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(yīng) A（g）+2B（g）═4C（g）△H＞0 達到平衡時，c（A）=2mol?L^-1，c（ B）=4mol?L^-1，c （ C）=4mol?L^-1．試確定B的起始濃度c （B）的取值范圍是

 

；若改變條件重新達到平衡后體系中C的質(zhì)量分數(shù)增大，下列措施可行的是

 

．
A．增加C的物質(zhì)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(yīng)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

 

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

 

 m₂．（ 選填“＜”、“=”、“＞”）
（3）某溫度時，在25mL 0.1mol/L NaOH溶液中逐滴加入0.2mol/L CH₃COOH溶液，曲線如圖2所示，有關(guān)粒子濃度關(guān)系的比較正確的是

 

A．在A、B間任一點，溶液中一定都有c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
B．在B點，a＞12.5，且有c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=c（OH^-）=c（H⁺）
C．在C點：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
D．在D點：c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=2c（Na⁺）

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,離子濃度大小的比較

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）若A完全轉(zhuǎn)化為C，B取最小值，若C完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，B取最大值；改變條件重新達到平衡后體系中C的體積分數(shù)增大，可使平衡正向移動或增加C；
（2）從醋酸是弱電解質(zhì)的角度分析，醋酸與Zn反應(yīng)同時，電離出H⁺，pH變化較緩慢；
（3）在25mL 0.1mol．L^-1NaOH溶液中逐滴加入0.2mol?L^-1 CH₃COOH 溶液，二者之間相互反應(yīng)，當恰好完全反應(yīng)時，所需醋酸的體積為12.5mL，當反應(yīng)至溶液顯中性時，醋酸應(yīng)稍過量，且c（OH^-）=c（H⁺），注意根據(jù)電荷守恒思想來比較離子濃度大小．

解答： 解：（1）可逆反應(yīng)A（g）+2B（g）?4C（g）△H＞0達到平衡時，c（A）=2mol/L，c（B）=4mol/L，c（c）=4mol/L，若A完全轉(zhuǎn)化為C，消耗B為4mol/L，則B最小值為0mol/L，若C完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，生成2molB，則B的最大值為6mol/L，因反應(yīng)為可逆反應(yīng)，均不能完全轉(zhuǎn)化，則B的濃度范圍為0mol/L＜c（B）≤6mol/L；
若改變條件重新達到平衡后體系中C的質(zhì)量分數(shù)增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動，
A、增加C的物質(zhì)的量，等效為增大壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，C的質(zhì)量分數(shù)降低，故錯誤；
B、加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動，C的質(zhì)量分數(shù)降低，故錯誤；
C、升溫，平衡向正反應(yīng)方向移動，C的質(zhì)量分數(shù)增大，故正確；
D、使用催化劑，平衡不移動，C的質(zhì)量分數(shù)不變，故錯誤；
故選C；
故答案為：0 mol?L^-1≤c（B）≤6mol?L^-1； C；
（2）由于醋酸是弱電解質(zhì)，與Zn反應(yīng)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(yīng)時促進醋酸電離，補充反應(yīng)的氫離子，所以醋酸是邊反應(yīng)邊電離H⁺，故消耗的Zn多，所以m₁＜m₂．
故答案為：B；＜；
（3）A、在A、B間任一點，溶液中只存在四種離子有Na⁺、H⁺、CH₃COO^-、OH^-，根據(jù)電荷守恒則有：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），c（H⁺）＜c（OH^-），溶液中離子濃度大小關(guān)系可能為：c （Na⁺）＞c （CH₃COO^-）＞c （OH^-）＞c （H⁺），但也可以是氫氧化鈉過量，c （Na⁺）＞c （OH^-）＞c （CH₃COO^-）＞c （H⁺），故A錯誤；
B、在B點溶液顯中性，則結(jié)果是c（OH^-）=c（H⁺），根據(jù)電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），則一定有c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），溶液的成分為：反應(yīng)生成的醋酸鈉和剩余的醋酸，醋酸鈉的水解程度和醋酸的電離程度相等，故有：c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）=c（H⁺），故B錯誤；
C、在C點，溶液顯酸性，故有c（OH^-）＜c（H⁺），根據(jù)電荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），故c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），c （CH₃COO^-）＞c （Na⁺）＞c （H⁺）＞c （OH^-），故C錯誤；
D、在D點時，醋酸剩余，剩余的醋酸的濃度和生成的醋酸鈉濃度相等均為0.05mol/l，根據(jù)物料守恒，則：c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=0.1mol?L^-1，c（Na⁺）=0..05mol/L，c （CH₃COO^-）+c （CH₃COOH）=2c （Na⁺）故D正確；
故選：D．

點評：本題考查了弱電解質(zhì)的電離，酸堿混合后離子濃度大小比較，化學平衡影響因素的判斷，難度中等，注意溶液H⁺與OH^-離子濃度相等時，氨水過量，題目難度中等．