Question

16．（1）將0.0lmol下列物質(zhì)①Na₂O₂  ②Na₂O  ③Na₂CO₃  ④NaCl分別加入100mL蒸餾水中，恢復(fù)至室溫，所得溶液中陰離子濃度的大小順序是①=②＞③＞④（溶液體積變化忽略不計）；
（2）將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下三組數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①實驗1條件下平衡常數(shù)K=2.67（取小數(shù)二位，下同）．
②實驗3中，若平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣，則a/b 的值0＜$\frac{a}$＜1（填具體值或取值范圍）．
③實驗4，若900℃時，在此容器中加入10molCO，5molH₂O，2molCO₂，5molH₂，則此時V_正＜V_逆（填“＜”，“＞”，“=”）．
（3）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ∕mol
（4）現(xiàn)有一Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物樣品，取ag該混合物充分加熱，減重bg則該混合物樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)是$\frac{31a-84b}{31a}$．
（5）鈉一鉀合金可在核反應(yīng)堆中用作熱交換液．5.05g鈉一鉀合金溶于200mL水生成0.075mol氫氣，則該溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度是0.75mol/L（忽略溶液體積變化）．

Answer 1

分析 （1）等物質(zhì)的量的Na₂O₂與Na₂O分別于水反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的NaOH，消耗的水的量相同，生成的OH^-濃度相同，均約為0.2mol/L，Na₂CO₃因水解，使陰離子濃度稍增大：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）①先求得各物質(zhì)平衡時的濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積求得平衡常數(shù)；
②在反應(yīng)中當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比時，各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等，某一種反應(yīng)物越多，其轉(zhuǎn)化率越低，而另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率則越高，據(jù)此答題；
③根據(jù)濃度商Qc與平衡常數(shù)K的大小，判斷反應(yīng)進行的方向，進而確定正逆反應(yīng)的速率；
（3）根據(jù)蓋斯定律，將已知反應(yīng)（①-②+③×4）÷2進行計算；
（4）NaHCO₃不穩(wěn)定，加熱易分解，根據(jù)質(zhì)量的變化利用差值法解答；
（5）結(jié)合反應(yīng)的方程式2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑、2K+2H₂O═2KOH+H₂↑計算．

解答 解：（1）由①反應(yīng)為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，②反應(yīng)為Na₂O+H₂O=2NaOH溶于水，二者消耗的水的量相同，生成等物質(zhì)的量的NaOH，故生成的OH^-濃度相同，均約為0.2mol/L，故為①=②；③中碳酸根水解使得陰離子濃度稍大于④，而④中NaCl的濃度為0.1mol/L，則所得溶液中陰離子濃度的大小順序為：①=②＞③＞④，
故答案為：①=②＞③＞④；
（2）①實驗1中平衡時CO的物質(zhì)的量為2.4mol，則：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
開始（mol）：4       2        0        0
變化（mol）：1.6     1.6      1.6      1.6
平衡（mol）：2.4     0.4      1.6      1.6
所以平衡常數(shù)K=$\frac{\frac{1.6}{2}×\frac{1.6}{2}}{\frac{2.4}{2}×\frac{0.4}{2}}$≈2.67，
故答案為：2.67；
②在反應(yīng)中當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比時，各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等，某一種反應(yīng)物越多，其轉(zhuǎn)化率越低，而另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率則越高，所以要使CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣，則0＜$\frac{a}$＜1，
故答案為：0＜$\frac{a}$＜1；
③900℃時，H₂O（g）+CO（g） CO₂（g）+H₂（g）
        初始  0.5mol/L    1mol/L         0       0
        轉(zhuǎn)化  0.2mol/L   0.2mol/l      0.2mol/l    0.2mol/l 
       平衡   0.3mol/L   0.8mol/L      0.2mol/l    0.2mol/l 
K=$\frac{0.2×0.2}{0.3×0.8}$=0.17；
若900℃時，在此容器中加入10molCO，5molH₂O，2molCO₂，5molH₂，濃度商Qc=$\frac{\frac{2}{2}×\frac{5}{2}}{\frac{10}{2}×\frac{5}{2}}$=0.2＞0.17=K，所以此時平衡要逆向移動，故V_正＜V_逆，
故答案為：＜；
（3）①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律①-②+③×4得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：2CH₃OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l）△H=-885.6KJ/mol，
則：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO （g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol；
（4）NaHCO₃不穩(wěn)定，加熱易分解，發(fā)生2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
則2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑△m
  168g       106g             62g
  x                           bg
則：x=$\frac{168b}{62}$g，
則樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量為：ag-$\frac{168b}{62}$g=$\frac{31a-84b}{31}$g，
所以該混合物樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)是：$\frac{31a-84b}{31a}$，
故答案為：$\frac{31a-84b}{31a}$；
（5）設(shè)鈉、鉀的物質(zhì)的量分別為a、b，反應(yīng)的方程式為2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑、2K+2H₂O═2KOH+H₂↑，
則：a+b=0.075mol×2=0.15mol，
該溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度是：$\frac{0.15mol}{0.2L}$=0.75mol/L，
故答案為：0.75mol/L．

點評 本題考查離子濃度大小比較、化學(xué)平衡的計算、混合物反應(yīng)的計算、蓋斯定律在熱化學(xué)方程式中的計算等知識，題目難度較大，試題知識點較多、計算量較大，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計算能力．