内容正文:
专题08 水溶液中的离子平衡
考点概览
题型一 盐类水解、离子浓度大小比较
题型二 沉淀溶解平衡
题型三 多曲线离子反应图像
盐类水解、离子浓度大小比较题型一
1(2025·湖北腾云联盟·一模).时,向的溶液()中通入或加入调节pH,不考虑溶液体积变化且过程中无气体逸出。含碳(或氮)微粒的分布分数[如:]与pH关系如图。下列说法正确的是
A.的
B.溶液在时存在:
C.曲线M表示的分布分数随pH变化
D.该体系在时,溶液中
2.(2025·湖北省圆创联盟联合测评·一模)赖氨酸(HL)是一种人体必需氨基酸,在水溶液中有4种存在形式:、、HL和。常温下,用1.00的NaOH溶液滴定20.00mL等浓度的溶液,滴定曲线如图。
下列说法错误的是
A.常温下,的的数量级为
B.pH=7时,
C.pH=10.0时,赖氨酸主要以HL形式存在
D.pH=2.18时,有
3(2025·湖北省十一校·一模).溶液滴定溶液时,所加溶液体积、各含磷元素微粒的物质的量浓度的对数和的关系如图。
下列说法错误的是
A.②为的与的关系
B.b点时,溶液中存在
C.由图可知
D.当时,
4.(2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学·一模)室温条件下,将0.1mol·L-1的NaOH溶液逐滴滴入10mL 0.1mol·L-1HB溶液中,所得溶液pH随NaOH溶液体积的变化如图。下列说法正确的是
A.K(HB)的数量级为10-4 B.该中和滴定可采用酚酞作为指示剂
C.V1=10 D.b点时,NaOH与HB恰好完全反应
沉淀溶解平衡题型二
5.(2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学·一模)工业上使用溶液可将转化为。一定温度下和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知,处理过程中忽略溶液体积的变化,。
下列说法错误的是
A.曲线Ⅰ为的沉淀溶解平衡曲线,
B.向m点饱和溶液中加适量固体,可使溶液由m点变到n点
C.p点条件下,能生成沉淀,不能生成沉淀
D.用1L 1.8mol/L 处理46.6g ,处理5次可使完全进入溶液
6.(2025·湖北省腾云联盟·一模)难溶性的碱在水中存在两种平衡关系:
;
常温下,与pH的关系如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线②代表与pH的关系
B.的溶度积常数
C.的平衡常数
D.向溶液中加NaOH至时,M元素主要以存在
7.(2025·湖北省部分高中协作体·一模)AgI可用于人工降雨。AgI溶于水,溶液中离子浓度与温度的关系如图所示,已知:pAg=-lgc(Ag+),pI=-lgc(I-)。下列说法正确的是()
A.图像中,T<20℃
B.AgI的溶度积Ksp(AgI):c=d=e<f
C.20℃时,AgI粉末溶于饱和KI溶液中c(Ag+)=1×10-bmol•L-1
D.在d点饱和AgI溶液中加AgNO3粉末,d点移动到f点
多曲线离子反应图像题型三
8.(2025·湖北省武汉市·一模)在水溶液中,可与和分别形成配离子和。配离子的通式为,其中的稳定性更强。达到平衡时,、与的关系如下图所示。
下列说法错误的是
A.曲线①代表与的关系
B.配离子M和配离子N中的配位数相同
C.向配离子M的溶液中加入适量,M能完全转化为N
D.99.99%的、分别转化为配离子时,后者溶液中的平衡浓度更大
9.(2025·湖北省云学高中联盟·一模)向溶液中缓慢滴加100 mL 0.2mol/L盐酸,溶液中各离子的物质的量随加入盐酸中HCl的物质的量的变化如图所示(和未画出)。碳酸的电离平衡常数,,不考虑。下列说法错误的是
A.滴加至a点时,
B.滴加至b点时,
C.滴加至c点时,
D.滴加至d点时,溶液的
10.(2025·湖北省武汉市江岸区·一模)常温下和的两种溶液中,分布系数与的变化关系如图所示。
已知:
下列叙述正确的是
A.曲线表示的变化关系
B.的电离常数
C.时,
D.若酸的初始浓度为,则点对应的溶液中有
11.(2025·湖北省T8联盟·一模)碘及碘的化合物在生产、生活中有广泛应用。某温度下,在反应器中起始加入0.21 KI溶液,加入,发生反应①和反应②。测得、、的平衡浓度与起始关系如图所示。
有关反应:
①
②(棕黄色)
下列叙述正确的是
A.反应①中还原剂、氧化剂的物质的量之比为2∶1
B.的VSEPR模型和空间结构都是平面三角形
C.起始时,的平衡转化率为30%
D.该温度下,平衡常数
12.(2025·湖北省“宜荆荆恩”·一模)缓冲溶液是指加少量水稀释或外加少量酸、碱,自身pH不发生显著变化的溶液。常温下,1L含1mol乳酸(HLac)和1mol乳酸钠(NaLac)的溶液就是一种缓冲溶液,该溶液的pH为3.85。如图是此缓冲溶液的pH随通入HCl(g)或加入NaOH(s)的物质的量变化的示意图(溶液体积保持1L)。下列说法错误的是
A.乳酸的电离平衡常数的数量级为10-4
B.原缓冲溶液中存在c(HLac)+2c(H+)=c(Lac-)+2c(OH-)
C.根据图像可以判断,M点溶液已失去缓冲能力
D.当加入0.5molNaOH(s)时,对应溶液中c(Na+)>c(Lac-)
13.(2025·湖北省新八校协作体·一模)乙二胺(,简写为)是常用的分析试剂,为二元弱碱,在水中的电离方式与氨类似。时,向其盐酸盐溶液中加入固体(溶液体积变化忽略不计),体系中三种粒子的浓度的对数值、所加固体质量与溶液的关系如图所示。下列说法错误的是
A.时,
B.乙二胺第二步电离常数的数量级为
C.时,
D.加入固体的质量约为
14.(2025·湖北省黄冈市·一模)常温下,肼水溶液中各种含氮微粒的物质的量分数随变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.肼与稀硫酸反应可生成酸式盐
B.a的值为7.94(已知)
C.若P点溶液中的溶质为,则
D.常温下,向少量水溶液中加入足量肼,会发生反应:
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专题08 水溶液中的离子平衡
考点概览
题型一 盐类水解、离子浓度大小比较
题型二 沉淀溶解平衡
题型三 多曲线离子反应图像
盐类水解、离子浓度大小比较题型一
1(2025·湖北腾云联盟·一模).时,向的溶液()中通入或加入调节pH,不考虑溶液体积变化且过程中无气体逸出。含碳(或氮)微粒的分布分数[如:]与pH关系如图。下列说法正确的是
A.的
B.溶液在时存在:
C.曲线M表示的分布分数随pH变化
D.该体系在时,溶液中
【答案】B
【解析】A.的,图中时,此时,得到的,A错误;
B.溶液中电荷守恒关系为,物料守恒关系为,则,时,,,B正确;
C.曲线M表示的分布分数随pH变化,右侧虚线曲线表示的分布分数随pH变化,C错误;
D.由图可知,时,此时的电离平衡常数,体系中,得到,当pH为8.3时,,D错误;
答案选:B。
2.(2025·湖北省圆创联盟联合测评·一模)赖氨酸(HL)是一种人体必需氨基酸,在水溶液中有4种存在形式:、、HL和。常温下,用1.00的NaOH溶液滴定20.00mL等浓度的溶液,滴定曲线如图。
下列说法错误的是
A.常温下,的的数量级为
B.pH=7时,
C.pH=10.0时,赖氨酸主要以HL形式存在
D.pH=2.18时,有
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】弱电解质的电离平衡、盐溶液中离子浓度大小的比较、电离平衡常数的相关计算
【解析】A.,的溶质为等物质的量的、和NaCl,此时溶液的pH=2.18,接近于的=2.18,因此的数量级为,A项正确。
B.加入20mLNaOH溶液时,溶液中的溶质为等物质的量的和NaCl,pH约为6, pH=7时,溶液中溶质为和NaCl、,的点pH=8.95,溶质中有等物质的量的和,故pH=7时,,B项正确;
C.的溶质中有等物质的量的HL和NaL,此时溶液的pH接近于HL的,pH=10.0时,溶液中最大,赖氨酸主要以HL形式存在,C项正确;
D.pH=2.18时,,根据电荷守恒列式,,D项错误;
答案选D。
3(2025·湖北省十一校·一模).溶液滴定溶液时,所加溶液体积、各含磷元素微粒的物质的量浓度的对数和的关系如图。
下列说法错误的是
A.②为的与的关系
B.b点时,溶液中存在
C.由图可知
D.当时,
【答案】D
【分析】根据图中a点,时,溶液中溶质的物质的量之比为,故③④为磷酸和磷酸二氢钠的曲线,又因为随着pH变大,浓度变小,故③为,④为,又因为pH=2.12时,最小,故②为,①为,据此分析回答。
【解析】A.由分析可知,②为的与的关系,A正确;
B.b点溶质为NaH2PO4,此时溶液显酸性,则磷酸二氢根离子的电离大于水解,则,B正确;
C.当V(NaOH)=10mL时,c(H3PO4):c(NaH2PO4)=1:1,,,V(NaOH)=30mL时,= ,则,则,C正确;
D.当时,此时溶质为Na2HPO4,根据电荷守恒,,元素守恒,,两者结合可得,D错误;
故选D。
4.(2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学·一模)室温条件下,将0.1mol·L-1的NaOH溶液逐滴滴入10mL 0.1mol·L-1HB溶液中,所得溶液pH随NaOH溶液体积的变化如图。下列说法正确的是
A.K(HB)的数量级为10-4 B.该中和滴定可采用酚酞作为指示剂
C.V1=10 D.b点时,NaOH与HB恰好完全反应
【答案】B
【知识点】酸碱中和滴定指示剂选择、酸碱中和滴定的综合考查
【分析】将0.1mol·L-1的NaOH溶液逐滴滴入10mL0.1mol·L-1HB溶液中,根据图象可知,初始HB的pH=2,即HB为弱酸。在滴加氢氧化钠过程中,V1时混合溶液恰好为中性,V2时完全反应,据此回答问题。
【解析】A.根据电离平衡方程,电离出的c(H+)=c(B-) ,即K(HB)=,K的数量级为10-3,A错误;
B. 酚酞的变色范围在碱性,该中和滴定可采用酚酞作为指示剂,B正确;
C. V1时混合溶液恰好为中性,由于NaB为强碱弱酸盐,故此时酸有剩余,V1<10,C错误;
D. c点时,NaOH与HB恰好完全反应,D错误;
答案为B。
沉淀溶解平衡题型二
5.(2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学·一模)工业上使用溶液可将转化为。一定温度下和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知,处理过程中忽略溶液体积的变化,。
下列说法错误的是
A.曲线Ⅰ为的沉淀溶解平衡曲线,
B.向m点饱和溶液中加适量固体,可使溶液由m点变到n点
C.p点条件下,能生成沉淀,不能生成沉淀
D.用1L 1.8mol/L 处理46.6g ,处理5次可使完全进入溶液
【答案】D
【分析】BaCO3、BaSO4均为难溶物,饱和溶液中-lg[c(Ba2+)]+{-lg[c()]}=-lg[c(Ba2+)×c()]=-lg[Ksp(BaSO4)],同理可知溶液中-lg[c(Ba2+)]+{-lg[c()]}=-lg[Ksp(BaCO3)],因Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),则-lg[Ksp(BaCO3)]<-lg[Ksp(BaSO4)],由此可知曲线Ⅱ为-lg[c(Ba2+)]与-lg[c()]的关系,曲线I为-lg[c(Ba2+)]与-lg[c()]的关系,由曲线Ⅰ上(5,3.3)可知,Ksp(BaCO3)= c(Ba2+)c()=10-5×10-3.3=10-8.3,由曲线Ⅱ上(7,3)可知,Ksp(BaSO4)= c(Ba2+)c()=10-7×10-3=10-10。
【解析】A.根据分析知,曲线I为的沉淀溶解平衡曲线,的数量级是,A正确;
B.向m点饱和溶液中加适量固体,钡离子浓度增大,硫酸根离子浓度减小,Ksp(BaSO4)不变,则可使溶液由m点变到n点,B正确;
C.由分析可知,曲线Ⅰ是的溶解平衡曲线,p点相比饱和点,c(Ba2+)和c()较小,不能生成沉淀,曲线Ⅱ是的溶解平衡曲线,p点相比饱和点,c(Ba2+)和c()较大,能生成沉淀,C正确;
D.46.6gBaSO4物质的量为0.2mol,设每次用这种Na2CO3溶液能处理xmol BaSO4,根据,到达平衡时,c()=(1.8-x)mol/L,c()=x mol/L,根据,求得x=0.0353,次数为,即6次,D错误;
故选D。
6.(2025·湖北省腾云联盟·一模)难溶性的碱在水中存在两种平衡关系:
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常温下,与pH的关系如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线②代表与pH的关系
B.的溶度积常数
C.的平衡常数
D.向溶液中加NaOH至时,M元素主要以存在
【答案】C
【分析】由题干信息,,,随着pH增大,c(OH-)增大,则c(M3+)减小,c[]增大,即-lg c(M3+)增大,-lg c[]减小,因此曲线①代表-lg c(M3+)与pH的关系,曲线②代表-lg c[]与pH的关系,据此分析;
【解析】A.由分析可知,曲线②代表-lg c[]与pH的关系,A错误;
B.由图像,pH=5.0时,-lg c(M3+)=6.0,则M(OH)3的Ksp=c(M3+)·c3(OH-)=1×10-33,B错误;
C.①,Ksp=c(M3+)·c3(OH-)=1×10-33,②,当pH=10时,可计算出,由②-①可得,,则,C正确;
D.,时,根据,故M元素并不是主要以存在,D错误;
故选C。
7.(2025·湖北省部分高中协作体·一模)AgI可用于人工降雨。AgI溶于水,溶液中离子浓度与温度的关系如图所示,已知:pAg=-lgc(Ag+),pI=-lgc(I-)。下列说法正确的是()
A.图像中,T<20℃
B.AgI的溶度积Ksp(AgI):c=d=e<f
C.20℃时,AgI粉末溶于饱和KI溶液中c(Ag+)=1×10-bmol•L-1
D.在d点饱和AgI溶液中加AgNO3粉末,d点移动到f点
【答案】B
【知识点】难溶电解质的沉淀溶解平衡、浓度对难溶电解质溶解平衡的影响、沉淀溶解平衡的应用、溶度积规则及其应用
【分析】碘化银溶于水的过程为电离的过程,电离断键,故碘化银溶解是吸热的,在水中存在碘化银的溶解平衡,Ksp=c(Ag+)∙c(I-),Ksp属于平衡常数的一种,只受温度影响,结合图像分析解答。
【解析】A.碘化银溶解是吸热的,温度越高电离出的离子越多,图像中c(I-):a>b,故T>20℃,故A错误;
B.Ksp属于平衡常数的一种,只受温度影响,在相同温度下,曲线上的各点溶度积相同,温度越高,溶度积越大,AgI的溶度积Ksp(AgI):c=d=e<f,故B正确;
C.20℃时,AgI粉末溶于饱和KI溶液中,碘化银溶解平衡逆向移动,c(Ag+)<1×10-bmol•L-1,故C错误;
D.在d点饱和AgI溶液中加AgNO3粉末,d点沿de曲线向e点移动,故D错误;
答案选B。
多曲线离子反应图像题型三
8.(2025·湖北省武汉市·一模)在水溶液中,可与和分别形成配离子和。配离子的通式为,其中的稳定性更强。达到平衡时,、与的关系如下图所示。
下列说法错误的是
A.曲线①代表与的关系
B.配离子M和配离子N中的配位数相同
C.向配离子M的溶液中加入适量,M能完全转化为N
D.99.99%的、分别转化为配离子时,后者溶液中的平衡浓度更大
【答案】D
【分析】CN−可与Co2+和Co3+分别形成配离子M和N,配离子的通式为[Co(CN)x]y−,根据生成配离子的方程式Co2+/Co3++xCN−⇌[Co(CN)x]y−,,两边同取lg计算,得,化简整理后得到,同理,对于Co3+,可以得到,N的稳定性更强,说明更大,根据解析式,截距更小,代表Co2+的直线截距更大,故曲线①代表与−lgc(CN−)的关系;
【解析】A.由分析,曲线①代表与−lgc(CN−)的关系,A正确;
B.根据分析中的解析式,图像中,两线平行,斜率相同,即x相同,配离子M和配离子N中的配位数相同,B正确;
C.N的稳定性更强,向配离子M的溶液中加入适量Co3+,M能完全转化为N,C正确;
D.由于更大,99.99%的Co3+转化为配离子时,溶液中CN−的平衡浓度更小,D错误;
本题选D。
9.(2025·湖北省云学高中联盟·一模)向溶液中缓慢滴加100 mL 0.2mol/L盐酸,溶液中各离子的物质的量随加入盐酸中HCl的物质的量的变化如图所示(和未画出)。碳酸的电离平衡常数,,不考虑。下列说法错误的是
A.滴加至a点时,
B.滴加至b点时,
C.滴加至c点时,
D.滴加至d点时,溶液的
【答案】A
【分析】随加入盐酸的物质的量的变化,溶液中发生的离子反应为、,如图所示,n(K+)不变,n(Cl-)逐渐增大 ,n()逐渐减小,n()先增大后减小,据此分析解答。
【解析】A.滴加至a点时,根据物料守恒知:n(K+)=2n()+2n()+2n(H2CO3)(此时无二氧化碳生成),由图a点知n(Cl-)=n()>n(),c(K+)>4 c(),故A错误;
B.=4.31×10-7,=5.60×10-11,b点时,n()=n(),c(H+)=5.60×10-11,,故B正确;
C.由c点知,n(Cl-)>n()>n(),此时加入n(HCl)=0.01 mol,此时溶质为KCl和KHCO3,且等浓度,由物料守恒得:n(Cl-)= n()+n()+n(H2CO3),又因为碳酸氢根水解程度大于电离程度(碳酸氢钾溶液呈碱性),故n(H2CO3)>n(),所以c(Cl-)>c()+2c(),故C正确;
D.d点时,n(Cl-)=0.02 mol,说明K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O恰好完全反应,生成的二氧化碳部分溶于水,则溶液的pH<7,故D正确;
故答案选A。
10.(2025·湖北省武汉市江岸区·一模)常温下和的两种溶液中,分布系数与的变化关系如图所示。
已知:
下列叙述正确的是
A.曲线表示的变化关系
B.的电离常数
C.时,
D.若酸的初始浓度为,则点对应的溶液中有
【答案】C
【分析】随着pH增大,CH2ClCOOH、CHCl2COOH浓度减小,CH2ClCOO-、CHCl2COO-浓度增大,-Cl为吸电子基团,CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH,即Ka(CHCl2COOH)>Ka(CH2ClCOOH),(酸分子)=(酸根离子)=0.5时pH分别约为1.3和等于2.8,故两种酸的电离平衡常数分别为Ka(CHCl2COOH)10-1.3,Ka(CH2ClCOOH)=10-2.8,a点所在的线表示(CHCl2COOH)~pH的变化关系,另一条下降的线表示(CH2ClCOOH)~pH的变化关系,M线表示(CH2ClCOO-)~pH的变化关系,另一条上升的线表示(CHCl2COO-)~pH的变化关系,由此分析解题;
【解析】A.根据分析,曲线M表示(CH2ClCOO-)~pH的变化关系,A错误;
B.根据分析,CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-2.8,B错误;
C.由图中交点坐标,pH=2.08时,(CHCl2COOH)=(CH2ClCOO-)=0.15,故α(CHCl2COOH)=85%,α(CH2ClCOOH)=15%,C正确;
D.根据Ka(CHCl2COOH)=,若溶质只有CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)==10-1.15mol/L,小于a点对应溶液pH=1时氢离子浓度为10-1mol/L,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,对应还有其他酸根,根据电荷守恒,c(H+)<c(CHCl2COO−)+c(OH−),D错误;
故答案选C。
11.(2025·湖北省T8联盟·一模)碘及碘的化合物在生产、生活中有广泛应用。某温度下,在反应器中起始加入0.21 KI溶液,加入,发生反应①和反应②。测得、、的平衡浓度与起始关系如图所示。
有关反应:
①
②(棕黄色)
下列叙述正确的是
A.反应①中还原剂、氧化剂的物质的量之比为2∶1
B.的VSEPR模型和空间结构都是平面三角形
C.起始时,的平衡转化率为30%
D.该温度下,平衡常数
【答案】D
【解析】A.反应①一半转化成CuI,另一半→,氧化剂、还原剂的物质的量之比为1∶1,A项错误;
B.成键电子对数为2,孤电子对数为3,故其VSEPR模型、空间结构是直线形,B项错误;
C.利用三段式法计算:
①
转化量 4x 2x x
②
转化量 y y y
b点时:(aq) =,(aq)=
解得,。b点体系中,,,参与反应的,故转化率为42%,C项错误;
D.平衡常数,D项正确;
故选D。
12.(2025·湖北省“宜荆荆恩”·一模)缓冲溶液是指加少量水稀释或外加少量酸、碱,自身pH不发生显著变化的溶液。常温下,1L含1mol乳酸(HLac)和1mol乳酸钠(NaLac)的溶液就是一种缓冲溶液,该溶液的pH为3.85。如图是此缓冲溶液的pH随通入HCl(g)或加入NaOH(s)的物质的量变化的示意图(溶液体积保持1L)。下列说法错误的是
A.乳酸的电离平衡常数的数量级为10-4
B.原缓冲溶液中存在c(HLac)+2c(H+)=c(Lac-)+2c(OH-)
C.根据图像可以判断,M点溶液已失去缓冲能力
D.当加入0.5molNaOH(s)时,对应溶液中c(Na+)>c(Lac-)
【答案】D
【解析】A.含乳酸(HLac)和乳酸钠(NaLac)的溶液的pH为3.85,
则,,数量级为,A正确;
B.原缓冲溶液中由电荷守恒得:;
由物料守恒得:,两边消得,B正确;
C.根据图像可以判断,M点溶液pH发生突变,则已失去缓冲能力,C正确;
D.加入后,由电荷守恒可知显,则,D错误;
故选D。
13.(2025·湖北省新八校协作体·一模)乙二胺(,简写为)是常用的分析试剂,为二元弱碱,在水中的电离方式与氨类似。时,向其盐酸盐溶液中加入固体(溶液体积变化忽略不计),体系中三种粒子的浓度的对数值、所加固体质量与溶液的关系如图所示。下列说法错误的是
A.时,
B.乙二胺第二步电离常数的数量级为
C.时,
D.加入固体的质量约为
【答案】C
【解析】A.、为碱对应的离子,因此随溶液的碱性增强,溶液中的浓度会逐渐降低,的浓度会先增大后减小,EDA的浓度会逐渐增大。该图像纵坐标为pOH,表示越往下溶液的碱性越强,因此由题图可知曲线代表的微粒分别为①代表,②表示,③表示;时,根据图像可直接得出,A正确;
B.①和②交点处,乙二胺第二级电离常数,此时,,数量级为,B正确;
C.时,溶液呈中性,溶液中存在电荷守恒:,初始溶液中溶质为,可得物料守恒,两式相加并结合溶液呈中性时可得,C错误;
D.时,溶液,根据反应、可知时,溶液中,根据反应、可知约为,D正确;
故答案为:C。
14.(2025·湖北省黄冈市·一模)常温下,肼水溶液中各种含氮微粒的物质的量分数随变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.肼与稀硫酸反应可生成酸式盐
B.a的值为7.94(已知)
C.若P点溶液中的溶质为,则
D.常温下,向少量水溶液中加入足量肼,会发生反应:
解析 A.类比氨气和硫酸反应生成酸式盐为NH4HSO4,联氨是二元弱碱,与稀硫酸反应可以生成酸式盐N2H6(HSO4)2,故A项正确;
B.a的值应为,故B项错误;
C.根据物料守恒,等式右边应加上,故C项错误;
D.由图可知,,故无论肼是否足量,都只会发生,故D项错误;
故本题选A。
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