Question

實際上電離平衡、鹽的水解平衡或沉淀溶解平衡等，它們都可看作是化學平衡的一種．請根據所學化學知識回答下列問題：

（1）工業上一般可采用如下反應來合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
分析該反應并回答下列問題：
①平衡常數表達式為K=

 

．
②上圖是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線．
T₁和T₂溫度下的平衡常數大小關系是K₁

 

K₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
③已知在常溫常壓下：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-akJ?mol^-1；2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-bkJ?mol^-1；H₂O（g）=H₂O（l）△H=-ckJ?mol^-1；則，CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H

 

kJ?mol^-1．
（2）常溫下，如果取0.1mol?L^-1HA溶液與0.1mol?L^-1NaOH溶液等體積混合（不計混合后溶液體積的變化），測得混合溶液的pH=8，請回答下列問題：
①混合后溶液的pH=8的原因（用離子方程式表示）：

 

．
②混合溶液中c（Na⁺）-c（A^-）=

 

mol?L^-1（填精確計算結果的具體數字）．
③已知NH₄A溶液為中性、將HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有氣體放出，試推斷NH₄HCO₃溶液的pH

 

7（填＜、＞、=）
④AgCl在溶液中存在如下平衡AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq），在25℃時，AgCl的K_sp=1.8×10^-10．現將足量AgCl分別放入下列液體中：a.100mL蒸餾水b.100mL 0.3mol?L^-1AgNO₃溶液c.100mL0.1mol?L^-1MgCl₂溶液充分攪拌后冷卻到相同溫度，溶液中c（Ag⁺）由大到小的順序為

 

（填序號）．

Answer 1

分析：（1）①平衡常數指平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，據此書寫；
②根據先拐先平數值大原則，由圖可知，溫度T₁＜T₂，平衡時，溫度越高CO的轉化率越小，說明升高溫度，平衡向逆反應移動，平衡常數減�。�
③根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減構造目標方程式，反應熱越乘以相應的系數并進行相應的計算；
（2）①等體積等濃度混合，恰好生成NaA，測得混合溶液的pH=8，則弱酸根離子水解；
②由電荷守恒可知，c（Na⁺）-c（A^-）=c（OH^-）-c（H⁺），以此計算；
（3）根據題意知，HA的酸性比碳酸強，NH₄A溶液為中性，說明銨根離子和該酸根離子水解程度相同，由此得知銨根離子水解程度小于碳酸根離子，所以（NH₄）₂CO₃中溶液呈堿性；
（4）氯化銀飽和溶液中存在沉淀溶解平衡，飽和溶液中的溶度積是常數，可用 K_SP表示：K_SP=c（Ag⁺）?c（Cl^-），根據平衡移動比較濃度大小．

解答：解：（1）①可逆反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平衡常數K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

，故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

；
②由圖1可知，T₂先達到平衡，溫度T₁＜T₂，平衡時，溫度越高CO的轉化率越小，說明升高溫度，平衡向逆反應移動，平衡常數減小，故答案為：＞；
③①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-a kJ?mol^-1，
  ②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-b kJ?mol^-1，
  ③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-c kJ?mol^-1，
根據蓋斯定律可知，則

①-②+③×4

2

可得CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=

b-a-4c

2

kJ/mol，
故答案為：=

b-a-4c

2

；
（2）①等體積等濃度混合，恰好生成NaA，測得混合溶液的pH=8，則弱酸根離子水解，水解離子反應為A^-+H₂O?HA+OH^-，故答案為：A^-+H₂O?HA+OH^-；
②由電荷守恒可知，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（A^-）+c（OH^-），所以c（Na⁺）-c（A^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=10^-6mol/L-10^-8mol/L=9.9×10^-7 mol/L，
故答案為：9.9×10^-7；
③將HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有氣體放出，說明HA的酸性比碳酸的強，NH₄A溶液為中性，說明相同條件下，氨水和HA的電離程度相同，所以（NH₄）₂CO₃中銨根離子的水解程度小于碳酸根離子的水解程度，所以溶液的pH＞7，故答案為：＞；
④a.100mL蒸餾水中銀離子濃度不變；
b.100mL 0.3mol?L^-1AgNO₃溶液，銀離子濃度增大，平衡逆向移動，最終c（Ag⁺）增大；
c.100mL0.1mol?L^-1MgCl₂溶液中，氯離子濃度增大，平衡逆向移動，c（Ag⁺）減少；
綜合上述計算得到：液中c（Ag⁺）由大到小的順序為bac，
故答案為：bac．

點評：本題考查化學平衡常數、蓋斯定律、溶解平衡、酸堿混合溶液離子濃度的有關計算，明確鹽類水解原理、應用電荷守恒來分析解答即可，題目難度中等．