Question

14．（1）某條件下，在2L密閉容器中充入NO₂發(fā)生如下反應(yīng)：
2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）△H＞0．在不同條件下，NO₂的濃度（mol•L^-1）隨時(shí)間（min）的變化如圖所示．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ的反應(yīng)條件分別是使用催化劑、升高溫度．
②實(shí)驗(yàn)Ⅰ條件下的平衡常數(shù)K=0.25；
③若實(shí)驗(yàn)Ⅰ中達(dá)平衡后，再向該密閉容器中通入1molNO₂與1mol NO混合氣體（保持溫度和體積不變），則平衡將不移動(dòng)（填“正向”或“逆向”或“不”）；
（2）一定條件下NO₂與SO₂可發(fā)生反應(yīng)，其方程式為：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g ）△H＞0，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于體積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)．
①下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BF；
A、混合氣體的壓強(qiáng)保持不變      
B、混合氣體的顏色保持不變
C、SO₃和NO的體積比保持不變
D、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
E、混合氣體的密度保持不變    
F、SO₂和NO₂的體積比保持不變
②若改變條件，使平衡常數(shù)變大，則該反應(yīng)AB．
A、一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)       
B、在平衡移動(dòng)時(shí)，正反應(yīng)速率先增大后減小
C、一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)      
D、在平衡移動(dòng)時(shí)，逆反應(yīng)速率先增大后減小
（3）已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)（25℃）如下表：

弱電解質(zhì)	H2CO3	NH3•H2O
電離平衡常數(shù)	Ka1=4.30×10-7    Ka2=5.61×10-11	1.77×10-5

現(xiàn)有常溫下0.1mol•L^-1的（NH₄）₂CO₃溶液．
①你認(rèn)為該溶液呈堿性（填“酸”“中”“堿”）．
②就該溶液中粒子之間有下列關(guān)系式，你認(rèn)為其中正確的是ACD
A．c（NH₄⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（NH₃•H₂O）
B．c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+c（CO₃^2-）
C．c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）=0.1mol•L^-1
D．c（NH₄⁺）+c（NH₃•H₂O）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）

Answer 1

分析 （1）①實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ平衡時(shí)NO₂的濃度相同，但實(shí)驗(yàn)Ⅱ反應(yīng)速率大；實(shí)驗(yàn)Ⅲ的起始濃度不變，說明壓強(qiáng)不變，既要加快反應(yīng)速率，又要使平衡正向移動(dòng)，只能是升高溫度；
②化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積的比值；
③根據(jù)平衡常數(shù)和濃度商判斷平衡移動(dòng)；
（2）①根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆、定、動(dòng)、變、等來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡；
②化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫，平衡右移，K增大，v（正）、v（逆）均增大并且正反應(yīng)速率先增大后減��；
（3）①依據(jù)表中平衡常數(shù)的數(shù)據(jù)分析，一水合氨電離程度大于碳酸第一步電離平衡常數(shù)，（NH₄）₂CO₃溶液顯堿性；
②A、CO₃^2-水解程度大于銨根離子的水解程度，碳酸氫根離子濃度大于一水合氨濃度；
B、溶液中存在電荷守恒分析判斷；
C、依據(jù)溶液中物料守恒分析；
D、溶液中存在物料守恒，n（N）=2n（C）．

解答 解：（1）①對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ，實(shí)驗(yàn)Ⅱ只是加快了反應(yīng)速率，化學(xué)平衡不移動(dòng)，又該反應(yīng)前后不是等體積反應(yīng)，故改變的條件只能是使用催化劑；實(shí)驗(yàn)Ⅲ的起始濃度不變，說明壓強(qiáng)不變，既要加快反應(yīng)速率，又要使平衡正向移動(dòng)，只能是升高溫度；故答案為：使用催化劑；升高溫度；
②實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，
  即 2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）
開始 1mol•L^-1     0        0
轉(zhuǎn)化0.5mol•L^-1    0.5mol•L^-1  0.25mol•L^-1
平衡0.5mol•L^-1    0.5mol•L^-1  0.25mol•L^-1
K=$\frac{c{\;}^{2}（NO）•c（O{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（NO{\;}_{2}）}$=$\frac{0.5{\;}^{2}•0.25}{0.5{\;}^{2}}$=0.25；故答案為：0.25；
③當(dāng)通入1molNO₂與1mol NO混合氣體，Qc=$\frac{（0.5+0.5）{\;}^{2}×0.25}{（0.5+0.5）{\;}^{2}}$=0.25，所以平衡不移動(dòng)，故答案為：不；
K=$\frac{c{\;}^{2}（NO）•c（O{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（NO{\;}_{2}）}$=0.25，故答案為：0.25；
③由于平衡時(shí)，c（NO）=c（NO₂），再各增加1mol，兩者濃度還是相等，故Q_C=K，平衡不移動(dòng)，故答案為：不；
（2）①平衡標(biāo)志的簡(jiǎn)單方法是，給定的量從變到不變了，則反應(yīng)到達(dá)平衡了；
A、反應(yīng)前后氣體體積不變，則壓強(qiáng)不能作為標(biāo)志，故A錯(cuò)誤；
B、混合氣體的顏色不變了，則c（NO₂）不變了，達(dá)平衡狀態(tài)，故B正確；
C、SO₃、NO均為生成物，體積比始終不變，則C錯(cuò)誤；
D、反應(yīng)前后質(zhì)量和物質(zhì)的量都不變，所以平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不變，故D錯(cuò)誤；
E、固定體積的容器中，反應(yīng)前后質(zhì)量不變，則混合氣體的密度始終不變，故E錯(cuò)誤；
F、SO₂和NO₂的起始體積比1：2，變化量之比是1：1，所以當(dāng)其體積比不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了平衡，故F正確；
故選：BF．
②平衡常數(shù)只隨溫度改變而變，平衡常數(shù)變大，說明平衡正向移動(dòng)了，△H＞0，溫度升高了，所以在平衡移動(dòng)時(shí)，正反應(yīng)速率先增大后減小，故選：AB．
（3）①由于NH₃•H₂O的電離平衡常數(shù)大于HCO₃^-的電離平衡常數(shù)，因此CO₃^2-水解程度大于NH₄⁺水解程度，溶液中c （OH^-）＞c（H⁺），所以（NH₄）₂CO₃溶液呈堿性，故答案為：堿；
②根據(jù)由于NH₃•H₂O的電離平衡常數(shù)大于HCO₃^-的電離平衡常數(shù)，因此CO₃^2-水解程度大于NH₄⁺水解程度，溶液中c （OH^-）＞c（H⁺），且c （HCO₃^-）＞c（NH₃•H₂O）；所以A、CO₃^2-水解程度大于銨根離子的水解程度，碳酸氫根離子濃度大于一水合氨濃度，c （NH₄⁺）＞c （CO₃^2-）＞c （HCO₃^-）＞c （NH₃•H₂O），故A正確；
B、溶液中存在電荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2 c（CO₃^2-），故B錯(cuò)誤；
C、依據(jù)溶液中物料守恒，溶液中碳元素守恒得到，c （CO₃^2-）+c （HCO₃^-）+c （H₂CO₃）=0.1 mol•L^-1，故C正確；
D、溶液中存在物料守恒，n（N）=2n（C），c （NH₄⁺）+c （NH₃•H₂O）=2 c （CO₃^2-）+2c （HCO₃^-）+2 c （H₂CO₃），故D正確；
故選：ACD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查圖象與化學(xué)平衡、平衡狀態(tài)的判斷以及電解質(zhì)溶液中的離子濃度大小分析，明確影響化學(xué)平衡的因素及圖象中量以及弱電解質(zhì)電離程度和鹽類水解程度的理解應(yīng)用，電解質(zhì)溶液中電荷守恒，物料守恒是解題關(guān)鍵，題目難度中等．