Question

20．2015年8月12日天津港發(fā)生了�；�品特大爆炸事故，爆炸倉庫存有大量氰化鈉（NaCN）、硝酸銨、四氯化鈦等物品．
（1）NaCN溶液中各離子濃度大小關(guān)系為c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
已知NaCN遇酸能產(chǎn)生HCN；25℃時，HCN的電離常數(shù)K_a=6.2×10-¹⁰ mol•L-¹；CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=1.7×10-⁵ mol•L-¹．體積均為100mL、pH=2的CH₃COOH溶液和HCN溶液，加水稀釋過程中溶液的pH變化與溶液體積的關(guān)系如圖所示，則表示CH₃COOH溶的pH變化趨勢的曲線是A（選填“A”或“B”）；相同條件下，NaCN溶液的pH＞（選填“＞”、“=”或“＜”）CH₃COONa溶液的pH．
（2）200℃固體硝酸銨可以分解為N₂O和H₂O，此過程中每轉(zhuǎn)移電子8mol放出熱量84.8kJ，寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式NH₄NO₃（s）=N₂O（g）+2H₂O（g）△H=-42.4 kJ•mol^-1．
（3）工業(yè)上用氯氣和二氧化鈦制備TiCl₄，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（g）+O₂（g）；△H＞0．此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為400，在密閉容器中加入TiO₂（s）和Cl₂（g），反應(yīng)到t時刻測得各組分的濃度如表所示：

物質(zhì)	Cl2	TiCl4	O2
濃度/（mol•L-1）	0.44	0.6	0.6

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷t時刻此反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行（選填“正”或“逆”）．
②若經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)到平衡，則該時間內(nèi)反應(yīng)速率v（Cl₂）=0.16mol•L^-1•min^-1；下列措施中，可以使平衡向右移動的是d（選填序號）．
a．使用催化劑b．增大壓強(qiáng)c．減小壓強(qiáng)d．升高溫度．

Answer 1

分析 （1）NaCN溶液中CN-離子水解，溶液顯堿性；25℃時，HCN的電離常數(shù)K_a=6.2×10-¹⁰ mol•L-¹；CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=1.7×10-⁵ mol•L-¹，都是弱酸說明醋酸酸性大于氰酸，酸越弱對應(yīng)鹽的水解程度越大，溶液堿性越大；
（2）200℃固體硝酸銨可以分解為N₂O和H₂O，書寫化學(xué)方程式為NH₄NO₃=N₂O+2H₂O，反應(yīng)中氮元素化合價-3價和+5價變化為+1價，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為4e^-，此過程中每轉(zhuǎn)移電子8mol放出熱量84.8kJ，則轉(zhuǎn)移4mol電子放出熱量42.4KJ，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)焓變得到熱化學(xué)方程式；
（3）①計算t時刻濃度商Qc和平衡常數(shù)K比較平淡反應(yīng)進(jìn)行的方向；
②依據(jù)三段式列式計算起始量，結(jié)合平衡常數(shù)計算消耗濃度，用反應(yīng)速率概念計算氯氣的反應(yīng)速率；反應(yīng)是氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，依據(jù)化學(xué)平衡移動原理和平衡影響因素分析選項判斷平衡正向進(jìn)行的條件；

解答 解：（1）NaCN溶液中CN-離子水解，溶液顯堿性，溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；25℃時，HCN的電離常數(shù)K_a=6.2×10-¹⁰ mol•L-¹；CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=1.7×10-⁵ mol•L-¹，都是弱酸說明醋酸酸性大于氰酸，稀釋相同倍數(shù)，酸性弱的溶液PH變化小，則HCN溶液PH變化小，A為醋酸變化曲線，酸越弱對應(yīng)鹽水解程度越大，相同條件下同濃度的NaCN溶液的pH大于CH₃COONa溶液的pH，
故答案為：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；A；＞；
（2）200℃固體硝酸銨可以分解為N₂O和H₂O，化學(xué)方程式為NH₄NO₃=N₂O+2H₂O，反應(yīng)中氮元素化合價-3價和+5價變化為+1價，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為4e^-，此過程中每轉(zhuǎn)移電子8mol放出熱量84.8kJ，則轉(zhuǎn)移4mol電子放出熱量42.4KJ，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)焓變得到熱化學(xué)方程式為：NH₄NO₃（s）=N₂O（g）+2H₂O（g）△H=-42.4 kJ•mol^-1，
故答案為：NH₄NO₃（s）=N₂O（g）+2H₂O（g）△H=-42.4 kJ•mol^-1；
（3）①TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（g）+O₂（g）；△H＞0．此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為400，反應(yīng)到t時刻測得各組分的濃度計算濃度商Qc=$\frac{0.6×0.6}{0.4{4}^{2}}$=1.86＜K=400，則反應(yīng)正向進(jìn)行，
故答案為：正；
 ②TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（g）+O₂（g）
起始量（mol/L）            1.64         0        0
變化量（mol/L）             1.2        0.6      0.6
t時刻量（mol/L）           0.44        0.6      0.6
若經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)到平衡，設(shè)平衡消耗氯氣濃度x，
              TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（g）+O₂（g）
起始量（mol/L）       1.64          0        0
變化量（mol/L）        x            0.5x     0.5x
t時刻量（mol/L）    1.64-x         0.5x     0.5x
$\frac{0.5x×0.5x}{（0.56-x）^{2}}$=400
x=1.6mol/L，
該時間內(nèi)反應(yīng)速率v（Cl₂）=$\frac{1.6mol/L}{10min}$=0.16mol/L•min，
a．使用催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，故a錯誤；
b．反應(yīng)前后氣體不變，增大壓強(qiáng)平衡不變，故b錯誤；
c．反應(yīng)前后氣體不變，減小壓強(qiáng)平衡不變，故c錯誤；
d． 反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向進(jìn)行，故d正確；
故答案為：0.16；d；

點(diǎn)評 本題考查了鹽類水解、弱電解質(zhì)電離平衡影響因素分析、熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡的計算和反應(yīng)方向的計算應(yīng)用，主要是影響化學(xué)平衡的因素的理解應(yīng)用，題目難度中等．