Question

3．在1.0L密閉容器中放入0.10molA（g），在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)：A（g）═2B（g）+C（g）+D（s）△H=+85.1kJ•mol^-1．容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)（P）與起始壓強(qiáng)P₀的比值隨反應(yīng)時(shí)間（t）數(shù)據(jù)見表：（提示，密閉容器中的壓強(qiáng)比等于氣體物質(zhì)的量之比）

時(shí)間t/h	0	1	2	4	8	16	20	25
$\frac{P}{{P}_{0}}$	1.00	1.50	1.80	2.20	2.30	2.38	2.40	2.40

回答下列問題：
（1）下列能提高A的轉(zhuǎn)化率的是AE．
A．升高溫度     B．體系中通入A氣體   C．將D的濃度減小    D．通入稀有氣體He，使體系壓強(qiáng)增大到原來的5倍   E．若體系中的C為HCl，其它物質(zhì)均難溶于水，滴入少許水
（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式K$\frac{c{\;}^{2}（B）•c（C）}{c（A）}$，前2小時(shí)C的反應(yīng)速率是0.02 mol•L^-1•h^-1；
（3）平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率0.70或70%，C的體積分?jǐn)?shù)29%（均保留兩位有效數(shù)字）；
（4）相同條件下，若該反應(yīng)從逆向開始，建立與上述相同的化學(xué)平衡，則D的取值范圍n（D）＞0.03mol
（5）已知乙酸是一種重要的化工原料，該反應(yīng)所用的原理與工業(yè)合成乙酸的原理類似；常溫下，將amolCH3COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等體積的bmol•L^-1的鹽酸使溶液呈中性（不考慮醋酸和鹽酸的揮發(fā)），用含a和b的代數(shù)式表示醋酸的電離常數(shù)K_a=$\frac{10{\;}^{-7}（a-b）}$．

Answer 1

分析 （1）提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，使得化學(xué)平衡正向進(jìn)行的因素均可以（但是不能加入物質(zhì)本身）；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{各個生成物平衡濃度系數(shù)次方的乘積}{各個反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方的乘積}$，化學(xué)反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$來計(jì)算；
（3）根據(jù)三行式計(jì)算化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率以及物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)；
（4）若該反應(yīng)從逆向開始，建立與上述相同的化學(xué)平衡，則Qc＞K，根據(jù)極限轉(zhuǎn)化思想來實(shí)現(xiàn)等效平衡；
（5）根據(jù)電荷守恒結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算．

解答 解：（1）A．升高溫度，平衡正向移動，所以A的轉(zhuǎn)化率增大，故A正確；
B．體系中通入A氣體，A的轉(zhuǎn)化率減小，故B錯誤；
C．將D（固體）的濃度減小，不會引起平衡的移動，A的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯誤；
D．通入稀有氣體He，使體系壓強(qiáng)增大到原來的5倍，但是各組分濃度不變，不會引起平衡的移動，A的轉(zhuǎn)化率不變，故D錯誤；
E．若體系中的C為HCl，其它物質(zhì)均難溶于水，滴入少許水，則壓強(qiáng)減小，平衡正向移動，所以A的轉(zhuǎn)化率增大，故E正確；
故選AE．
（2）化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{各個生成物平衡濃度系數(shù)次方的乘積}{各個反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方的乘積}$=$\frac{c{\;}^{2}（B）•c（C）}{c（A）}$，在1.0L密閉容器中放入0.10mol A（g），設(shè)A的變化量是x，則
        A（g）?2B（g）+C（g）+D（s）
初始量：0.1     0      0      
變化量：x       2x     x
末態(tài)量：0.1-x    2x    x
則$\frac{0.1}{0.1-x+2x+x}$=$\frac{1}{1.8}$，解得x=0.04mol，所以前2小時(shí)A的反應(yīng)速率是v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.04mol}{1.0L}}{2h}$=0.02mol．L^-1．h^-1，物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，所以C表示的反應(yīng)速率為：0.02 mol．L^-1．h^-1，
故答案為：$\frac{c{\;}^{2}（B）•c（C）}{c（A）}$；0.02；
（3）設(shè)：平衡時(shí)A的變化量是y，
       A（g）?2B（g）+C（g）+D（s）
初始量：0.1     0      0      
變化量：y       2y     y
平衡量：0.1-y   2y     y
化學(xué)反應(yīng)在20h時(shí)建立平衡，所以$\frac{0.1-y+2y+y}{0.1}$=2.4，解得y=0.07mol，所以平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.07mol}{0.1mol}$×100%=70%，C的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{y}{0.1-y+2y+y}$×100%=$\frac{y}{0.1+2y}$×100%=$\frac{0.07}{0.1+2×0.07}$×100%=29%，
故答案為：0.70或70%；29%；
（4）相同條件下，若該反應(yīng)從逆向開始，建立與上述相同的化學(xué)平衡，則D的取值范圍n（D）＞0.03，
故答案為：＞0.03；
 （5）鹽酸和醋酸鈉之間反應(yīng)生成氯化鈉和醋酸，溶液顯示中性，所以醋酸鈉會剩余，c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，根據(jù)電荷守恒，c（Cl^-）=0.5bmol/L，c（CH₃COO^-）+c（Cl^-）=c（Na⁺）=0.5amol/L，所以c（CH₃COO^-）=（0.5a-0.5b）mol/L，
醋酸的電離常數(shù)K_a=$\frac{c（CH{\;}_{3}COO{\;}^{-}）•c（H{\;}^{+}）}{c（CH{\;}_{3}COOH）}$=$\frac{\frac{a-b}{2}××10{\;}^{-7}}{\frac{2}}$=$\frac{10{\;}^{-7}（a-b）}$，
故答案為：$\frac{10{\;}^{-7}（a-b）}$．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡移動的影響因素、化學(xué)平衡的計(jì)算以及電離平衡常數(shù)的計(jì)算等，題目涉及的知識點(diǎn)較多，側(cè)重反應(yīng)原理的應(yīng)用的考查，題目難度中等．