Question

18．I．已知碳酸鋰在水中的溶解度很小且隨溫度升高而減小，現(xiàn)用Na₂CO₃溶液和Li₂SO₄溶液制Li₂CO₃．
（1）Na₂CO₃溶液中離子濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．
（2）寫出制備Li₂CO₃的化學方程式Na₂CO₃+Li₂SO₄=Li₂CO₃↓+Na₂SO₄ ．
（3）獲得Li₂CO₃的最佳方法是將反應后的物質(zhì)b．
a．靜置、過濾           b．加熱后，趁熱過濾           c．蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
Ⅱ．可逆反應①A（g）+2B（g）?2C（g） ②2E（g）?F（g）+G（g） 分別在密閉容器的兩個反應室中進行，反應室之間有可滑動、無摩擦的密封隔板．反應開始和達到平衡時有關物理量變化如圖所示：

（4）反應①是放熱反應（填“放熱”或“吸熱”）．
（5）達到平衡I時，體系壓強與反應開始時體系壓強之比為20：23．
（6）平衡I和平衡II中，E的體積分數(shù)不相等（填“相等”、“不相等”、“無法確定”）．
（7）達平衡 I時，計算A的轉(zhuǎn)化率$\frac{15}{23}$（用分數(shù)表示）．

Answer 1

分析 I．（1）Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，在溶液中存在：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液呈堿性；
（2）用Na₂CO₃溶液和Li₂SO₄溶液制Li₂CO₃，屬于復分解反應，碳酸鋰為沉淀，還是生成硫酸鈉；
（3）碳酸鋰在水中的溶解度很小且隨溫度升高而減小，應將反應后的物質(zhì)加熱后趁熱過濾；
Ⅱ．（4）右室的混合物總物質(zhì)的量不變，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右兩室的溫度、壓強相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比，由圖可知，平衡（I）降低溫度達新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.7處移至2.5處，左室的氣體的物質(zhì)的量減小，降低溫度平衡向正反應移動；
（5）右室中混合氣體總物質(zhì)的量不變，溫度恒定，則達到平衡I時，體系壓強與反應開始時體系壓強之比等于體積之比；
（6）降低溫度，右室的平衡一定移動，氣體總的物質(zhì)的量不變，E的含量一定變化；
（7）右室的混合物總物質(zhì)的量不變?yōu)?mol，左右兩室的壓強、溫度相等，同溫同壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此計算平衡（I）中左室混合氣體總的物質(zhì)的量，令參加反應的A的物質(zhì)的量為amol，利用差量法計算a的值，再利用轉(zhuǎn)化率定義計算A的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：I．（1）Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，在溶液中存在：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液呈堿性，溶液中c（Na⁺）＞c（CO₃^2-），c（OH^-）＞c（H⁺），c（OH^-）＞c（HCO₃^-），碳酸氫根的水解程度遠遠小于碳酸根水解程度，堿性條件下水電離產(chǎn)生的氫離子濃度很小，溶液中c（HCO₃^-）＞c（H⁺），故溶液中離子濃度：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（2）用Na₂CO₃溶液和Li₂SO₄溶液制Li₂CO₃，屬于復分解反應，碳酸鋰為沉淀，還是生成硫酸鈉，該反應方程式為：Na₂CO₃+Li₂SO₄=Li₂CO₃↓+Na₂SO₄ ，
故答案為：Na₂CO₃+Li₂SO₄=Li₂CO₃↓+Na₂SO₄ ；
（3）碳酸鋰在水中的溶解度很小且隨溫度升高而減小，應將反應后的物質(zhì)加熱后趁熱過濾，故選：b；
Ⅱ．（4）右室的混合物總物質(zhì)的量不變，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右兩室的溫度、壓強相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比，由圖可知，平衡（I）降低溫度達新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.7處移至2.5處，左室的氣體的物質(zhì)的量減小，降低溫度平衡向正反應移動，降低溫度平衡向放熱反應移動，故該反應正反應為放熱反應，
故答案為：放熱；
（5）右室中混合氣體總物質(zhì)的量不變，溫度恒定，則達到平衡I時，體系壓強與反應開始時體系壓強之比等于體積之比，即壓強之比為2：（5-2.7）=20：23，
故答案為：20：23；
（6）降低溫度，右室的平衡一定移動，氣體總的物質(zhì)的量不變，E的含量一定變化，平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，E的體積分數(shù)一定不相等，
故答案為：不相等；
（7）右室的混合物總物質(zhì)的量不變?yōu)?mol，左右兩室的壓強、溫度相等，同溫同壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，平衡（I）中左室混合氣體總的物質(zhì)的量為$\frac{2.7}{2.3}$×2mol=$\frac{54}{23}$mol，令參加反應的A的物質(zhì)的量為amol，則：
A（g）+2B（g）?2C（g） 物質(zhì)的量減少△n
1                          1
amol                 3mol-$\frac{54}{23}$mol=$\frac{15}{23}$mol
解得a=$\frac{15}{23}$
所以A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{\frac{15}{23}mol}{1mol}$=$\frac{15}{23}$，
故答案為：$\frac{15}{23}$．

點評 本題屬于拼合型題目，涉及考查元素化合物性質(zhì)、常用化學用語書寫、化學平衡移動與化學計算等，是對知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與運用知識分析問題、解決問題的能力，Ⅱ中清楚左右兩室的溫度、壓強相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比是解題關鍵，難度中等．