Question

在高中階段化學學科中所涉及的平衡理論主要包括：化學平衡、電離平衡、水解平衡和難溶電解質(zhì)溶解平衡四種，均符合勒夏特列原理，它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應用．請回答下列問題：

Ⅰ：（1）工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH₃和CO₂為原料合成尿素[CO（NH₂）₂]，反應的化學方程式為：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）．
①已知該反應的平衡常數(shù)K_195℃＜K_165℃，則該反應的△H

 

0（填“＞”“=”或“＜”）．
②一定溫度和壓強下，若原料氣中的NH₃和CO₂的物質(zhì)的量之比（氨碳比）

n(NH3)

n(CO2)

=x，圖1是氨碳比（x）與CO₂平衡轉(zhuǎn)化率（α）的關(guān)系．α隨著x增大的原因是

 

；B點處，NH₃的體積分數(shù)為

 

%（保留小數(shù)點后一位）．
③取一定量的NH₃和CO₂放在一個帶活塞的密閉真空容器中在一定溫度下反應達平衡，若在恒溫、恒容下充入氣體He，CO（NH₂）₂（l）的質(zhì)量

 

（填“增加”、“減小”或“不變”）．
Ⅱ：（1）某溫度下，純水中c（H⁺）=2.0×10^-7mol/L，該溫度下，0.9mol/L NaOH溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合（不考慮溶液體積變化）后，溶液的pH=

 

．
（2）向100mL 0.10mol/L CH₃COOH的溶液中加入0.010mol CH₃COONa固體，溶液pH增大，主要原因是（請用學過的平衡理論解釋）

 

；
已知該混合溶液中c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），則c（CH₃COOH）

 

c（CH₃COO^-）（填“＞”、“＜”或“=”）
Ⅲ：（1）圖2為某溫度下，PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后，溶液的S^2-濃度、金屬陽離子濃度變化情況．如果向三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是

 

（填化學式）．
（2）向新生成的ZnS濁液中滴入足量含相同濃度的Pb²⁺、Fe²⁺的溶液，振蕩后，ZnS沉淀最終會轉(zhuǎn)化為

 

（填化學式）沉淀．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),離子濃度大小的比較

專題：基本概念與基本理論

分析：Ⅰ．①依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化分析判斷反應吸熱放熱；
②增大反應物濃度，平衡正向進行；依據(jù)x含義和圖象數(shù)據(jù)分析結(jié)合化學方程式換算氨氣轉(zhuǎn)化率；
③恒溫恒容條件下，充入稀有氣體，反應體系中各組分的濃度不變，平衡不移動；
Ⅱ．Ⅱ（1）純水電離生成的c（H⁺）=c（OH^-），Kw=c（H⁺）×c（OH^-），先計算出過量的c（OH^-），再結(jié)合Kw計算c（H⁺），得出反應后的溶液的pH；
（2）存在CH₃COOH?H⁺+CH₃COO^-電離平衡，氫離子濃度減小則pH增大；該混合溶液中c （Na⁺）＜c （CH₃COO^-），則水解小于電離；
Ⅲ．（1）根據(jù)圖2判斷出PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）的溶度積、溶解度大小，溶解度越大，加入鹽酸后先溶解；
（2）根據(jù)PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）的溶解度大小及難溶物溶解平衡判斷沉淀轉(zhuǎn)化情況．

解答： 解：Ⅰ：①平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明正反應為放熱反應，△H＜0，故答案為：＜；      
②2NH₃ （g）+CO₂ （g）?CO（NH₂）₂ （l）+H₂O （l），圖象分析判斷，增大氨氣濃度平衡正向進行；
B點處x=4，原料氣中的NH₃和CO₂的物質(zhì)的量之比為4，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為0.50，假設(shè)氨氣為4mol，二氧化碳為1mol，則反應的二氧化碳為0.50mol，
依據(jù)化學方程式2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）反應消耗的氨氣為1mol，
NH₃的平衡轉(zhuǎn)化率=

1mol

4mol

×100%=25%，
故答案為：c（NH₃）增大，平衡正向移動，CO₂轉(zhuǎn)化率增大；25；
③達到平衡時，在恒溫恒容條件下充入稀有氣體，由于各組分的濃度沒有變化，則化學平衡不會移動，CO（NH₂）₂（l）的質(zhì)量不變，
故答案為：不變；
Ⅱ（1）純水電離生成的c（H⁺）=c（OH^-），Kw=c（H⁺）×c（OH^-）=4×10-14，過量的c（OH^-）=

0.9V-0.1V

2V

=0.4mol/L，
由該溫度下的Kw可知，c（H⁺）=

4×10-14

0.4

mol/L=10^-13mol?L^-1，所以pH=13，
故答案為：13；
（2）存在CH₃COOH?H⁺+CH₃COO^-電離平衡，加入CH₃COONa固體，c （CH₃COO^-）增大，則平衡逆向移動，抑制醋酸電離，溶液氫離子濃度減小則pH增大，
該混合溶液中c （Na⁺）＜c （CH₃COO^-），則醋酸根離子的水解程度小于其電離程度，所以c（CH₃COOH）＜c （CH₃COO^-），
故答案為：醋酸溶液中存在電離平衡：CH₃COOH?H⁺+CH₃COO^-電離平衡，當加入CH₃COONa固體時，CH₃COO^-濃度增大，使CH3COOH電離平衡逆向移動，H⁺濃度降低，故pH增大；＜；
Ⅲ．（1）根據(jù)圖2可知，PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）的溶度積大小關(guān)系為：K_sp（CuS）＜K_sp（ZnS）＜K_sp（FeS），則溶解度PbS＜ZnS＜FeS，如果向三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是溶解度最大的FeS，
故答案為：FeS；
（2）向新生成的ZnS濁液中滴入足量含相同濃度的Cu²⁺、Fe²⁺的溶液，由于K_sp（PbS）＜K_sp（ZnS）＜K_sp（FeS），溶解度PbS＜ZnS＜FeS，則振蕩后，ZnS沉淀會轉(zhuǎn)化為更難溶的PbS，
故答案為：PbS．

點評：本題考查了化學平衡影響因素、酸堿混合定性判斷及溶液酸堿性與溶液pH的計算、難溶物溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化等知識，題目難度較大，試題題量較大，考查較為綜合，注意明確水的電離、弱電解質(zhì)的電離、鹽類水解、難溶物溶解平衡等知識即可解答，注意混合后溶液中的溶質(zhì)判斷為解答的關(guān)鍵，試題充分培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識解決實際問題的能力．