Question

化學學科中的平衡理論主要包括：化學平衡、電離平衡、水解平衡和溶解平衡四種，且均符合勒夏特列原理．請回答下列問題：
（1）一定溫度下，在一個固定容積的密閉容器中，可逆反應 A（g）+2B（g）=4C （g）△H＞0 達到平衡時，c（A）=2mol?L^-1，c（B）=7mol?L^-1，c（C）=4mol?L^-1．試確定B的起始濃度c（B）的取值范圍是

3mol/L≤c（B）≤9mol/L

；若改變條件重新達到平衡后體系中C的質量分數增大，下列措施可行的是

C

．
A．增加C的物質的量     B．加壓    C．升溫     D．使用催化劑
（2）常溫下，取 pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL，向其中分別加入適量的Zn粒，反應過程中兩溶液的pH變化如圖1所示．則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是

B

 （ 填“A”或“B”）． 設鹽酸中加入的Zn質量為m₁，醋酸溶液中加入的Zn質量為 m₂． 則 m₁

＜

 m₂ （ 選填“＜”、“=”、“＞”）
（3）在體積為3L的密閉容器中，CO與H₂在一定條件下反應生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）→CH₃OH（g）．反應達到平衡時，平衡常數表達式K=

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

，升高溫度，K值

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”）．在500℃，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H₂）=

2nB

3tB

mol?（L?min）^-1

．
（4）難溶電解質在水溶液中存在著電離平衡．在常溫下，溶液里各離子濃度以它們化學計量數為方次的乘積是一個常數，叫溶度積常數．例如：
Cu（OH）₂（s）=Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），K_sp=c（Cu²⁺）[c（OH^-）]²=2×10^-20
當溶液中各離子濃度方次的乘積大于溶度積時，則產生沉淀，反之固體溶解．若某CuSO₄溶液里c（ Cu²⁺）=0.02mol?L^-1，如果生成Cu（OH）₂沉淀，應調整溶液pH，使之大于

5

； 要使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀較為完全 （使Cu²⁺濃度降至原來的千分之一）則應向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH值為

6

．
（5）常溫下，某純堿（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色．則該溶液呈

堿性

性．在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時，甲同學認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH 所致；乙同學認為是溶液中Na₂CO₃電離出的CO₃^2-水解所致．請你設計一個簡單的實驗方案給甲和乙兩位同學的說法以評判（包括操作、現象和結論）

向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確

．

Answer 1

分析：（1）由正反應開始建立平衡，B的起始濃度最大，由逆反應開始建立平衡，B的起始濃度最小，據此計算；
結合選項運用平衡移動原理分析解答；
（2）從醋酸是弱電解質的角度分析，醋酸與Zn反應同時，電離出H⁺，pH變化較緩慢；
pH值變化相同，醋酸參加反應的氫離子比鹽酸多；
（3）化學平衡常數等于生成物的濃度系數次冪之積除以反應物的濃度系數次冪之積；
根據圖象可知，溫度越高，甲醇的含量越低，平衡向逆反應移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，說明該反應正反應為放熱反應；
先根據圖象依據v=

△n V

△t

求出求出v（CH₃OH），然后根據速率之比等于化學計量數之比求出v（H₂）；
（4）根據c（OH^-）=

Ksp c(Cu2+)

計算氫氧根離子濃度，從而確定溶液的pH；
（5）常溫下，純堿（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色，則該溶液呈堿性；
向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，生成碳酸鋇沉淀，根據顏色的變化分析．

解答：解：（1）由正反應開始建立平衡，B的起始濃度最大，B的濃度變化量為4mol/L×

1

2

=2mol/L，故B濃度最大值為7mol/L+2mol/L=9mol/L，
由逆反應開始建立平衡，B的起始濃度最小，B的濃度變化=2△c（A）=2mol/L×2=4mol/L，故B的濃度最小值為7mol/L-4mol/L=3mol/L，故B的起始濃度c（B）的取值范圍是3 mol/L≤c（B）≤9 mol/L；
若改變條件重新達到平衡后體系中C的質量分數增大，應使平衡向正反應方向移動，
A．增加C的物質的量，等效為增大壓強，平衡向逆反應方向移動，C的質量分數降低，故A錯誤；
B．加壓，平衡向逆反應方向移動，C的質量分數降低，故B錯誤；
C．升溫，平衡向正反應方向移動，C的質量分數增大，故C正確；
D．使用催化劑，平衡不移動，C的質量分數不變，故D錯誤；
故答案為：3 mol/L≤c（B）≤9 mol/L；C；
（2）由于醋酸是弱電解質，與Zn反應同時，電離出H⁺，所以pH變化較緩慢，所以B曲線是醋酸溶液的pH變化曲線．由圖知鹽酸和醋酸的pH變化都是由2到4，鹽酸中氫離子濃度逐漸減小，但醋酸中存在電離平衡，氫離子和鋅反應時促進醋酸電離，補充反應的氫離子，所以醋酸是邊反應邊電離H⁺，故消耗的Zn多，所以m₁＜m₂．
故答案為：B；＜；
（3）因化學平衡常數等于生成物的濃度系數次冪之積除以反應物的濃度系數次冪之積，故CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平衡常數K=

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

；
由圖可知，升高溫度，甲醇的含量降低，平衡逆向移動，則化學平衡常數減小；
由圖象可知，在500℃時，2min到達平衡，甲醇的平均反應速率v（CH₃OH）=

nBmol 3L

tBmin

 mol?（L?min）^-1 =

nB

3tB

mol?（L?min）^-1 ，由速率之比等于化學計量數之比求出，則v（H₂）=2v（CH₃OH）=

2nB

3tB

mol?（L?min）^-1；
故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

；減�。�

2nB

3tB

mol?（L?min）^-1；
（4）c（OH^-）=

2×10-20 0.02

mol/L=10^-9 mol/L，則c（H⁺）=10^-5 mol/L，所以溶液的pH=-lg10^-5=5；
使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀較為完全，Cu²⁺濃度降至為2×10^-4 mol/L，故c（OH^-）=

2×10-20 2×10-4

mol/L=10^-8 mol/L，則c（H⁺）=10^-6 mol/L，所以溶液的pH=-lg10^-6=6，
故答案為：5；6；
（5）常溫下，純堿（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色，則該溶液呈堿性；
要驗證該溶液遇酚酞呈紅色原因，可用以下方法：
方法一：向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液顯紅色，說明甲正確，如果紅色褪去，說明乙正確；
方法二：加熱，如果紅色不變說明甲正確，如果紅色加深，說明乙正確，
故答案為：向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確．

點評：本題考查較為綜合，涉及弱電解質的電離、化學平衡、難溶電解質的溶解平衡、鹽類水解等知識點，難度較大，弱電解質的電離平衡、化學平衡是高考的熱點，應熟練掌握．