反应现象的描述。

(2)氧化还原反应、原电池与电解池、陌生离子方程式的书写。

(3)化学键与反应的热效应计算、信息条件下速率计算、平衡常数的计算、K sp的计算。

(4)平衡的影响因素、平衡移动与图像及相关原因的分析。

2．解题技巧

(1)浏览全题，根据题目提供的信息，结合相关基础知识，先对简单问题进行解答

(2)化学反应速率的影响因素的实验探究

影响化学反应速率的探究实验中，控制变量是关键。

(3)化学平衡常数及平衡转化率的计算

平衡常数的计算可用三段式法，即找出浓度可变的反应物、生成物在起始时、转化的、平衡时的浓度，然后代入平衡常数表达式(平衡时生成物浓度化学计量数次幂的乘积与反应物浓度化学计量数次幂乘积的比值)进行计算。

(4)对于电化学类试题，首先判断是原电池还是电解池，然后分析电极类别，书写电极反应式，按电极反应式进行相关计算。

(5)对于电解质溶液类试题，要明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型，然后进行解答。

有关K sp的计算往往与pH的计算结合起来，要注意pH与c(OH－)浓度关系的转换，难溶电解质的悬浊液即为其沉淀溶解平衡状态，符合相应条件下的K sp的值。

【提升训练答案+解析】

1．硫单质及其化合物在化工生产等领域应用广泛。

(1)工业尾气中的SO

2一直是环境污染的主要原因之一，工业上常采用氨水将SO

2

转化为NH

4HSO

3

，再氧化为(NH

4

)

2

SO

4

的方法降低尾气中的含硫量。

实验测得NH

4HSO

3

溶液中

c SO2－

3

c H

2

SO

3

＝1 500，则溶液的pH为________________。

(已知：H

2SO

3

的K a1＝1.5×10－2，K a2＝1.0×10－7)

(2)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O===C===S)，该物质可转化为H

2

S，反应为

COS(g)＋H

2(g)H

2

S(g)＋CO(g) ΔH＞0。

①恒温、恒容条件下，密闭容器中发生上述反应，下列事实不能说明反应达到平衡状态的是________(填字母)。

a．COS的浓度保持不变

b．化学平衡常数不再改变

c．混合气体的密度不再改变

d．形成2 mol H—S键的同时形成1 mol H—H键

②T1℃时，在恒容的密闭容器中，将定量的CO和H2S混合加热并达到平衡：H2S(g)＋CO(g)COS(g)＋H

2

(g) K＝0.25。则该温度下反应COS(g)＋H2(g)

H 2S(g)＋CO(g)的平衡常数K ′＝____________。

T 1 ℃时，向容积为10 L 的恒容密闭容器中充入1 mol COS(g)和1 mol H 2(g)，达到平衡时COS 的转化率为______________________。 (3)过二硫酸(H 2S 2O 8)是一种强氧化性酸，其结构式为

①在Ag ＋催化作用下，S 2O 2－8能与Mn 2＋在水溶液中发生反应生成SO 2－4和MnO －

4，1 mol S 2O 2－8能氧化的Mn

2＋的物质的量为________ mol 。 ②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液制备过二硫酸铵。则阳极的电极反应式为

________________________________________________________________________。 答案 (1)6

(2)①bc ②4 66.7% (3)①0.4 ②2SO 2－4－2e －===S 2O 2－8

解析 (1)K a1＝

c H ＋·c HSO －3c H 2SO 3

，K a2＝

c H ＋·c SO 2－

3

c HSO －3

，K a1·K a2＝c 2(H

＋

)·c SO 2－

3

c H 2SO 3

＝1.5×10－2×1.0×10－7，则c (H ＋)＝1×10－6 mol ·L －1，溶液的pH 为6。

(2)①a 项，COS 的浓度保持不变，说明化学反应达到平衡状态；b 项，化学平衡常数只和温度有关，不受浓度影响，所以化学平衡常数不变不能作为判断平衡的依据；c 项，混合气体的密度为m V

，恒容V 为定值，都是气体，所以m 不变，故不能说明；d 项，形成2 mol H —S 键的同时形成1 mol H —H 键，说明正、逆反应速率相等，故可以作为判断平衡的标志。

②T 1 ℃时，H 2S(g)＋CO(g)COS(g)＋H 2(g)的K ＝c COS ·c H 2c CO ·c H 2S

＝0.25，COS(g)＋H 2(g)H 2S(g)＋CO(g)的K ′＝

c H 2S ·c CO

c COS ·c H 2

＝

1

0.25

＝4。 T 1 ℃时，设平衡时COS 的变化浓度为x mol ·L －1， COS(g)＋H 2(g)===H 2S(g)＋CO(g) 初始浓度/mol ·L －1 0.1 0.1 0 0 变化浓度/mol ·L －1 x x x x 平衡浓度/mol ·L －1 0.1－x 0.1－x x x

K ′＝

x 20.1－x

2＝4，x ≈0.066 7，COS 的转化率为

0.066 7

0.1

×100%＝66.7%。 (3)①设1 mol S 2O 2－

8能氧化Mn 2＋的物质的量为x mol ，

5S 2O 2－8＋2Mn 2＋＋8H 2O===10SO 2－4＋2MnO －4＋16H ＋

5 mol 2 mol 1 mol x mol

x ＝0.4。

②用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液制备过二硫酸铵。阳极发生SO 2－4失电子生成S 2O 2－8的反应，电极反应式为2SO 2－4－2e －===S 2O 2－8。

2．砷酸H 3AsO 4、亚砷酸H 3AsO 3是两种弱酸。回答下列问题： (1)已知：①4As(s)＋5O 2(g)===2As 2O 5(s) ΔH 1