Question

實際上電離平衡、鹽的水解平衡或沉淀溶解平衡等，它們都可看作是化學平衡的一種．請根據(jù)所學化學知識回答下列問題：

（1）工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
分析該反應(yīng)并回答下列問題：
①平衡常數(shù)表達式為K=

 

．
②上圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線．
T₁和T₂溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K₁

 

K₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
③已知在常溫常壓下：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-akJ?mol^-1；2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-bkJ?mol^-1；H₂O（g）=H₂O（l）△H=-ckJ?mol^-1；則，CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H

 

kJ?mol^-1．
（2）常溫下，如果取0.1mol?L^-1HA溶液與0.1mol?L^-1NaOH溶液等體積混合（不計混合后溶液體積的變化），測得混合溶液的pH=8，請回答下列問題：
①混合后溶液的pH=8的原因（用離子方程式表示）：

 

．
②混合溶液中c（Na⁺）-c（A^-）=

 

mol?L^-1（填精確計算結(jié)果的具體數(shù)字）．
③已知NH₄A溶液為中性、將HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有氣體放出，試推斷NH₄HCO₃溶液的pH

 

7（填＜、＞、=）
④AgCl在溶液中存在如下平衡AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq），在25℃時，AgCl的K_sp=1.8×10^-10．現(xiàn)將足量AgCl分別放入下列液體中：a.100mL蒸餾水b.100mL 0.3mol?L^-1AgNO₃溶液c.100mL0.1mol?L^-1MgCl₂溶液充分攪拌后冷卻到相同溫度，溶液中c（Ag⁺）由大到小的順序為

 

（填序號）．

Answer 1

分析：（1）①平衡常數(shù)指平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
②根據(jù)先拐先平數(shù)值大原則，由圖可知，溫度T₁＜T₂，平衡時，溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，平衡常數(shù)減小；
③根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構(gòu)造目標方程式，反應(yīng)熱越乘以相應(yīng)的系數(shù)并進行相應(yīng)的計算；
（2）①等體積等濃度混合，恰好生成NaA，測得混合溶液的pH=8，則弱酸根離子水解；
②由電荷守恒可知，c（Na⁺）-c（A^-）=c（OH^-）-c（H⁺），以此計算；
（3）根據(jù)題意知，HA的酸性比碳酸強，NH₄A溶液為中性，說明銨根離子和該酸根離子水解程度相同，由此得知銨根離子水解程度小于碳酸根離子，所以（NH₄）₂CO₃中溶液呈堿性；
（4）氯化銀飽和溶液中存在沉淀溶解平衡，飽和溶液中的溶度積是常數(shù)，可用 K_SP表示：K_SP=c（Ag⁺）?c（Cl^-），根據(jù)平衡移動比較濃度大小．

解答：解：（1）①可逆反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

，故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

；
②由圖1可知，T₂先達到平衡，溫度T₁＜T₂，平衡時，溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，平衡常數(shù)減小，故答案為：＞；
③①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-a kJ?mol^-1，
  ②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-b kJ?mol^-1，
  ③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-c kJ?mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律可知，則

①-②+③×4

2

可得CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=

b-a-4c

2

kJ/mol，
故答案為：=

b-a-4c

2

；
（2）①等體積等濃度混合，恰好生成NaA，測得混合溶液的pH=8，則弱酸根離子水解，水解離子反應(yīng)為A^-+H₂O?HA+OH^-，故答案為：A^-+H₂O?HA+OH^-；
②由電荷守恒可知，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（A^-）+c（OH^-），所以c（Na⁺）-c（A^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=10^-6mol/L-10^-8mol/L=9.9×10^-7 mol/L，
故答案為：9.9×10^-7；
③將HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有氣體放出，說明HA的酸性比碳酸的強，NH₄A溶液為中性，說明相同條件下，氨水和HA的電離程度相同，所以（NH₄）₂CO₃中銨根離子的水解程度小于碳酸根離子的水解程度，所以溶液的pH＞7，故答案為：＞；
④a.100mL蒸餾水中銀離子濃度不變；
b.100mL 0.3mol?L^-1AgNO₃溶液，銀離子濃度增大，平衡逆向移動，最終c（Ag⁺）增大；
c.100mL0.1mol?L^-1MgCl₂溶液中，氯離子濃度增大，平衡逆向移動，c（Ag⁺）減少；
綜合上述計算得到：液中c（Ag⁺）由大到小的順序為bac，
故答案為：bac．

點評：本題考查化學平衡常數(shù)、蓋斯定律、溶解平衡、酸堿混合溶液離子濃度的有關(guān)計算，明確鹽類水解原理、應(yīng)用電荷守恒來分析解答即可，題目難度中等．