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．請回答下列問題：
（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（1）+H₂O（1）．
①已知該反應的平衡常數(shù)K_175℃＜K_165℃，則該反應的△H

 

0（填“＞”“=”或“＜”）．
②在一定溫度和壓強下，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，如圖是氨碳比（x）與CO₂平衡轉化率（α）的關系．α隨著x增大的原因是

 

；B點處，NH₃的平衡轉化率為

 

．
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、恒壓下充入氣體Ar，CO（NH₂）₂（1）的質(zhì)量

 

（填“增加”、“減小”或“不變”）．
（2）鎵、鋁為同族元素、性質(zhì)相似．如表是兩種兩性氫氧化物的電離常數(shù)．
①寫出氫氧化鎵的堿式電離方程式：

 

．

兩性氫氧化物	Al（OH）3	Ga（OH）3
酸式電離常數(shù)Kia	2 10-11	1×10-7
堿式電離常數(shù)Kib	1.3 10-33	1.4 10-34

②將一塊鎵鋁合金完全溶于燒堿溶液，再往反應后的溶液中緩緩通入CO₂，最先析出的氫氧化物是

 

．
（3）已知Mg（OH）₂能溶于濃度均為3mo1?L^-1的NH₄C1溶液和CH₃COONH₄溶液（中性）．
①請結合平衡原理和必要的文字解釋Mg（OH）₂能溶于NH₄C1溶液的原因

 

．
②將等體積、等濃度的鹽酸和CH₃COONH₄溶液混合，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡常數(shù)的含義,化學平衡的計算,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①平衡常數(shù)K_175℃＜K_165℃，溫度越高平衡常數(shù)越小，說明平衡逆向進行；
②增大一種反應物的濃度，平衡正向移動，另一種反應物的轉化率增大，依據(jù)x含義和圖象數(shù)據(jù)分析結合化學方程式換算氨氣轉化率；
③恒溫、恒壓下充入氣體Ar，相當于減壓，即平衡左移；
（2）①氫氧化鎵與氫氧化鋁的性質(zhì)相似，結合氫氧化鋁的電離書寫；
②所得的溶液中存在平衡：H⁺+H₂O+GaO₂^-?Ga（OH）₃，H⁺+H₂O+AlO₂^-?Al（OH）₃，電離平衡常數(shù)越小，越容易析出得到沉淀；
（3）①根據(jù)外界條件濃度對平衡的影響分析，NH₄⁺與OH^-結合生成難電離的NH₃?H₂O，使平衡向正反應方向移動，最終Mg（OH）₂溶解；
②CH₃COONH₄溶液（中性），等體積、等濃度的鹽酸和CH₃COONH₄溶液混合反應生成醋酸和氯化銨，溶液呈酸性；

解答： 解：（1）①平衡常數(shù)K_175℃＜K_165℃，溫度越高平衡常數(shù)越小，說明平衡逆向進行，逆向是吸熱反應，正反應是放熱反應，△H＜0；
故答案為：＜；
②c（NH₃）增大，平衡正向移動，所以CO₂的轉化率增大，
2NH₃～CO₂ ，設起始時CO₂為2amol，氨氣為2amol×4=8amol，則平衡時CO₂為2amol×0.5=amol，轉化的CO₂為2amol-amol=amol，轉化的氨氣為amol×2=2amol，故氨氣的轉化率為

2amol

8amol

×100%=25%；
故答案為：c（NH₃）增大，平衡正向移動，所以CO₂的轉化率增大，25%；
③恒溫、恒壓下充入氣體Ar，相當于減壓，即平衡左移，因而CO（NH₂）₂（l）的質(zhì)量減少；
故答案為：減少；
（2）①氫氧化鎵與氫氧化鋁的性質(zhì)相似，氫氧化鎵的電離方程式為：H⁺+H₂O+GaO₂^-?Ga（OH）₃?Ga³⁺+3OH^-；
故答案為：H⁺+H₂O+GaO₂^-?Ga（OH）₃?Ga³⁺+3OH^-；
②所得的溶液中存在平衡：H⁺+H₂O+GaO₂^-?Ga（OH）₃，H⁺+H₂O+AlO₂^-?Al（OH）₃，Al（OH）₃的電離平衡常數(shù)更小，故溶液中通入二氧化碳，先析出Al（OH）₃沉淀；
故答案為：Al（OH）₃；
（3）①Mg（OH）₂（s）存在的溶解平衡：Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH^- （aq），加入氯化銨溶液，NH₄⁺與OH^-結合生成難電離的NH₃?H₂O，使平衡向正反應方向移動，最終Mg（OH）₂溶解；
故答案為：Mg（OH）₂（s）在溶液中存在的溶解平衡：Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH^- （aq），NH₄⁺與OH^-結合生成難電離的NH₃?H₂O，使平衡向正反應方向移動，最終Mg（OH）₂溶解；
②CH₃COONH₄溶液（中性），等體積、等濃度的鹽酸和CH₃COONH₄溶液混合反應生成醋酸和氯化銨，溶液呈酸性，醋酸是弱電解質(zhì)存在電離平衡，存在誰的電離平衡，所以溶液中離子濃度大小為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）；
故答案為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）；

點評：本題考查化學平衡的影響因素，平衡常數(shù)、轉化率的計算，弱電解質(zhì)電離平衡的分析應用，電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較，綜合性較強，難度較大．