Question

選修四模塊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，且均符合勒夏特列原理．請回答下列問題：
（1）一定溫度下，在一個固定容積的密閉容器中，可逆反應 A（g）+2B（g）?4C （g）△H＞0 達到平衡時，c（A）=2mol?L^-1，c （ B）=7mol?L^-1，c （ C）=4mol?L^-1．試確定B的起始濃度c （B）的取值范圍是

 

；若改變條件重新達到平衡后體系中C的質量分數(shù)增大，下列措施可行的是

 

．
A．增加C的物質的量         B．加壓
C．升溫                   D．使用催化劑
（2）常溫下，取 pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL，向其中分別加入適量的Zn粒，反應過程中兩溶液的pH變化如圖所示．則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是

 

 （ 填“A”或“B”）． 設鹽酸中加入的Zn質量為m₁，醋酸溶液中加入的Zn質量為 m₂． 則
m₁

 

 m₂ （ 選填“＜”、“=”、“＞”） 
（3）在體積為3L的密閉容器中，CO與H₂在一定條件下反應生成甲醇：CO （ g）+2H₂（ g）→CH₃OH（g）△H=-91kJ?mol^-1．反應達到平衡時，平衡常數(shù)表達式K=

 

，升高溫度，K值

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）難溶電解質在水溶液中也存在溶解平衡．在常溫下，溶液里各離子濃度以它們化學計量數(shù)為方次的乘積是一個常數(shù)，叫溶度積常數(shù)．例如：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺ （aq）+2OH^- （ aq），Ksp=c （Cu²⁺ ） c ²（OH ^- ）=2×10 ^-20．當溶液中各離子濃度計量數(shù)方次的乘積大于溶度積時，則產生沉淀．若某CuSO₄溶液里c（ Cu²⁺）=0.02mol?L^-1，如果生成Cu（OH）₂沉淀，應調整溶液pH，使pH大于

 

； 要使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀較為完全 （ 使Cu²⁺濃度降至原來的萬分之一）則應向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH等于

 

．
（5）常溫下，某純堿（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色．則該溶液呈

 

性．在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時，甲同學認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH 所致；乙同學認為是溶液中Na₂CO₃電離出的CO₃^2-水解所致．請你設計一個簡單的實驗方案用來評判甲乙兩位同學的觀點是否正確（包括操作、現(xiàn)象和結論）

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡常數(shù)的含義,弱電解質在水溶液中的電離平衡,鹽類水解的應用,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質

專題：化學平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題,鹽類的水解專題

分析：（1）該反應可能是由C轉化為A、B，也可能是由A、B轉化為C，采用極限法判斷B的取值范圍；結合選項運用平衡移動原理分析解答；
（2）pH=2的鹽酸和醋酸，醋酸濃度大于鹽酸，隨著反應的進行，醋酸繼續(xù)電離出氫離子；酸與足量的金屬反應時，需要金屬的質量與酸的物質的量成正比；
（3）化學平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；
（4）要使溶液中產生沉淀，則c（OH^-）＞

Ksp c(Cu2+)

，再根據(jù)水的離子積常數(shù)計算氫離子濃度，從而計算溶液的pH．
（5）常溫下，純堿（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色，則該溶液呈堿性；
向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，生成碳酸鋇沉淀，根據(jù)顏色的變化分析．

解答： 解：（1）該反應可能是由C轉化為A、B，也可能是由A、B轉化為C，如果該反應由A、B轉化為C，轉化為C時需要c（B）=

1

2

c（C）=2mol/L，則B的初始濃度為9mol/L，如果反應是由C轉化為A和B，轉化為2mol/LA時，轉化為B為4mol/L，則原來氣體中存在B為3mol/L，所以B初始濃度范圍為：3mol?L^-1～9mol?L^-1，若改變條件重新達到平衡后體系中C的質量分數(shù)增大，應使平衡向正反應方向移動，
A．增加C的物質的量，等效為增大壓強，平衡向逆反應方向移動，C的質量分數(shù)降低，故A錯誤；
B．加壓，平衡向逆反應方向移動，C的質量分數(shù)降低，故B錯誤；
C．升溫，平衡向正反應方向移動，C的質量分數(shù)增大，故C正確；
D．使用催化劑，平衡不移動，C的質量分數(shù)不變，故D錯誤；
故答案為：3mol?L^-1～9mol?L^-1 ；C；
（2）pH=2的鹽酸和醋酸，醋酸濃度大于鹽酸，隨著反應的進行，醋酸繼續(xù)電離出氫離子，所以醋酸pH變化較緩慢，則醋酸溶液中pH變化曲線為B；
酸與足量的金屬反應時，需要金屬的質量與酸的物質的量成正比，pH相等的醋酸和鹽酸，醋酸濃度大于元素，等體積等pH的醋酸和鹽酸，醋酸的物質的量大于鹽酸，所以醋酸需要金屬的質量多，故答案為：B；＜；
（3）化學平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；升高溫度，平衡向逆反應方向移動，則平衡常數(shù)減小，故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；減小；
（4）要使溶液中產生沉淀，則c（OH^-）＞

Ksp c(Cu2+)

=

2×10-20 0.02

mol/L═10^-9 mol/L，再根據(jù)水的離子積常數(shù)得氫離子濃度＜

10-14

10-9

mol/L=10^-5mol/L，則pH大于5；使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀較為完全（ 使Cu²⁺濃度降至原來的萬分之一），Cu²⁺濃度降至為2×10^-5 mol/L，故c（OH^-）=

2×10-20 2×10-5

mol/L=10^-7mol/L，則c（H⁺）=10^-7mol/L，所以溶液的pH=-lg10^-7=7，
故答案為：5；7；
（5）要驗證該溶液遇酚酞呈紅色原因，可用以下方法：
方法一：向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液顯紅色，說明甲正確，如果紅色褪去，說明乙正確；
方法二：加熱，如果紅色不變說明甲正確，如果紅色加深，說明乙正確，
故答案為：堿；向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確．

點評：本題考查較綜合，涉及難溶物的溶解平衡、化學平衡常數(shù)、弱電解質的電離、鹽類的水解等知識點，根據(jù)溶度積常數(shù)、化外界條件對化學平衡的影響、弱電解質的電離特點來分析解答，題目難度不大