Question

Ⅰ電離平衡常數（用K表示）的大小可以判斷電解質的相對強弱．25℃時，有關物質的電離平衡常數如下表所示：

化學式	HF	H2CO3	HClO
電離平衡常數 （K）	7.2×10-4	K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11	3.0×10-8

（1）物質的量濃度均為0.1mol/L的下列四種溶液：①Na₂CO₃溶液 ②NaHCO₃溶液 ③NaF溶液 ④NaClO溶液．依據數據判斷pH由大到小的順序是

 

．
（2）25℃時，在20mL0.1mol?L^-1氫氟酸中加入VmL0.1mol?L^-1NaOH溶液，測得混合溶液的pH變化曲線如圖所示，下列說法正確的是

 

．
A．pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中，由水電離出的c（H⁺）相等
B．①點時pH=6，此時溶液中，c（F^-）-c（Na⁺）=9.9×10^-7mol/L
C．②點時，溶液中的c（F^-）=c（Na⁺）
D．③點時V=20mL，此時溶液中c（F^-）＜c（Na⁺）=0.1mol?L^-1
（3）已知25℃時，①HF（aq）+OH^-（aq）=F^-（aq）+H₂O（l）△H=-akJ?mol^-1，
②H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-bkJ?mol^-1，
氫氟酸的電離方程式及熱效應可表示為

 

．
（4）長期以來，一直認為氟的含氧酸不存在．1971年美國科學家用氟氣通過細冰末時獲得HFO，其結構式為H-O-F．HFO與等物質的量的H₂O反應得到HF和化合物A，則每生成1molHF轉移

 

mol電子．
Ⅱ氯化硫酰（SO₂Cl₂）主要用作氯化劑．它是一種無色液體，熔點-54.1℃，沸點69.1℃．氯化硫酰可用干燥的二氧化硫和氯氣在活性炭催化劑存在下反應制取：
SO₂（g）+Cl₂（g）SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ?mol^-1
（1）試寫出常溫常壓下化學平衡常數K的表達式：K=

 

；
（2）對上述反應，若要使化學平衡常數K增大，化學反應速率v_正也增大，可采取的措施是

 

（選填編號）．
a．降低溫度                    b．移走SO₂Cl₂
c．增加反應物濃度              d．無法滿足上述條件
（3）下列描述中能說明上述反應已達平衡的是

 

（選填編號）．
a．υ（Cl₂）=υ（SO₂）               b．容器中氣體壓強不隨時間而變化
c．c（Cl₂）：c（SO₂）=1：1           d．容器中氣體顏色不隨時間兩變化
（4）300℃時，體積為1L的密閉容器中充入16.20g SO₂Cl₂，達到平衡時容器中含SO₂ 7.616g．若在上述中的平衡體系中，再加入16.20g SO₂Cl₂，當再次達平衡時，容器中含SO₂的質量范圍是

 

．

Answer 1

分析：I．（1）等物質的量濃度的鈉鹽溶液，酸根離子水解程度越大其溶液的pH越大；
（2）A．酸或堿抑制水電離，含有弱根離子的鹽促進水電離；
B．根據電荷守恒計算；
C．根據電荷守恒計算；
D．等物質的量的氫氟酸和氫氧化鈉恰好反應生成氟化鈉，溶液呈堿性，根據電荷守恒判斷，注意等體積混合時，不水解離子濃度變為原來的一半；
（3）利用蓋斯定律分析，注意氫氟酸是弱電解質；
（4）根據原子守恒確定A，再根據化合價變化計算轉移電子；
II．（1）化學平衡常數是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，據此書寫；
（2）平衡常數只受溫度影響，將化學平衡常數K增大，應使平衡向正反應移動，該反應正反應是放熱反應，故應降低溫度，化學反應速率降低，據此解答；
（3）達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，百分含量不變，以及由此衍生其它一些物理量不變，據此結合選項判斷；
（4）再加入16.20g SO₂Cl₂，平衡向生成二氧化硫的方向移動，平衡時二氧化硫的質量增大，可以等效為增大壓強，SO₂Cl₂轉化率降低，平衡時二氧化硫的質量小于原平衡時的2倍．

解答：I．（1）等物質的量濃度的鈉鹽溶液，酸根離子水解程度越大其溶液的pH越大，酸的電離常數越小其酸根離子水解程度越大，所以等物質的量濃度的①Na₂CO₃溶液②NaHCO₃溶液③NaF溶液④NaClO溶液中pH由大到小的順序是：①④②③，故答案為：①④②③；
（2）A．氫氟酸抑制水電離，氟化鈉促進水電離，所以pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中，由水電離出的不相等，故錯誤；
B．①點時pH=6，溶液中存在電荷守恒，c（F^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），所以c（F^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=9.9×10^-7mol/L，故正確；
C．②點時，溶液呈中性，c（OH^-）=c（H⁺），溶液中存在電荷守恒，c（F^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），
所以c（F^-）=c（Na⁺），故正確；
D．③點時V=20mL，此時溶液中溶質在氟化鈉，溶液呈堿性，根據電荷守恒知c（F^-）＜c（Na⁺），但等體積混合時不水解的離子濃度變為原來的一半，所以c（F^-）＜c（Na⁺）=0.05mol/L，故錯誤；
故選BC；
（3）通過表格知，氫氟酸是弱電解質，將方程式①-②得HF（aq）?H⁺（aq）+F^-（aq）△H=-（a-b）KJ?mol^-1，故答案為：HF（aq）?H⁺（aq）+F^-（aq）△H=-（a-b）KJ?mol^-1；
（4）根據原子守恒知，該反應方程式為：HFO+H₂O=HF+H₂O₂，根據元素化合價知，每生成1molHF轉移 1mol電子，故答案為：1；
II．（1）根據平衡常數公式知，該反應的平衡常數K=

1

c(SO2)．c(Cl2)

，
故答案為：

1

c(SO2)．c(Cl2)

；
（2）平衡常數只受溫度影響，將化學平衡常數K增大，應使平衡向正反應移動，該反應正反應是放熱反應，故應降低溫度，化學反應速率降低，故不能實現K增大的同時化學反應速率v_正增大，故選d；
（3）a．υ（Cl₂）=υ（SO₂），沒有指明正、逆速率，無法判斷，故a錯誤；
b．隨反應進行，氣體的物質的量減小，壓強減小，容器中氣體壓強不隨時間而變化，說明達到平衡，故b正確；
c．平衡時氯氣與二氧化硫的濃度與起始濃度有關，起始濃度不同，平衡時二者濃度不同，若二者起始濃度相同，用于二者按1：1反應，故任意時刻二者的濃度都相同，故c（Cl₂）：c（SO₂）=1：1不能說明達到平衡，故c錯誤；
 d．容器中氣體顏色不隨時間兩變化，說明氯氣的濃度不再變化，說明達到平衡，故d正確；
故答案為：bd；
（4）再加入16.20g SO₂Cl₂，平衡向生成二氧化硫的方向移動，平衡時二氧化硫的質量增大，可以等效為增大壓強，SO₂Cl₂轉化率降低，平衡時二氧化硫的質量小于原平衡時的2倍，故平衡時7.616g＜m（SO₂）＜15.232g，
故答案為：7.616g＜m（SO₂）＜15.232g．

點評：本題考查弱電解質的電離、酸堿中和反應、化學平衡常數、化學平衡狀態的判斷、化學平衡的有關計算等，難度中等，注意平衡常數表達式中固體、純液體不需要寫出，II（5）中注意構建平衡建立的途徑進行分析．