Question

選修四模塊的平衡理論主要包括：化學(xué)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(gè)固定容積的密閉容器中，可逆反應(yīng) A（g）+2B（g）?4C （g）△H＞0 達(dá)到平衡時(shí)，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

 

；若改變條件重新達(dá)到平衡后體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?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）在體積為3L的密閉容器中，CO與H₂在一定條件下反應(yīng)生成甲醇：CO （ g）+2H₂（ g）→CH₃OH（g）△H=-91kJ?mol^-1．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

，升高溫度，K值

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）難溶電解質(zhì)在水溶液中也存在溶解平衡．在常溫下，溶液里各離子濃度以它們化學(xué)計(jì)量數(shù)為方次的乘積是一個(gè)常數(shù)，叫溶度積常數(shù)．例如：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺ （aq）+2OH^- （ aq），Ksp=c （Cu²⁺ ） c ²（OH ^- ）=2×10 ^-20．當(dāng)溶液中各離子濃度計(jì)量數(shù)方次的乘積大于溶度積時(shí)，則產(chǎn)生沉淀．若某CuSO₄溶液里c（ Cu²⁺）=0.02mol?L^-1，如果生成Cu（OH）₂沉淀，應(yīng)調(diào)整溶液pH，使pH大于

 

； 要使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀較為完全 （ 使Cu²⁺濃度降至原來的萬分之一）則應(yīng)向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH等于

 

．
（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

 

性．在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時(shí)，甲同學(xué)認(rèn)為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH 所致；乙同學(xué)認(rèn)為是溶液中Na₂CO₃電離出的CO₃^2-水解所致．請你設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案用來評判甲乙兩位同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確（包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,鹽類水解的應(yīng)用,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：化學(xué)平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題,鹽類的水解專題

分析：（1）該反應(yīng)可能是由C轉(zhuǎn)化為A、B，也可能是由A、B轉(zhuǎn)化為C，采用極限法判斷B的取值范圍；結(jié)合選項(xiàng)運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析解答；
（2）pH=2的鹽酸和醋酸，醋酸濃度大于鹽酸，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，醋酸繼續(xù)電離出氫離子；酸與足量的金屬反應(yīng)時(shí)，需要金屬的質(zhì)量與酸的物質(zhì)的量成正比；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；
（4）要使溶液中產(chǎn)生沉淀，則c（OH^-）＞

Ksp c(Cu2+)

，再根據(jù)水的離子積常數(shù)計(jì)算氫離子濃度，從而計(jì)算溶液的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(jù)顏色的變化分析．

解答： 解：（1）該反應(yīng)可能是由C轉(zhuǎn)化為A、B，也可能是由A、B轉(zhuǎn)化為C，如果該反應(yīng)由A、B轉(zhuǎn)化為C，轉(zhuǎn)化為C時(shí)需要c（B）=

1

2

c（C）=2mol/L，則B的初始濃度為9mol/L，如果反應(yīng)是由C轉(zhuǎn)化為A和B，轉(zhuǎn)化為2mol/LA時(shí)，轉(zhuǎn)化為B為4mol/L，則原來氣體中存在B為3mol/L，所以B初始濃度范圍為：3mol?L^-1～9mol?L^-1，若改變條件重新達(dá)到平衡后體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
A．增加C的物質(zhì)的量，等效為增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，故A錯(cuò)誤；
B．加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，故B錯(cuò)誤；
C．升溫，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，故C正確；
D．使用催化劑，平衡不移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，故D錯(cuò)誤；
故答案為：3mol?L^-1～9mol?L^-1 ；C；
（2）pH=2的鹽酸和醋酸，醋酸濃度大于鹽酸，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，醋酸繼續(xù)電離出氫離子，所以醋酸pH變化較緩慢，則醋酸溶液中pH變化曲線為B；
酸與足量的金屬反應(yīng)時(shí)，需要金屬的質(zhì)量與酸的物質(zhì)的量成正比，pH相等的醋酸和鹽酸，醋酸濃度大于元素，等體積等pH的醋酸和鹽酸，醋酸的物質(zhì)的量大于鹽酸，所以醋酸需要金屬的質(zhì)量多，故答案為：B；＜；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡常數(shù)減小，故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；減�。�
（4）要使溶液中產(chǎn)生沉淀，則c（OH^-）＞

Ksp c(Cu2+)

=

2×10-20 0.02

mol/L═10^-9 mol/L，再根據(jù)水的離子積常數(shù)得氫離子濃度＜

10-14

10-9

mol/L=10^-5mol/L，則pH大于5；使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀較為完全（ 使Cu²⁺濃度降至原來的萬分之一），Cu²⁺濃度降至為2×10^-5 mol/L，故c（OH^-）=

2×10-20 2×10-5

mol/L=10^-7mol/L，則c（H⁺）=10^-7mol/L，所以溶液的pH=-lg10^-7=7，
故答案為：5；7；
（5）要驗(yàn)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：堿；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(diǎn)評：本題考查較綜合，涉及難溶物的溶解平衡、化學(xué)平衡常數(shù)、弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)溶度積常數(shù)、化外界條件對化學(xué)平衡的影響、弱電解質(zhì)的電離特點(diǎn)來分析解答，題目難度不大