Question

【題目】Ⅰ.常溫下，將某一元酸HA和NaOH溶液等體積混合，兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如下表，請回答：

實驗編號	HA物質(zhì)的量濃度(mol·L-1)	NaOH物質(zhì)的量濃度(mol·L-1)	混合溶液的pH
甲	0.2	0.2	pH＝a
乙	c	0.2	pH＝7
丙	0.2	0.1	pH＞7
丁	0.1	0.1	pH＝9

（1）不考慮其它組的實驗結(jié)果，從甲組情況分析，如何用a (混合溶液的pH)來說明HA是強酸還是弱酸________________________________________________________

（2）丙組實驗混合溶液中離子濃度由大到小的順序是_____________________________

（3）丁組實驗所得混合溶液中由水電離出的c(OH－)＝________________mol·L-1， 混合溶液中，c(Na+)－c(A-)＝_________________________mol·L-1 (不能做近似計算)。

Ⅱ.合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項重大突破，其反應(yīng)原理為：N2（g)+3H2（g）2NH3（g）H=﹣92.4kJmol－1，在773 K時，分別將2 mol N2和6 mol H2充入在一個固定容積為1 L的密閉容器中，隨著反應(yīng)的進行，氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表：

t/min	0	5	10	15	20	25	30
n(H2)/mol	6.00	4.50	3.60	3.30	3.03	3.00	3.00
n(NH3)/mol	0	1.00	1.60	1.80	1.98	2.00	2.00

（1）從0～10min內(nèi)，該反應(yīng)的平均速率v(H2)＝________________ ；該溫度下，反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，化學(xué)平衡常數(shù)K=________________ (保留二位小數(shù))

（2）該溫度下，若向容積相同的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別為3 mol·L－1、3 mol·L－1、3 mol·L－1，下列各項標(biāo)志著該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________(填字母)。

A．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2 B．3v正(N2)＝v逆(H2)

C．容器內(nèi)壓強保持不變 D．混合氣體的密度保持不變

（3）該溫度下，分別將2 mol N2和6 mol H2充入在一個固定容積為1 L的密閉容器中，反應(yīng)達到平衡過程中，c(H2)c(N2)c(NH3)隨時間t變化如圖曲線；在此溫度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，則反應(yīng)剛達到平衡時，表示c(H2)～t的曲線上相應(yīng)的點為________

Answer 1

【答案】若a＝7，則HA是強酸；若a＞7, 則HA是弱酸 c(Na+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+) 10-5 10-5－10-9 0.24mol·L－1 ·min－1 0.15mol－2·L2 BC B

【解析】

Ⅰ.（1）甲組等濃度一元酸HA和NaOH溶液等體積混合，兩者恰好完全反應(yīng)生成NaA，依據(jù)溶液pH是否大于7判斷；

（2）由丙組實驗結(jié)果可知，混合后為HA與NaA的混合液，pH＜7，酸的電離大于鹽的水解，溶液顯堿性；

（3）丁組實驗所得混合溶液為NaA溶液，溶液pH=9，說明NaA為強堿弱酸鹽，溶液中的氫氧根離子是水電離的；

Ⅱ.（1）依據(jù)表給數(shù)據(jù)，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)公式計算；

（2）依據(jù)平衡時正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，各物質(zhì)濃度保持不變，以及衍生的物理量不變進行分析判斷；

（3）溫度不變，若起始充入4molN2和12molH2，相當(dāng)于在原來基礎(chǔ)上增加壓強，平衡正向移動。

Ⅰ.（1）甲組為0.2 mol·L－1一元酸HA和0.2 mol·L－1NaOH溶液等體積混合，兩者恰好完全反應(yīng)，若HA是強酸，反應(yīng)生成強酸強堿鹽，溶液pH＝7，若HA是弱酸，反應(yīng)生成強堿弱酸鹽，溶液pH＞7，故答案為：若a＝7，則HA是強酸；若a＞7, 則HA是弱酸；

（2）由丙組實驗結(jié)果可知，混合后為HA與NaA的混合液，pH＜7，酸的電離大于鹽的水解，溶液顯堿性，溶液中c（OH-）＞c（H+），由電荷守恒可知溶液中c（Na+）＞c（A-），則溶液中離子濃度由大到小的順序為c(Na+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+)，故答案為：c(Na+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+)；

（3）丁組實驗所得混合溶液為NaA溶液，溶液pH=9，說明NaA為強堿弱酸鹽，溶液中的氫氧根離子是水電離的，即水電離的溶液中的c（OH-）=10-5mol/L；由電荷守恒可知c(Na+)－c(A-)＝c（OH-）—c（H+）=10-5－10-9，故答案為：10-5；10-5－10-9；

Ⅱ.（1）10min時，n(H2)為3.60mol，0～10min內(nèi)，△c(H2)=(6.00—3.60)mol/1L=2.40 mol/L，平均速率v(H2)＝2.40 mol/L/10min=0.24mol/L·min；由表可知表可知25min反應(yīng)達平衡狀態(tài)，c(H2)= 3.00mol/L、c(NH3)= 2.00 mol/L，由方程式可知c(N2)=（2.00—1.00）mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)K=c2(NH3)/ c(N2) c3(H2)=( 2.00 mol/L)2/1.00 mol/L×(3.00mol/L)3≈0.15mol－2·L2，故答案為：0.24mol·L－1 ·min－1；0.15mol－2·L2；

（2）A、反應(yīng)平衡時各物質(zhì)的濃度是否相等，取決于起始時各物質(zhì)的量的關(guān)系和轉(zhuǎn)化的程度，故A錯誤；

B、反應(yīng)達到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，3v正（N2）=v逆（H2），v正（N2）表示消耗N2的速率，v逆（H2）表示生成H2的速率，且v正（N2）：v逆（H2）=1：3，充分說明向兩個相反方向進行的程度相當(dāng)，故B正確；

C、該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積有變化的反應(yīng)，所以達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，該容器中的壓強不再變化時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C正確；

D、根據(jù)質(zhì)量守恒，反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，不能證明該反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；

故選BC，故答案為：BC；

（3）由反應(yīng)方程式可知各物質(zhì)變化量之比等于對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示甲為H2變化量、乙為變化量、丙為NH3變化量，在此溫度下，若起始充入4molN2和12molH2，相當(dāng)于在原來基礎(chǔ)上增加壓強，平衡正向移動，所以比原平衡的兩倍小，而且達平衡的時間縮短，則對應(yīng)是點B，故答案為：B。