Question

【題目】Ⅰ.常溫下，將某一元酸HA和NaOH溶液等體積混合，兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如下表，請回答：

實驗編號	HA物質的量濃度(mol·L-1)	NaOH物質的量濃度(mol·L-1)	混合溶液的pH
甲	0.2	0.2	pH＝a
乙	c	0.2	pH＝7
丙	0.2	0.1	pH＞7
丁	0.1	0.1	pH＝9

（1）不考慮其它組的實驗結果，從甲組情況分析，如何用a (混合溶液的pH)來說明HA是強酸還是弱酸________________________________________________________

（2）丙組實驗混合溶液中離子濃度由大到小的順序是_____________________________

（3）丁組實驗所得混合溶液中由水電離出的c(OH－)＝________________mol·L-1， 混合溶液中，c(Na+)－c(A-)＝_________________________mol·L-1 (不能做近似計算)。

Ⅱ.合成氨是人類科學技術上的一項重大突破，其反應原理為：N2（g)+3H2（g）2NH3（g）H=﹣92.4kJmol－1，在773 K時，分別將2 mol N2和6 mol H2充入在一個固定容積為1 L的密閉容器中，隨著反應的進行，氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應時間t的關系如下表：

t/min	0	5	10	15	20	25	30
n(H2)/mol	6.00	4.50	3.60	3.30	3.03	3.00	3.00
n(NH3)/mol	0	1.00	1.60	1.80	1.98	2.00	2.00

（1）從0～10min內，該反應的平均速率v(H2)＝________________ ；該溫度下，反應達到化學平衡時，化學平衡常數K=________________ (保留二位小數)

（2）該溫度下，若向容積相同的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別為3 mol·L－1、3 mol·L－1、3 mol·L－1，下列各項標志著該反應達到化學平衡狀態的是________(填字母)。

A．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2 B．3v正(N2)＝v逆(H2)

C．容器內壓強保持不變 D．混合氣體的密度保持不變

（3）該溫度下，分別將2 mol N2和6 mol H2充入在一個固定容積為1 L的密閉容器中，反應達到平衡過程中，c(H2)c(N2)c(NH3)隨時間t變化如圖曲線；在此溫度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，則反應剛達到平衡時，表示c(H2)～t的曲線上相應的點為________

Answer 1

【答案】若a＝7，則HA是強酸；若a＞7, 則HA是弱酸 c(Na+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+) 10-5 10-5－10-9 0.24mol·L－1 ·min－1 0.15mol－2·L2 BC B

【解析】

Ⅰ.（1）甲組等濃度一元酸HA和NaOH溶液等體積混合，兩者恰好完全反應生成NaA，依據溶液pH是否大于7判斷；

（2）由丙組實驗結果可知，混合后為HA與NaA的混合液，pH＜7，酸的電離大于鹽的水解，溶液顯堿性；

（3）丁組實驗所得混合溶液為NaA溶液，溶液pH=9，說明NaA為強堿弱酸鹽，溶液中的氫氧根離子是水電離的；

Ⅱ.（1）依據表給數據，結合化學反應速率和化學平衡常數公式計算；

（2）依據平衡時正反應速率等于逆反應速率，各物質濃度保持不變，以及衍生的物理量不變進行分析判斷；

（3）溫度不變，若起始充入4molN2和12molH2，相當于在原來基礎上增加壓強，平衡正向移動。

Ⅰ.（1）甲組為0.2 mol·L－1一元酸HA和0.2 mol·L－1NaOH溶液等體積混合，兩者恰好完全反應，若HA是強酸，反應生成強酸強堿鹽，溶液pH＝7，若HA是弱酸，反應生成強堿弱酸鹽，溶液pH＞7，故答案為：若a＝7，則HA是強酸；若a＞7, 則HA是弱酸；

（2）由丙組實驗結果可知，混合后為HA與NaA的混合液，pH＜7，酸的電離大于鹽的水解，溶液顯堿性，溶液中c（OH-）＞c（H+），由電荷守恒可知溶液中c（Na+）＞c（A-），則溶液中離子濃度由大到小的順序為c(Na+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+)，故答案為：c(Na+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+)；

（3）丁組實驗所得混合溶液為NaA溶液，溶液pH=9，說明NaA為強堿弱酸鹽，溶液中的氫氧根離子是水電離的，即水電離的溶液中的c（OH-）=10-5mol/L；由電荷守恒可知c(Na+)－c(A-)＝c（OH-）—c（H+）=10-5－10-9，故答案為：10-5；10-5－10-9；

Ⅱ.（1）10min時，n(H2)為3.60mol，0～10min內，△c(H2)=(6.00—3.60)mol/1L=2.40 mol/L，平均速率v(H2)＝2.40 mol/L/10min=0.24mol/L·min；由表可知表可知25min反應達平衡狀態，c(H2)= 3.00mol/L、c(NH3)= 2.00 mol/L，由方程式可知c(N2)=（2.00—1.00）mol/L，化學平衡常數K=c2(NH3)/ c(N2) c3(H2)=( 2.00 mol/L)2/1.00 mol/L×(3.00mol/L)3≈0.15mol－2·L2，故答案為：0.24mol·L－1 ·min－1；0.15mol－2·L2；

（2）A、反應平衡時各物質的濃度是否相等，取決于起始時各物質的量的關系和轉化的程度，故A錯誤；

B、反應達到平衡時，正逆反應速率相等，3v正（N2）=v逆（H2），v正（N2）表示消耗N2的速率，v逆（H2）表示生成H2的速率，且v正（N2）：v逆（H2）=1：3，充分說明向兩個相反方向進行的程度相當，故B正確；

C、該反應是反應前后氣體體積有變化的反應，所以達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，該容器中的壓強不再變化時，反應達到平衡狀態，故C正確；

D、根據質量守恒，反應前后混合氣體的質量不變，容器的體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，不能證明該反應是否達到平衡狀態，故D錯誤；

故選BC，故答案為：BC；

（3）由反應方程式可知各物質變化量之比等于對應物質的化學計量數之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示甲為H2變化量、乙為變化量、丙為NH3變化量，在此溫度下，若起始充入4molN2和12molH2，相當于在原來基礎上增加壓強，平衡正向移動，所以比原平衡的兩倍小，而且達平衡的時間縮短，則對應是點B，故答案為：B。