第3讲-选择题中的化学图像题热点预测
考情解码
1.高考试卷中的图像题主要集中在三种考题方面,即催化剂的相关问题、化学反应(多重平衡)中的平衡图像以及溶液中的相关平衡(电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡等),即使不以图像的相关形式呈现,但相关考点也会呈现,下面是2024~2025年真题中关于图像题的出现数目及相关考点汇总。
下面是2025年即将进行新高考的省份模拟演练试题中关于图像题的出现数目及相关考点汇总。
重温经典
【例1】(2025年1月浙江卷T14)化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物,该反应的主要途径如图:
下列说法不正确的是
A.H+为该反应的催化剂
B.化合物A的一溴代物有7种
C.步骤Ⅲ,苯基迁移能力强于甲基
D.化合物E可发生氧化、加成和取代反应
【答案】B
【解析】H+在第一个反应中作反应物、最后一个反应中作生成物,则H+为该反应的催化剂,A选项正确;化合物A中含有6种等效氢原子,其一溴代物有6种,B选项错误;步骤Ⅲ,苯基的位置发生变化、甲基的位置不变,则苯基迁移能力强于甲基,C选项正确;化合物E具有苯和酚的性质,酚羟基能发生氧化反应,苯环能发生加成反应和取代反应,D选项正确。
【例2】(2025年河南省适应性演练T11)环己酮可以在Zr基催化剂作用下转化为环己醇,其可能的反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A. 该反应的还原剂是
B. 反应过程中涉及O-H键的断裂和形成
C. 用同位素标记的代替可得到
D. 环己酮转化为环己醇的反应为
【答案】C
【解析】由反应机理图可知变为,发生了还原反应,还原剂为,A选项正确;由反应机理图可知,反应的总反应为,可知有O-H键的断裂和形成,B选项正确;用同位素标记的代替可得到,C选项错误;环己酮可以在Zr基催化剂作用下转化为环己醇,反应总方程式为,D选项正确。
【例3】(2024年江苏卷T13)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:①CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH1=+41.2 kJ·mol-1
②CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
225℃、8×106Pa下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.L6处的H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
【答案】C
【解析】题图中白圈标记的曲线代表气体温度,L4处与L5处的温度不同,平衡常数只与温度有关,故L4处与L5处反应①的平衡常数K不相等,A选项错误;由题图可知,随着气体在绝热反应管中前进,气体温度不断升高,说明随着反应进行有热量放出,而反应①的ΔH1>0,为吸热反应,则反应②为放热反应,ΔH2<0,B选项错误;从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②向右进行,反应②消耗CO,而CO体积分数没有明显变化,说明反应①也向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O)增大,反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O的消耗与生成,故n总减小而n(H2O)增加,即H2O的体积分数会增大,故L6处的H2O的体积分数大于L5处,C选项正确;L1处CO的体积分数大于CH3OH,说明生成的CO的物质的量大于CH3OH,二者反应时间相同,说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率,D选项错误。
【例4】(2024年辽吉黑卷T10)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A.3h时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3 h平均速率(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【解析】由图可知,3 h时,异山梨醇还在增多,反应②没有达到平衡,正、逆反应速率不相等,且ν正>ν逆,A选项错误;由图可知,反应①、②达到平衡时,由于①反应的非常彻底,山梨醇剩余浓度几乎为0,说明①反应进行很彻底,平衡常数K很大,而②平衡中,异山梨醇和1,4失水山梨醇共存,且浓度相差不大,故其平衡常数小于①反应的平衡常数,B选项正确;由图可知,0~3h平均速率ν(异山梨醇)==0.014 mol·kg-1·h-1,C选项正确;反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,但可以加快反应速率,D选项正确。
【例5】(2024年全国甲卷T7)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lgcM/(mol·L-1)(M代表Ag+、Cl 或CrO42 )随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl ) B.K (AgCl)/K (Ag2CrO4)=10 2.21
C.V≤2.0 mL时c(CrO42 )/c(Cl )不变 D.y1= 7.82,y2= lg34
【答案】D
【解析】0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。溶液中离子浓度最大为Cl-,随着Cl-的加入形成AgCl沉淀,则CrO42-浓度增大而Ag+浓度降低,则三个曲线由上至下分别为lgc(CrO42-)、lgc(Cl-)、lgc(Ag+)随NaCl的体积加入的变化曲线。由上述分析可知,交点a处c(Ag+) 10-5 mol·L-1,忽略不计,则溶液中c(CrO42-)=c(Cl-),Ag2CrO4的悬浊液体现呈中性,存在电荷守恒关系c(Na+)=2c(CrO42-)+c(Cl-)=3c(Cl-),A选项正确;当V(NaCl)=1.0mL时,c(CrO42-)=10-1.6 mol·L-1,c(Cl-)=10-4.57 mol·L-1,c(Ag+)=10-5.18 mol·L-1,可得Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(CrO42-)=10-11.96,则,B选项错误;当V<2.0 mL时,Ag+未沉淀完全,体系中Ag2CrO4和AgCl共存,则,则,因c(Ag+)不是定值,则的值也不是定值且逐渐增大,C选项错误;当V=2.4 mL时溶液中c(Ag+)<10-5mol/L,即Ag2CrO4完全转化为AgCl,此时溶液中c(CrO42-) = mol·L-1,y2=lgc(CrO42-)=lg=-lg34,c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-) = 10-9.75/10-1.93 =10-7.82,则y1=lgc(Ag+)=-7.82,D选项正确。
【例6】(2024年河北卷T11)在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-形成配离子达平衡时与 lgc(CN-)的关系如图。
下列说法正确的是
A.99%的X、Y转化为配离子时,两溶液中CN-的平衡浓度:X>Y
B.向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时>
C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:YD.若相关离子的浓度关系如P点所示,Y配离子的解离速率小于生成速率
【答案】B
【解析】各离子形成配离子的过程可表示为Mn++xCN-[M(CN)x]n-x,设该配位平衡的平衡常数为Kf,则,,即= lgKf xlgc(CN-),从而建立与 lgc(CN-)的线性关系。
若99%的金属离子转化为配离子时,==≈ 2,依据图像可知,当≈ 2时,X体系的 lgc(CN-)数值大于Y体系的 lgc(CN-),则CN-的平衡浓度:Y>X,A项错误;Q点时,X、Z的混合液中数值相等,随着可溶性Y盐的加入,Y会形成配离子,导致溶液中c(CN-)减小, lgc(CN-)将增大,依据图像可知,在Q点以后,随着 lgc(CN-)的增大,X体系的增大幅度更大,因此达平衡时>,B项正确;依据与 lgc(CN-)的线性关系,直线斜率为配位数x,由图可知Y体系的直线斜率大,则Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,Y消耗CN-的物质的量大,C项错误;若Y体系处于P点,未达到平衡,回到Y相应的直线上,则将增大,配离子转化为金属离子,因此Y配离子的解离速率大于生成速率,D选项错误。
【例7】(2024年福建卷T10)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的lgc-lgc0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法错误的是
A.lgc0(HCl)= -1.2时,溶液的pH =1.3
B.任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+)=c(HC2O4-) + c(H2C2O4) + c(C2O42-)
C.CaC2O4(s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + H2C2O4(aq)的平衡常数为10-3.0
D.lgc0(HCl)=-4.1时,2c(Ca2+) + c(H+)=c(OH-) + 2c(HC2O4-) + c(Cl-)
【答案】D
【解析】随着lgc0(HCl)的增大,溶液的酸性增强,溶液中c(C2O42-)减小、c(HC2O4-) 先增大后减小、c(H2C2O4)增大,所以曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示lgc(C2O42-)、lgc(HC2O4-) 、lgc(H2C2O4)。当lgc0(HCl)=-1.2时,lgc(HC2O4-) =lgc(H2C2O4),此时Ka1=c(H+)= 10-1.3 ,此时溶液的pH=1.3,A选项正确;任意c0(HCl)下均有物料守恒:c(Ca2+)=c(HC2O4-) + c(H2C2O4) + c(C2O42-) ,B选项正确;由图像可得,当c0(HCl)=10 mol·L-1即c(H+)=10 mol·L-1时,c(HC2O4-)=10-2.8 mol·L-1时 ,根据草酸的Ka1=10-1.3及Ka2=10-4.3,可分别求得c(C2O42-)=10-8.1 mol·L-1及 c(H2C2O4)=10-0.5 mol·L-1,结合B选项此时c(Ca2+)=10-0.5 mol·L-1,则Ksp(CaC2O4)= c(C2O42-) ×c(Ca2+)=10-8.6。CaC2O4(s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + H2C2O4(aq)的平衡常数K= ====10-3.0,C选项正确;当lgc0(HCl)=-4.1时c(HC2O4-)=c(H2C2O4),依据电荷守恒2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+ c(Cl-),可得2c(Ca2+) + c(H+)=c(OH-) + 3c(HC2O4-) + c(Cl-),D选项错误。
【例8】(2025年河南省适应性模拟演练T14)向CaC2O4饱和溶液(有足量CaC2O4固体)中通入HCl气体,调节体系pH促进CaC2O4溶解,总反应为CaC2O4+2H+ H2C2O4+Ca2+。平衡时lgc(Ca2+)、分布系数δ(M)与pH的变化关系如图所示(其中M代表H2C2O4、HC2O4-或C2O42-)。比如δ(C2O42-)=,c总=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)。已知Ksp(CaC2O4)= 10-8.63。
下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ表示lgc(Ca2+)~pH的变化关系
B.pH=3时,溶液中c(Cl-)>2c(H2C2O4)+c(HC2O4-)
C.总反应CaC2O4+2H+ H2C2O4+Ca2+的平衡常数K=103.09
D.pH=5时,C2O42-和HC2O4-的分布系数关系为>10
【答案】B
【解析】随着pH的增加,溶液中增大c(H2C2O4)将持续减小、c(HC2O4-)将先增大后减小、c(C2O42-)将持续增大,因此图像中I、III、IV分别代表δ(H2C2O4)、δ(HC2O4-)与δ(C2O42-)与pH的变化曲线,则曲线IⅠ表示lgc(Ca2+)与pH的变化关系,A选项错误;溶液中存在电荷守恒2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(Cl-),同时也存在物料守恒c(Ca2+)= c(HC2O4-)+c(H2C2O4) + c(C2O42-),电荷守恒和物料守恒进行加和得c(H+)=c(Cl-) +c(OH-) -2c(H2C2O4)-c(HC2O4-)。当pH=3时c(H+)>c(OH-),则c(Cl-)> 2c(H2C2O4) +c(HC2O4-),B选项正确;由图像中各曲线交点坐标可知,Ka1(H2C2O4)=10-1.27、Ka2(H2C2O4)=10-4.27,反应CaC2O4+2H+H2C2O4+Ca2+的K= = = = 10-3.09,C选项错误;pH=5时,c(H+)=10-5 mol·L-1,由Ka2(H2C2O4)的表达式可知,=100.73<10,D选项错误。
【例9】(2025年四川省适应性模拟演练T15)常温下,H2S溶液中含硫粒子分布系数δ[比如:]与pH的关系如图1所示;金属硫化物M2S和NS在H2S饱和溶液(0.1 mol·L-1)中达沉淀溶解平衡时,-lgc与pH的关系如图2所示(c为金属离子浓度)。
下列说法正确的是
A.溶液中H2S的
B.直线④表示H2S饱和溶液中N2+的-lgc与pH的关系
C.金属硫化物M2S的pKsp=49.21
D.浓度均为0.01 mol·L-1的M+和N2+的混合溶液不能通过滴加H2S饱和溶液实现分离
【答案】C
【解析】硫化氢两步电离方程式为:H2SHS-+H+,HS-S2-+H+;随着pH增大,H2S逐渐转化为HS-再转化为S2-,所以图1中①表示H2S,②表示HS-,③表示S2-;由图像各曲线交点可知,电离平衡常数Ka1=10-6.79,Ka2=10-12.9。溶液中H2S的=105.93,A选项错误;对于M2S而言Ksp(M2S)=c2(M+)×c(S2-),左右同取对数,lgKsp=2lgc(M+)+lgc(S2-),则-lgc(M+)= lgc(S2-)-lgKsp,同理对于NS而言-lgc(N2+)= lgc(S2-)-lgKsp,在溶液中,随着pH的增大c(S2-)也增大,因此图像也可理解为-lgc与c(S2-)的变化图像,则斜率较大的⑤为NS直线,B选项错误;当pH=8.94且H2S饱和溶液浓度为0.1 mol·L-1,c(S2-)==10-2.99 mol·L-1,对应图像中P点坐标(8.94,23.11),可计算得Ksp(M2S)=c2(M+)×c(S2-)=10-49.21,同理可得Ksp(NS)=c(N2+)×c(S2-)=10-26.1,C选项正确;由图2可知,逐滴加入硫化氢饱和溶液,浓度均为0.01 mol·L-1的M+和N2+的混合溶液,当M+开始沉淀时c(S2-)=Ksp(M2S)/c2(M+)= 10-45.21 mol·L-1,当N2+开始沉淀时c(S2-)=Ksp(NS)/c(N2+) =10-24.1 mol·L-1,则溶液中M+会先沉淀。当溶液中M+完全沉淀时,即c(M+)=10-5 mol·L-1时,c(S2-)=Ksp(M2S)/c2(M+)=10-39.21 mol·L-1,此时Qc(NS)=c(N2+)×c(S2-)=10-37.21 【例10】(2025年陕西省适应性模拟演练T14)常温下,AgIO3和Pb(IO3)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表Ag+或Pb2+,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A.a点有AgIO3沉淀生成,无Pb(IO3)2沉淀生成
B.表示Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点在线段bc之间
C.向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向Pb(IO3)2悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3和Pb(IO3)2的溶解度均为10-5.09 mol·L-1
D.c(IO3- )=0.1 mol·L-1时,AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中=10-4.09
【答案】D
【解析】对于AgIO3而言,Ksp(AgIO3)=c(Ag+)×c(IO3-),取对数lgKsp=lgc(Ag+)+lgc(IO3-),则存在线性关系-lgc(Ag+)=(-1)×[-lgc(IO3-)]-lgKsp,同理对于Pb(IO3)2而言-lgc(Pb2+)= (-2)×[-lgc(IO3-)] -lgKsp。可知,本题图像斜率绝对值大的线段bc代表的是Ksp[Pb(IO3)2]即Pb(IO3)2的饱和溶液,而另外一条线代表的是Ksp(AgIO3)即AgIO3的饱和溶液,且由c点坐标值可知:Ksp(AgIO3)=10-5.09×10-2.21=10-7.30和Ksp[Pb(IO3)2]=10-2.21×(10-5.09)2=10-12.39。
结合图像和分析,过a点作x轴垂线,a点的Qc大于Ksp[Pb(IO3)],a点是Pb(IO3)2的过饱和溶液有沉淀析出,a点的Qc小于Ksp(AgIO3),a点是AgIO3的不饱和溶液,没有沉淀析出,A选项错误;Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点为2c(Pb2+)≈c(IO3-),即 lgc(Pb2+)> lgc(IO3-),在坐标轴体现应该是一象限角平分线的左上部,B选项错误;向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向Pb(IO3)2悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3的溶解度为10-5.09 mol·L-1,Pb(IO3)2的溶解度为5×10-6.09 mol·L-1,C选项错误;c(IO3- )=0.1 mol·L-1时,AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中 =,所以=10-4.09,D选项正确。
三、考题预测
1.(2025届成都二诊)一定温度下,初始浓度为c0 mol·L-1的K2CrO4溶液中存在如下平衡:H2CrO4HCrO4-+H+ Ka1;HCrO4-CrO42-+H+ Ka2;2HCrO4-Cr2O72-+H2O K3=31。体系中四种含铬物种的浓度随pH变化如图所示。
下列说法错误的是
A.物种Y对应HCrO4-
B.pH=4.00时,c(CrO42-)>c(H2CrO4)
C.c(CrO42-)+c(HCrO4-)+c(H2CrO4)+c(Cr2O72-)=c0 mol·L-1
D.存在2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O K3=3.1×1014
【答案】C
【解析】由图像可知K2CrO4的初始浓度约为0.2 mol·L-1,在pH≈4时,c(CrO42-)、c(H2CrO4)近似为0,物种X和Y的浓度近似为0.72和0.48 mol·L-1,依据元素守恒则物种X为Cr2O72-,物种Y为HCrO4-,A选项正确;利用A、B点横坐标为0.74和6.50,可知Ka1=10-0.75,Ka2=10-6.50,当pH=4时,c(CrO42-)=Ka2×c(HCrO4-)/c(H+),c(H2CrO42-)=c(H+)×c(HCrO4-)/Ka1,c(CrO42-)/c(H2CrO4) ==100.75>1,B选项正确;在改变pH过程中如果使用的是固体不带来溶液体积变化的情况下,溶液中存在元素守恒c(CrO42-)+c(HCrO4-)+c(H2CrO4) +2c(Cr2O72-)=c0 mol·L-1,C选项错误;题干可知2HCrO4- Cr2O72-+H2O K3=31,则K3==31,2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O的平衡常数K=,结合Ka2==10-6.50,则K=K3/Ka22= 3.1×1014,D选项正确。
2.(2025届东北三省精准教学联考)常温下,H2C2O4溶液分布系数δ与pH的变化关系如图甲[],BaC2O4浊液中c(Ba2+)与c(C2O42-)的关系如图乙。常温下,将等体积且浓度均为 0.5 mol·L-1的BaCl2溶液与H2C2O4溶液混合。下列说法错误的是
A.H2C2O4溶液中存在c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(OH-)
B.向100 mL 0.5 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入等体积的水,c(C2O42-)几乎不变
C.向BaC2O4浊液中通入HCl,c(Ba2+)增加
D.混合后溶液中不会产生白色沉淀
【答案】D
【解析】根据图甲中曲线的交点,结合Ka的表达式,可知Ka1(H2C2O4)=10-1.23,Ka2(H2C2O4)=10-4.19。根据图乙中曲线上坐标为(10-4,10-5)的点,可得Ksp(BaC2O4)=10-9。H2C2O4属于二元弱酸,其电离以第一步为主,其两步电离和水的电离都会产生H+,而HC2O4-只在第一步电离中生成,在第二步电离中被消耗,所以c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-),且H2C2O4的电离会抑制水的电离,则OH-在四种微粒中浓度最小,A选项正确;因为Ka1的数量级远大于Ka2的数量级,所以第二步电离出的H+与第一步相比,可以忽略不计,即溶液中的H+与HC2O4-浓度近似相同,再结合Ka2(H2C2O4)的表达式可知,Ka2(H2C2O4)=c(C2O42-),因此,在稀释草酸溶液时c(C2O42-)几乎是一个定值,B选项正确;C.BaC2O4浊液中存在沉淀溶解平衡:BaC2O4(s)Ba2+(aq)+C2O42-(aq),通入HCl后,H+结合C2O42-,使c(C2O42-)减小,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,c(Ba2+)增大,C选项正确;将等体积,浓度均为0.5 mol·L-1 的BaCl2溶液与H2C2O4溶液混合,混合瞬间c(Ba2+)=0.25 mol·L-1,H2C2O4溶液的浓度为0.25 mol·L-1,草酸以第一步电离为主,则c(H+)≈c(H2C2O4),再考虑第二步电离HC2O4- C2O42-+H+,则有c(C2O42-)≈Ka2=10-4.19 mol·L-1,Qc=c(Ba2+)×c(C2O42-)≈0.25×10-4.19>> Ksp,因此会出现BaC2O4沉淀,D选项错误。
3.(2025届浙江省星斗联盟联考)常温下,“H2S-HS--S2-”水溶液体系中三种含硫微粒的物质的量分数随pH的变化关系如图所示。已知:Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(HgS)=1.6×10-52,Ksp(FeS)=6.3×10-18。下列说法错误的是
A.向Cu2+和Hg2+均为0.1 mol·L-1的溶液中滴加饱和H2S溶液(约0.1 mol·L-1),可使CuS沉淀和HgS分离
B.0.05 mol·L-1的Na2S溶液中含硫微粒的大小关系:c(S2-)>c(HS-)>c(H2S)
C.若H2S的初始浓度为0.1 mol·L-1,则A点对应溶液中:c(H+)D.pH=2的盐酸溶液中FeCl2的浓度为1 mol·L-1,向其通入H2S气体至浓度为约0.1 mol·L-1,时,有FeS沉淀产生(忽略Fe2+与Cl-的配位情况)
【答案】B
【解析】由 “H2S-HS--S2-”三种含硫微粒的物质的量分数随pH的变化关系图可知:Ka1(H2S)=10-6.9,Ka2(H2S)=10-13。向Cu2+和Hg2+均为0.1 mol·L-1的溶液中滴加饱和H2S溶液(约0.1 mol·L-1),达到平衡时=3.9375×1016,当c(Cu2+)= 0.1 mol/L时,c(Hg2+)=2.5 ×10-18 mol/L,可使CuS沉淀和HgS分离,A选项正确。0.05 mol/L的Na S溶液中,以S2-的第一步水解为主:S2- + H2O HS-+ OH-,c(OH-)=c(HS-),则,解得c(OH-)≈ 0.0366 mol/L,此时pH在12.6左右,根据图像可知,c(HS-)>c(S2-)>c(H2S),B选项错误;要想让H2S水溶液pH发生变化,需要加入碱,则电荷守恒式应为:c(H ) +c(M ) = c(HS ) + 2c(S ) + c(OH ),在A点c(H+)< c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),C选项正确。pH=2时,c(H )=0.01 mol/L,H2S浓度为0.1 mol/L,存在平衡H2S2H++S2-,平衡常数K==Ka1(H2S)×Ka1(H2S)=10-19.9。则c(S2-)==10-16.9,Qc=c(S2-)×c(Fe2+)=10-16.9> Ksp(FeS),故产生FeS沉淀,D选项正确。第3讲-选择题中的化学图像题热点预测
1.(2025届唐山市摸底考试)乙烯在氯化钯和氯化铜溶液中氧化成乙醛的络合催化机理如下图所示(表示空位中心),其中CuCl2氧化Pd的过程1包含两个方程式:①2CuCl2+Pd=2CuCl+PdCl2 ②4CuCl+4HCl +O2= 4CuCl2+2H2O。
下列说法不正确的是
A.总反应方程式为2C2H4 + O2 → 2CH3CHO
B.重排过程1钯元素化合价未发生变化
C.空位中心的产生有利于反应物参与配位
D.根据结构推测乙烯通过杂化轨道上的孤对电子向Pd(II)配位
2.(2025届安徽省江南十校联考)诺贝尔化学奖获得者G.Wilkinson合成了含Rh化合物,它可以在温和条件下有效催化烯烃的氢化反应,其反应机理如图所示。
下列说法正确的是
A.该反应过程中Rh元素的化合价未发生变化
B.反应过程中既有极性键又有非极性键的断裂和形成
C.a过程中H2体现还原性
D.b过程中烯烃分子的π键电子参与配位
3.(2025届武汉二调)Heck反应是指卤代烃在钯催化剂作用下与烯烃发生C C偶联反应,其原理如下图所示(R1、R2代表烷基,L代表配体,X代表卤素原子)。
下列说法正确的是
A.反应过程中Pd元素化合价未发生变化
B.(CH3)3NHX属于离子化合物,水溶液呈碱性
C.反应过程涉及极性键和非极性键的断裂和生成
D.用H2C=CDR2代替H2C=CHR2,反应可得到R1DC=CHR2
4.(2025届河北省NT教育联考)我国科研人员研究发现 Co 原子活化乙烷的反应机理,一种机理如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为放热反应
B.该反应机理的最大能垒为169.25 kJ·mol-1
C.反应过程中的中间体 2 比中间体 1 更稳定
D.该过程涉及极性键与非极性键的断裂与形成
5.(2025届成都二诊)1-苯基丙炔可以用Al2O3做催化剂发生如下反应:
。双键同侧基团间的排斥影响烯烃的稳定性(排斥力:苯基-甲基>氯原子-甲基)。体系中各物质含量随时间变化情况如右图所示。当体系中各物质含量不再改变时,产物A与产物B的含量之比为1:35。下列说法错误的是
A.产物B对应结构式
B.若想获取产物A,应适当缩短反应时间
C.产物A、B可用核磁共振氢谱加以区分
D.该条件下体系存在AB,其平衡常数K=35
6.(2025届江苏高邮市高三第一次联考)在催化剂作用下,以CO2和H2为原料进行合成CH3OH的实验。保持压强一定,将起始n(CO2):n(H2)=1:3的混合气体通过装有催化剂的反应管,测得出口处CO2的转化率和CH3OH的选择性[]与温度的关系如图所示(图中虚线表示平衡时CO2的转化率或CH3OH的选择性)。
已知反应管内发生的反应为:
反应1:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= 49.5 kJ·mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
下列说法正确的是
A.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=+90.7 kJ·mol-1
B.220℃~280℃时,出口处一定存在:n(CO)C.220℃~280℃,保持其他条件不变,n(CH3OH):n(CO)随温度的升高而增加
D.为提高CH3OH的产率,应研发高温下催化活性更强的催化剂
7.(2025届江苏盐城高三春学期第一次联考)由CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应如下。
反应1:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.1 kJ·mol-1
反应2:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2= 49.0 kJ·mol-1
在其他条件相同的情况下,按n(CO2):n(H2)=1:3(总量一定)投料于恒容密闭容器中进行反应,CO2的平衡转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择性=]随温度的变化趋势如图所示。
下列说法不正确的是
A.若反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3= 24.5 kJ·mol-1,则由H2和CO制备二甲醚的热化学方程式:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH= 204.7 kJ·mol-1
B.根据图中数据,温度选择553 K,达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高
C.473~513 K范围内,温度升高,平衡时c(CH3OH)/c(H2O)逐渐增大
D.随着温度的升高,CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择性降低,其原因可能是反应II平衡逆向移动幅度弱于反应I正向移动幅度
8.(2025届江西省高三年级3月联合测试)在两种不同催化剂作用下,反应X(g)Y(g)的历程如图所示。下列叙述正确的是
A.不同催化剂作用下使该反应的焓变不同
B.基元反应②和③的正反应ΔH>0
C.其他条件相同,P1比P2更不稳定
D.其他条件不变,升温能提高X的平衡转化率
9.(2025届湖北省鄂东新领先协作体二模)常温下,溶液中CN-分别与三种金属离子形成配离子[Zn(CN)4]2-、[Ag(CN)2]-、[Fe(CN)6]4-,平衡时,与 lgc(CN-)的关系如图所示,其中Ⅰ表示的是与 lgc(CN-)变化的关系。
已知:配离子。
,,。
下列说法错误的是
A. 其中Ⅲ表示的是与 lgc(CN-)变化的关系
B. 当1对应的相关离子浓度处于P点时,金属配离子的解离速率小于生成速率
C. 反应的平衡常数K=8×1019
D. 当Ⅱ和Ⅲ对应相关离子的混合液处于Q点,达到平衡时,x=3.5
10.(2025届宁波市选考模拟测试)室温下,探究在不同pH体系中,Mg2+在Na2CO3溶液中的产物。已知:
①图1中曲线I、Ⅱ代表难溶物达到沉淀溶解平衡时,lg[c(Mg2+)]与pH的关系。
②图2中曲线表示Na2CO3溶液中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。
③图1和图2中Na2CO3溶液的起始浓度都为0.1 mol·L-1。
下列说法正确的是
A. 当pH=12时,Ksp[Mg(OH)2]>Ksp(MgCO3)
B. 当pH=4时,c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1 mol·L-1
C. 当c(H2CO3)=c(CO32-)时,pH=8.20
D. 当pH=9、c(Mg2+)=0.01 mol·L-1时,生成的产物为MgCO3沉淀
11.(2025届昆明市“三诊一模”考试)室温下,H2S溶液中H2S、HS-、S2-在含硫粒子中所占物质的量分数,随溶液的pH变化关系如图,过程中保持硫元素总浓度为0.1 mol·L-1。已知25℃时,FeS的Ksp为6.3×10-18,Fe(OH)2的Ksp为4.9×10-17。下列说法错误的是
A.0.1 mol·L-1 Na2S 溶液中c(S2-)B.随着pH增大,不变
C.等浓度等体积的H2S溶液与NaOH溶液充分混合后,c(S2-)D. pH=13.0时,向溶液中滴入少量FeSO4溶液,先产生Fe(OH)2沉淀
12.(2025届重庆市高三第五次质量检测)25℃下,AgI、AgSCN、Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀,AgSCN为白色沉淀;
②相同条件下,AgSCN溶解度大于AgI;
③c(Xn-)≤10-5 mol·L-1可认为X离子沉淀完全。
(Xn-代表I-、SCN-或CrO42-)
下列说法正确的是
A. 曲线②为AgI沉淀溶解平衡曲线
B. 滴定KSCN时,可加入少量的KI溶液作指示剂
C. 浓度均为0.01 mol·L-1的I-和SCN-可通过分步沉淀进行分离
D. a点条件下,既能生成AgSCN沉淀也能生成Ag2CrO4沉淀
13.(2025届湖北省七市州联考)25℃时,用NaOH标准液滴定20.00 mL同浓度的三元酸(H3A)溶液,滴定曲线及溶液中lgX[X代表、或]随pH值变化曲线如图。下列说法正确的是
A.曲线Ⅲ表示lg随pH值变化曲线
B.当pH=6时,lg= 1.2
C.当V(NaOH)=20.00 mL时,c(H2A-)>c(H3A)>c(HA2-)
D.当V(NaOH)=40.00 mL时,2c(H3A)+c(H2A-)14.(2025届湖北省八市3月联考)常温下,将NaOH溶液分别滴加到等浓度等体积的氯乙酸(CH2ClCOOH)、二氯乙酸(CHCl2COOH)、三氯乙酸(CCl3COOH)溶液中,溶液pH与溶液中相关粒子浓度比值的负对数X的关系如图(忽略溶液体积的变化)。下列说法错误的是
A.曲线Ⅲ对应的是三氯乙酸(CCl3COOH)溶液
B.常温下Ka(CH2ClCOOH)的数量级为10-3
C.常温下滴加至溶液的pH=7时,上述三种酸消耗n(NaOH)最多的是氯乙酸
D.加入等浓度的NaOH至恰好完全中和时,三种溶液中离子浓度大小关系为c(CCl3COO-)> c(CHCl2COO-) >c(CH2ClCOO-)
15.(2025届唐山一模)在水溶液中,CN-可分别与Ag+、Ni2+反应形成[Ag(CN)m](m-1)-、[Ni(CN)n](n-2)-。达平衡时,lg与-lgc(CN-)的关系如图。已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10。
下列说法错误的是
A.m:n =1:2
B.向T点两种配合物的混合液中加少量NaCN,达平衡时<
C.S点所示溶液中,两反应均向形成配离子方向进行
D.将少量氯化银固体加入足量0.1 mol·L-1的NaCN溶液中,氯化银固体全部溶解
第3讲-选择题中的化学图像题热点预测答案及解析
1.【答案】D
【解析】由反应历程可知,反应物为乙烯和氧气,生成物为乙醛,则总反应方程式为2C2H4 + O2 → 2CH3CHO,A选项正确;在过程重排1中,羟基移向乙烯位置从而形成空位,整体原子维持守恒,则钯元素的化合价未发生变化,B选项正确;在重排1和重排2过程中由空位的产生,空位的产生可使反应物乙烯更容易配位,利于反应的发生,C选项正确;乙烯中的C原子为sp2杂化,各盛放1个单电子用于形成σ键,无孤电子对,其利用π键上的电子向Pd(II)配位,D选项错误。
2.【答案】D
【解析】反应a、d过程出现了Rh-H键的形成与断裂,Rh元素的化合价发生了变化,A选项错误;反应a过程有极性键的断裂,c、d过程有极性键的形成,c过程有非极性键的锻炼,但过程中不包含非极性键的形成,B选项错误;a过程中H2与Rh的化合物形成σ键,且H元素的电负性强于Rh元素,因此H2体现氧化性,C选项错误;烯烃分子中C为sp2杂化,杂化轨道全部用于形成σ键,无空余的孤电子对,则烯烃配位时是双键上的π键电子参与配位,D选项正确。
3.【答案】C
【解析】在PdL2→过程中X原子、R1-均与中心Pd原子形成σ键,化合价发生变化,A选项错误;(CH3)3NHX为三甲胺和HX形成的盐,属于离子化合物,由于其是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,B选项错误;过程中既有极性键的断裂和生成,又有碳碳双键非极性键的断裂和生成,C选项正确;碳碳双键打开与Pd形成σ键的过程中,取代基的位置不发生变化,所以用H2C=CDR2代替H2C=CHR2,反应可得到R1HC=CDR2,D选项错误。
4.【答案】B
【解析】由起点和终点物质可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应是吸热反应ΔH>0,A选项错误;中间体1过渡态2的正反应活化能最大,是该反应的最大能垒,B选项正确;体系的相对能量中间体2>中间体1,能量越低越稳定,则中间体1更稳定,C选项错误;根据反应历程可知,涉及C C键的断裂和C H键的断裂与形成,没有涉及非极性键的形成,D选项错误。
5.【答案】A
【解析】烯烃的稳定性取决于基团排斥力的大小,排斥力:苯基-甲基>氯原子-甲基,苯基与甲基在同侧,排斥力大,不稳定,平衡时B的含量多,则B为稳定产物,A选项错误;从图像可得开始时A的含量多于B,则若想获取产物A,应适当缩短反应时间,B选项正确;产物A、B结构不同,可用核磁共振氢谱加以区分,C选项正确;该条件下体系存在AB,平衡时产物A与产物B的含量之比为1:35,其平衡常数K=35,D选项正确。
6.【答案】B
【解析】由盖斯定律可知CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH= ΔH1-ΔH2= 90.7 kJ·mol-1,A选项错误;由图像可知,在220~280℃范围内,CH3OH的选择性均大于50%,则出口处一定存在n(CO)7.【答案】C
【解析】由盖斯定律可知,H2和CO制备二甲醚的热化学方程式:2CO(g)+4H2(g)= CH3OCH3(g) +H2O(g) ΔH= 2ΔH1+2ΔH2+ΔH3= 204.7 kJ·mol-1 ,A选项正确;体系中甲醇的产量=n(CO2)×转化率×甲醇选择性,将标准的3个点数据代入,计算可得553 K达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高,B选项正确;473~513 K范围内,温度升高,CO2的转化率增大而甲醇的选择性降低,说明反应I进行的程度在增大,生成的H2O在增多,则平衡时c(CH3OH)/c(H2O)逐渐减小,C选项错误;随着温度的升高,CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择性降低,其原因可能是反应II平衡逆向移动幅度弱于反应I正向移动幅度,D选项正确。
8.【答案】C
【解析】催化剂改变反应历程,但不影响反应的焓变,焓变只与始终态有关,A选项错误;根据图像可知,基元反应②和③均为放热反应,ΔH<0,B选项错误;由图像可知,P2体系能量比P1低,则P2更稳定,C选项正确;总反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,X的平衡转化率降低,D选项错误。
9.【答案】B
【解析】根据分析可知,Ⅲ表示的是与 lgc(CN-)变化的关系,A选项正确;由图可知,当Ⅰ对应的相关离子的浓度处于P点时,此时小于平衡状态,则反应向生成金属离子的方向进行,即金属配离子的解离速率大于生成速率,故B选项错误;反应的平衡常数,C选项正确;根据,则,当Ⅱ和Ⅲ对应相关离子的混合液处于Q点,达到平衡时,,即,,解得:,则,D选项正确。
10.【答案】D
【解析】当pH=12时,c(OH-)=0.01 mol·L-1,根据图1,曲线I对应的lg[c(Mg2+)]≈-7,则Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c(OH-)=10-11,曲线Ⅱ对应的lg[c(Mg2+)]≈-4,Na2CO3溶液的起始浓度都为0.1 mol·L-1,由图2可知,pH=12时,CO32-的物质的量分数为趋近1,则c(CO32-)≈0.1 mol·L-1,则Ksp(MgCO3)=c(Mg2+)×c(CO32-)=10-5,Ksp[Mg(OH)2]11.【答案】D
【解析】a曲线表示H2S浓度变化,b曲线表示HS-浓度的变化,c曲线表示S2-的变化,pH=7时,HS-和H2S浓度相等,Ka1=c(H+)=1.0×107,pH=13.0时HS-和S2-浓度相等,同理算出Ka1=c(H+)=1.0×10-13。25℃时0.1 mol·L-1 NaOH溶液的pH=13.0,0.1 mol/L Na2S溶液中7<pH<13.0,由图可知c(S2-)>Ka2,水解程度大于电离程度,所以c(S2-)12.【答案】C
【解析】由于AgI、AgSCN中阴、阳离子均为1:1,则两者图像平行,且相同条件下AgSCN溶解度大于AgI,即Ksp (AgSCN)>Ksp(AgI),所以曲线②表示AgSCN,曲线③表示AgI,曲线①表示Ag2CrO4,A选项错误;相同条件下AgSCN溶解度大于AgI,AgI比AgSCN先沉淀,故不能用KI作指示剂,B选项错误;由点(8.1,8.1)可知,Ksp(AgI)=c(Ag+)×c(I-)=10-16.2,同理,由点(6,6)可知,Ksp (AgSCN)=10-12,当碘离子完全沉淀时c(I-)≤10-5 mol·L-1,c(Ag+)= Ksp(AgI)/c(I-) =10-11.2 mol·L-1,此时对0.01 mol·L-1 SCN-而言,Qc=0.01×10-11.2=10-13.213.【答案】B
【解析】可令lgX=0,此时Ka=10-pH,又因Ka1>Ka2>Ka3,则曲线I、II、III分别对应lg、lg及lg随pH变化曲线,A选项错误;根据曲线上具体点的坐标,计算求得Ka1=10-2.12,Ka2=10-7.2,Ka3=10-12.36,当pH=6时,,代入相应数据,可得lg= 1.2,B选项正确;当V(NaOH)=20.00 mL时,此时溶质为NaH2A,H2A-即可电离又可水解,由图像可知溶液呈酸性,电离大于水解,则c(H2A-)>c(HA2-)>c(H3A),C选项错误;当V(NaOH)=40.00 mL时,此时溶质为Na2HA,可列出质子守恒式2c(H3A)+c(H2A-)+ c(H+)= c(A3-)+c(OH-),根据图像此时溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),则2c(H3A)+c(H2A-)>c(A3-),D选项错误。
14.【答案】C
【解析】当X=0时,c(A-)=c(HA),此时Ka=10-pH,依据物质结构原理,Cl原子为强电负性原子,Cl原子越多,其对应的羧酸酸性越强,则直线I、II、III分别对应氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸,A选项正确;直线I对应氯乙酸的图像,当X=0时,pH≈2.8,则常温下Ka(CH2ClCOOH)的数量级为10-3,B选项正确;滴加至pH=7时,强酸消耗的n(NaOH)最多,因此是三氯乙酸,C选项错误;加入等浓度的NaOH至恰好完全中和时,溶质均为NaA且浓度相等,HA的酸性越强,A-离子水解程度越低,c(A-)越大,则c(CCl3COO-)> c(CHCl2COO-) >c(CH2ClCOO-),D选项正确。
15.【答案】C
【解析】形成配合物的过程为Ag++mCN-Ag(CN-)m(m-1)-,该配位平衡的平衡常数K=
,等式左右取对数,lgK=lg-mlgc(CN-),lg与-lgc(CN-)的线性关系为lg=-m×[-lgc(CN-)]+lgK。图像斜率为-m,则m:n==1:2,A选项正确;T点时,混合液中加少量NaCN,CN-浓度增大,图像向左移动,达平衡时< ,B选项正确;S点所示溶液中,Ag+的体系向形成配离子方向进行,而Ni2+的体系向形成金属离子的方向进行,C选项错误;依据lg与-lgc(CN-)的线性关系,m=2,形成配合物的平衡常数K=1021,AgCl+2CN- Ag(CN)2-+Cl-,该溶解过程的平衡常数K==K×Ksp=1021×1.8×10-10 =1.8×1011》105,反应进行得很彻底,氯化银固体会全部溶解,D选项正确。(共31张PPT)
第3讲-选择题中的化学图像题热点预测
contents
目录
01
考情解码
01
02
重温经典
03
考题预测
考情解码
PART 01
01
考点统计
考点统计
重温经典
PART 02
02
【例1】(2025年1月浙江卷T14)化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物,该反应的主要途径如图:
下列说法不正确的是
A.H+为该反应的催化剂
B.化合物A的一溴代物有7种
C.步骤Ⅲ,苯基迁移能力强于甲基
D.化合物E可发生氧化、加成和取代反应
×
√
√
稳定性:1 C+<2 C+<3 C+
迁移能力:H>苯基>-CH3
√
B
【例2】(2025年河南省适应性演练T11)环己酮可以在Zr基催化剂作用下转化为环己醇,其可能的反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A. 该反应的还原剂是
B. 反应过程中涉及O-H键的断裂和形成
C. 用同位素标记的 代替 可得到
D. 环己酮转化为环己醇的反应为
×
√
√
√
C
催化机理图像题解题模型:
总反应的确定
除循环物质外其他物质为反应物和生成物
化学键断裂与形成
反应物和生成物及中间体的结构问题
催化剂的确定
循环物质且与反应物一块加入
重点关注有机金属催化问题、空位的问题!
【例3】(2024年江苏卷T13)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:①CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH1=+41.2 kJ·mol-1
②CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH2
225℃、8×106Pa下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.L6处的H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
×
√
体系放热
吸热反应
放热反应
×
n(H2O) ↑
n总 ↓
n(CO)>n(CH3OH)
×
C
【例4】(2024年辽吉黑卷T10)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A.3 h时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3 h平均速率(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
×
√
较彻底
可逆
ν(异山梨醇)= =0.014 mol·kg-1·h-1
√
√
A
反应原理图像题解题模型:
图像中曲线代表的意义
横纵坐标的变化趋势
速率和平衡相关计算
基础知识储备
平衡移动相关问题
基础知识储备
【例5】(2024年全国甲卷T7)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lgcM/(mol·L-1)(M代表Ag+、Cl 或CrO42 )随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl ) B.K (AgCl)/K (Ag2CrO4)=10 2.21
C.V≤2.0 mL时c(CrO42 )/c(Cl )不变 D.y1= 7.82,y2= lg34
Ag2CrO4+2Cl-=2AgCl+CrO42-
lgc(Cl-)
lgc(Ag+)
lgc(CrO42-)
c(Na+)+c(Ag+)=2c(CrO42-)+c(Cl-)
c(Na+)≈2c(CrO42-)+c(Cl-)
=3c(Cl-)
×
Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-9.75
Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(CrO42-)=10-11.96
×
【例5】(2024年全国甲卷T7)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lgcM/(mol·L-1)(M代表Ag+、Cl 或CrO42 )随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl ) B.K (AgCl)/K (Ag2CrO4)=10 2.21
C.V≤2.0 mL时c(CrO42 )/c(Cl )不变 D.y1= 7.82,y2= lg34
Ag2CrO4+2Cl-=2AgCl+CrO42-
lgc(Cl-)
lgc(Ag+)
lgc(CrO42-)
×
Ksp(AgCl)=10-9.75
Ksp(Ag2CrO4)=10-11.96
×
×
c(CrO42-) =
mol·L-1
y2=lgc(CrO42-)=-lg34
c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)
= 10-9.75/10-1.93 =10-7.82
y1=lgc(Ag+)=-7.82
√
D
【例6】(2024年河北卷T11)在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-形成配离子达平衡时 与 lgc(CN-)的关系如图。下列说法正确的是
A.99%的X、Y转化为配离子时,两溶液中CN-的平衡浓度:X > Y
B.向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时 >
C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:YD.若相关离子的浓度关系如P点所示,Y配离子的解离速率小于生成速率
Mn++xCN- [M(CN)x]n-x
= lgKf xlgc(CN-)
<
×
√
Y金属斜率大,x大,电荷高
×
×
B
A.lgc0(HCl)= -1.2时,溶液的pH =1.3
B.任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+)=c(HC2O4-) + c(H2C2O4) + c(C2O42-)
C.CaC2O4(s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + H2C2O4(aq)的平衡常数为10-3.0
D.lgc0(HCl)=-4.1时,2c(Ca2+) + c(H+)=c(OH-) + 2 c(HC2O4-) + c(Cl-)
2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+ c(Cl-)
【例7】(2024年福建卷T10)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的lgc-lgc0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法错误的是
lgc(C2O42-)
lgc(HC2O4-)
lgc(H2C2O4)
Ka1=c(H+)= 10-1.3
√
√
K=
=
=
=
=10-3.0
√
c(H+)=10 mol·L-1
c(HC2O4-)=10-2.8 mol·L-1
c(Ca2+)≈10-0.5 mol·L-1
Ksp= c(C2O42-) ×c(Ca2+)=10-8.6
2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+ c(Cl-)
3
×
D
【例8】(2025年河南省适应性模拟演练T14)向CaC2O4饱和溶液(有足量CaC2O4固体)中通入HCl气体,调节体系pH促进CaC2O4溶解,总反应为CaC2O4+2H+ H2C2O4+Ca2+。平衡时lgc(Ca2+)、分布系数δ(M)与pH的变化关系如图所示(其中M代表H2C2O4、HC2O4-或C2O42-)。比如δ(C2O42-)=
, c总=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)。已知Ksp(CaC2O4)= 10-8.63。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ表示lgc(Ca2+)~pH的变化关系
B.pH=3时,溶液中c(Cl-) > 2c(H2C2O4)+c(HC2O4-)
C.总反应CaC2O4+2H+ H2C2O4+Ca2+的平衡常数K=103.09
D.pH=5时,C2O42-和HC2O4-的分布系数关系为 >10
lgc(H2C2O4)
lgc(HC2O4-)
lgc(C2O42-)
lgc(Ca2+)
×
电荷守恒:2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(Cl-)
物料守恒:c(Ca2+)=c(HC2O4-) + c(H2C2O4) + c(C2O42-)
c(H+)=c(Cl-) +c(OH-) -2c(H2C2O4)-c(HC2O4-)
pH=3时,c(H+)>c(OH-)
×
<
Ka1=10-1.27
Ka2=10-4.27
【例8】(2025年河南省适应性模拟演练T14)向CaC2O4饱和溶液(有足量CaC2O4固体)中通入HCl气体,调节体系pH促进CaC2O4溶解,总反应为CaC2O4+2H+ H2C2O4+Ca2+。平衡时lgc(Ca2+)、分布系数δ(M)与pH的变化关系如图所示(其中M代表H2C2O4、HC2O4-或C2O42-)。比如δ(C2O42-)=
, c总=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)。已知Ksp(CaC2O4)= 10-8.63。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ表示lgc(Ca2+)~pH的变化关系
B.pH=3时,溶液中c(Cl-) > 2c(H2C2O4)+c(HC2O4-)
C.总反应CaC2O4+2H+ H2C2O4+Ca2+的平衡常数K=103.09
D.pH=5时,C2O42-和HC2O4-的分布系数关系为 >10
lgc(H2C2O4)
lgc(HC2O4-)
lgc(C2O42-)
lgc(Ca2+)
√
×
×
Ka1=10-1.27
Ka2=10-4.27
CaC2O4+2H+ H2C2O4+Ca2+
K=
=
=
=103.09
=100.73<10
×
C
【例9】(2025年四川省适应性模拟演练T15)常温下,H2S溶液中含硫粒子分布系数δ[比如: ]与pH的关系如图1所示;金属硫化物M2S和NS在H2S饱和溶液(0.1 mol·L-1)中达沉淀溶解平衡时,-lgc与pH的关系如图2所示(c为金属离子浓度)。
下列说法正确的是
A.溶液中H2S的
B.直线④表示H2S饱和溶液中N2+的-lgc与pH的关系
C.金属硫化物M2S的pKsp=49.21
D.浓度均为0.01 mol·L-1的M+和N2+的混合溶液不能通过滴加H2S饱和溶液实现分离
H2S
HS-
S2-
Ka1=10-6.79
Ka2=10-12.90
105.93
×
M2S:Ksp(M2S)=c2(M+)×c(S2-)
lgKsp=2lgc(M+)+lgc(S2-)
-lgc(M+)=1/2 lgc(S2-)-1/2lgKsp
NS:-lgc(N2+)= lgc(S2-)-lgKsp
NS
M2S
×
Ksp(M2S)=c2(M+)×c(S2-)=10-49.21
Ksp(NS)=c(N2+)×c(S2-)=10-26.1
√
c(S2-)=
H2S 2H++S2-
=10-2.99
【例9】(2025年四川省适应性模拟演练T15)常温下,H2S溶液中含硫粒子分布系数δ[比如: ]与pH的关系如图1所示;金属硫化物M2S和NS在H2S饱和溶液(0.1 mol·L-1)中达沉淀溶解平衡时,-lgc与pH的关系如图2所示(c为金属离子浓度)。
下列说法正确的是
A.溶液中H2S的
B.直线④表示H2S饱和溶液中N2+的-lgc与pH的关系
C.金属硫化物M2S的pKsp=49.21
D.浓度均为0.01 mol·L-1的M+和N2+的混合溶液不能通过滴加H2S饱和溶液实现分离
×
NS
M2S
×
Ksp(M2S)=10-49.21
Ksp(NS)=10-26.1
√
M+开始沉淀时c(S2-)=Ksp(M2S)/c2(M+)= 10-45.21 mol·L-1
当M+完全沉淀时,即c(M+)=10-5 mol·L-1时,
c(S2-)=Ksp(M2S)/c2(M+)=10-39.21 mol·L-1
Qc(NS)=c(N2+)×c(S2-)=10-37.21 M+沉淀完全时,N2+不沉淀,可分离
×
C
N2+开始沉淀时c(S2-)=Ksp(NS)/c(N2+) =10-24.1 mol·L-1
M+先沉淀
【例10】(2025年陕西省适应性模拟演练T14)常温下,AgIO3和Pb(IO3)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表Ag+或Pb2+,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A.a点有AgIO3沉淀生成,无Pb(IO3)2沉淀生成
B.表示Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点在线段bc之间
C.向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向Pb(IO3)2悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3和Pb(IO3)2的溶解度均为10-5.09 mol·L-1
D.c(IO3- )=0.1 mol·L-1时,AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中 =10-4.09
Ksp(AgIO3)=c(Ag+)×c(IO3-)
lgKsp=lgc(Ag+)+lgc(IO3-)
-lgc(Ag+)=(-1)×[-lgc(IO3-)]-lgKsp
-lgc(Pb2+)= (-2)×[-lgc(IO3-)] -lgKsp
AgIO3
Pb(IO3)2
Ksp(AgIO3)=10-5.09×10-2.21=10-7.30
Ksp[Pb(IO3)2]=10-2.21×(10-5.09)2=10-12.39
×
【例10】(2025年陕西省适应性模拟演练T14)常温下,AgIO3和Pb(IO3)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表Ag+或Pb2+,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A.a点有AgIO3沉淀生成,无Pb(IO3)2沉淀生成
B.表示Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点在线段bc之间
C.向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向Pb(IO3)2悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3和Pb(IO3)2的溶解度均为10-5.09 mol·L-1
D.c(IO3- )=0.1 mol·L-1时,AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中 =10-4.09
AgIO3
Pb(IO3)2
×
Pb(IO3)2(s) Pb2+(aq)+2IO3-(aq)
2c(Pb2+)≈c(IO3-)
lgc(Pb2+) 0.3= lgc(IO3-)
lgc(Pb2+)> lgc(IO3-)
×
s(AgIO3)=10-5.09 mol·L-1
s[Pb(IO3)2]=5×10-6.09 mol·L-1
×
【例10】(2025年陕西省适应性模拟演练T14)常温下,AgIO3和Pb(IO3)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表Ag+或Pb2+,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A.a点有AgIO3沉淀生成,无Pb(IO3)2沉淀生成
B.表示Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点在线段bc之间
C.向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向Pb(IO3)2悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3和Pb(IO3)2的溶解度均为10-5.09 mol·L-1
D.c(IO3- )=0.1 mol·L-1时,AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中 =10-4.09
AgIO3
Pb(IO3)2
×
×
×
Ksp(AgIO3)=10-5.09×10-2.21=10-7.30
Ksp[Pb(IO3)2]=10-2.21×(10-5.09)2=10-12.39
√
D
溶液中各类平衡图像题解题模型:
图像中曲线代表的意义
横纵坐标的变化趋势
相关离子浓度关系式
三大守恒
不等式与酸碱性有关
新平衡常数的计算
各类平衡常数的复合计算
可能会带着一个微粒的浓度
是否能沉淀分离
完全沉淀某种离子时另一种离子是否沉淀
存在线性关系的先确定线性关系式
特殊点的运用
Ka1、Ka2
Ksp
考题预测
PART 03
03
K3==31
1.(2025届成都二诊)一定温度下,初始浓度为c0 mol·L-1的K2CrO4溶液中存在如下平衡:H2CrO4 HCrO4-+H+ Ka1;HCrO4- CrO42-+H+ Ka2;2HCrO4- Cr2O72-+H2O K3=31。体系中四种含铬物种的浓度随pH变化如图所示。
下列说法错误的是
A.物种Y对应HCrO4-
B.pH=4.00时,c(CrO42-)>c(H2CrO4)
C.c(CrO42-)+c(HCrO4-)+c(H2CrO4)+c(Cr2O72-)=c0 mol·L-1
D.存在2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O K=3.1×1014
0.048
0.072
0.20
Cr2O72-
HCrO4-
Ka1=10-0.75,Ka2=10-6.50
c(CrO42-)/c(H2CrO4) = =100.75>1
K=
K=K3/Ka22= 3.1×1014
Ka2= =10-6.50
K3= =31
C
√
√
×
√
2.(2025届东北三省精准教学联考)常温下,H2C2O4溶液分布系数δ与pH的变化关系如图甲[ ],BaC2O4浊液中c(Ba2+)与c(C2O42-)的关系如图乙。常温下,将等体积且浓度均为 0.5 mol·L-1的BaCl2溶液与H2C2O4溶液混合。下列说法错误的是
A.H2C2O4溶液中存在c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(OH-)
B.向100 mL 0.5 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入等体积的水,c(C2O42-)几乎不变
C.向BaC2O4浊液中通入HCl,c(Ba2+)增加
D.混合后溶液中不会产生白色沉淀
H2C2O4
HC2O4-
C2O42-
Ka1=10-1.23
Ka2=10-4.19
Ksp=10-9
H2A HA-+H+
HA- A2-+H+
≈c(C2O42-)
√
√
BaC2O4(s) Ba2+(aq)+C2O42-(aq)
√
2.(2025届东北三省精准教学联考)常温下,H2C2O4溶液分布系数δ与pH的变化关系如图甲[ ],BaC2O4浊液中c(Ba2+)与c(C2O42-)的关系如图乙。常温下,将等体积且浓度均为 0.5 mol·L-1的BaCl2溶液与H2C2O4溶液混合。下列说法错误的是
A.H2C2O4溶液中存在c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(OH-)
B.向100 mL 0.5 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入等体积的水,c(C2O42-)几乎不变
C.向BaC2O4浊液中通入HCl,c(Ba2+)增加
D.混合后溶液中不会产生白色沉淀
Ka1=10-1.23
Ka2=10-4.19
Ksp=10-9
√
√
√
×
D
c(Ba2+)=0.25 mol·L-1
c(H2C2O4)=0.25 mol·L-1
HC2O4- C2O42-+H+
c(H+)≈c(HC2O4-)
c(C2O42-)≈10-4.19 mol·L-1
Qc=c(Ba2+)×c(C2O42-)≈0.25×10-4.19>>Ksp
H2C2O4 HC2O4-+H+
3.(2025届浙江省星斗联盟联考)常温下,“H2S-HS--S2-”水溶液体系中三种含硫微粒的物质的量分数随pH的变化关系如图所示。已知:Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(HgS)=1.6×10-52,Ksp(FeS)=6.3×10-18。下列说法错误的是
A.向Cu2+和Hg2+均为0.1 mol·L-1的溶液中滴加饱和H2S溶液(约0.1 mol·L-1),可使CuS沉淀和HgS分离
B.0.05 mol·L-1的Na2S溶液中含硫微粒的大小关系:c(S2-)>c(HS-)>c(H2S)
C.若H2S的初始浓度为0.1 mol·L-1,则A点对应溶液中:c(H+)D.pH=2的盐酸溶液中FeCl2的浓度为1 mol·L-1,向其通入H2S气体至浓度为约0.1 mol·L-1,时,有FeS沉淀产生(忽略Fe2+与Cl-的配位情况)
H2S
HS-
S2-
Ka1=10-6.9
Ka2=10-13
=3.9375×1016
c(Cu2+)= 0.1 mol/L时,c(Hg2+)≈2.5 ×10-18 mol/L
√
S2- + H2O HS-+ OH-
c(OH-)≈c(HS-)
c(OH-)≈0.0366 mol/L
pH≈12.6
×
3.(2025届浙江省星斗联盟联考)常温下,“H2S-HS--S2-”水溶液体系中三种含硫微粒的物质的量分数随pH的变化关系如图所示。已知:Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(HgS)=1.6×10-52,Ksp(FeS)=6.3×10-18。下列说法错误的是
A.向Cu2+和Hg2+均为0.1 mol·L-1的溶液中滴加饱和H2S溶液(约0.1 mol·L-1),可使CuS沉淀和HgS分离
B.0.05 mol·L-1的Na2S溶液中含硫微粒的大小关系:c(S2-)>c(HS-)>c(H2S)
C.若H2S的初始浓度为0.1 mol·L-1,则A点对应溶液中:c(H+)D.pH=2的盐酸溶液中FeCl2的浓度为1 mol·L-1,向其通入H2S气体至浓度为约0.1 mol·L-1,时,有FeS沉淀产生(忽略Fe2+与Cl-的配位情况)
H2S
HS-
S2-
Ka1=10-6.9
Ka2=10-13
√
×
c(H ) +c(M ) = c(HS ) + 2c(S ) + c(OH )
√
H2S 2H++S2-
Qc=c(S2-)×c(Fe2+)=10-16.9> Ksp(FeS)
√
B
溶液中各类平衡图像题预测:
1.二元酸与沉淀溶解平衡共存的问题
2.沉淀溶解平衡与配位平衡共存的问题