Question

（1）在一定條件下，在一容積可變的密閉容器中，將SO₂和O₂混合發生反應：
2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

△

2SO₃（g）△H=-92.3KJ/mol
0～4min時，容器氣體壓強為101KPa．反應過程中，SO₂、O₂、SO₃的物質的量（mol）的變化如下表：

時間min	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
n（SO2）	2.00	1.92	1.84	1.76	1.76	1.64	1.52	1.40	1.40	1.40
n（O2）	1.00	0.96	0.92	0.88	0.88	0.82	0.76	0.70	0.70	0.70
n（SO3）	0	0.08	0.16	0.24	0.24	0.36	0.48	0.60	0.60	0.60

回答下列問題：
①

 

時，反應處于平衡狀態．
②第5min時，從速率和轉化率兩個方面分析，改變的外界條件是

 

；平衡向

 

方向移動．
③在0.1Mpa、500℃時，起始時O₂和SO₂的物質的量之比

n(O2)

n(SO2)

的值，與SO₂平衡時的體積百分含量的變化曲線如圖．在圖中畫出在相同壓強下，溫度為400℃時，起始O₂和SO₂的物質的量之比

n(O2)

n(sO2)

的值，與SO₂平衡時的體積百分含量的大致變化曲線．
（2）草酸（H₂C₂O₄）是二元弱酸，KHC₂O₄溶液呈酸性．向10mL 0.01mol?L^-1的H₂C₂O₄溶液滴加0.01mol?L^-1KOH溶液V（mL），回答下列問題．
①當V＜10mL時，反應的離子方程式為

 

．
②當V=10mL時，溶液中HC₂O₄^-、C₂O₄^2-、H₂C₂O₄、H⁺的濃度從大到小的順序為

 

．
③當V=amL時，溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）；
當V=bmL時，溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）；則a

 

b（填“＜”，“=”或“＞”）．
④當V=20mL時，再滴入NaOH溶液，則溶液中n（K⁺）/n（C₂O₄^2-）的值將

 

（填“變大”，“變小”，“不變”），原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）①依據物質物質的量不變判斷反應達到的平衡；
②依據第5min時物質的物質的量變化分析二氧化硫和氧氣物質的量減小，三氧化硫物質的量增加，平衡正向進行；
③依據反應是放熱反應，降低溫度，平衡正向進行，二氧化硫平衡含量隨壓強和二氧化硫物質的量之比的增大而減小，繪制圖象；
（2）草酸（H₂C₂O₄）是二元弱酸，KHC₂O₄溶液呈酸性．向10mL 0.01mol?L^-1的H₂C₂O₄溶液滴加0.01mol?L^-1KOH溶液V（mL）；
①當V＜10mL時，H₂C₂O₄ 和KOH反應生成HC₂O₄ ^-，還有草酸多余；
②當V=10mL時，H₂C₂O₄ 和KOH反應生成KHC₂O₄ ^-，KHC₂O₄溶液呈酸性說明溶液中電離大于水解，比較溶液中HC₂O₄^-、C₂O₄^2-、H₂C₂O₄、H⁺的濃度從大到小的順序；
③當V=amL時，溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-），依據溶液中電荷守恒分析氫離子濃度和氫氧根離子濃度相同判斷；
當V=bmL時，溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）是溶液中物料守恒分析，溶質為KHC₂O₄；
④當V=20mL時，反應生成K₂C₂O₄，再滴入NaOH溶液，抑制鹽類的水解，n（K⁺）/n（C₂O₄^2-）的值將減小；依據草酸根離子水解平衡影響因素分析判斷平衡移動方向；

解答：解：（1）①圖表數據分析可知在3～4min和7～9min時，二氧化硫、氧氣和三氧化硫物質的量不變說明反應達到平衡；
故答案為：3～4min和7～9min；
②第5min時物質的物質的量變化分析二氧化硫和氧氣物質的量減小，三氧化硫物質的量增加，平衡正向進行，依據平衡移動原理分析可知增大壓強平衡正向進行；符合物質的量變化；
故答案為：增大壓強；正；　
③反應是放熱反應，降低溫度，平衡正向進行，二氧化硫含量比500°C時小，二氧化硫平衡含量隨氧氣和二氧化硫物質的量之比的增大而減小，繪制圖象為；

故答案為：
；
（2）①當V＜10mL時，H₂C₂O₄ 和KOH反應生成HC₂O₄ ^-，還有草酸多余，反應的離子方程式為：H₂C₂O₄+OH^-=HC₂O₄^-+H₂O；
故答案為：H₂C₂O₄+OH^-=HC₂O₄^-+H₂O；
②當V=10mL時，H₂C₂O₄ 和KOH反應生成KHC₂O₄ ^-，KHC₂O₄溶液呈酸性說明溶液中電離大于水解，比較溶液中HC₂O₄^-、C₂O₄^2-、H₂C₂O₄、H⁺的濃度從大到小的順序為：c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄）；
故答案為：c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄）；
③當V=amL時，溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-），依據溶液中電荷守恒分析氫離子濃度和氫氧根離子濃度相同判斷，溶液中溶質為KHC₂O₄；和為K₂C₂O₄ ；
當V=bmL時，溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）是溶液中物料守恒分析，溶質為KHC₂O₄；說明a大于b；
故答案為：＞；
④當V=20mL時，反應生成K₂C₂O₄，再滴入NaOH溶液，抑制鹽類的水解，n（K⁺）/n（C₂O₄^2-）的值將減小；因為溶液中存在如下平衡C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，當增大c（OH^-）時，平衡向逆方向移動，n（C₂O₄^2-）的值變大，而n（K⁺）的值不變，故n（K⁺）/n（C₂O₄^2-）的值變小；
故答案為：變小，因為溶液中存在如下平衡C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，當增大c（OH^-）時，平衡向逆方向移動，n（C₂O₄^2-）的值變大，而n（K⁺）的值不變，故n（K⁺）/n（C₂O₄^2-）的值變小；

點評：本題考查了化學平衡的建立過程分析，溶液中離子濃度大小比較方法，量不同酸堿反應生成的產物不同，掌握基礎是關鍵，題目難度較大．