Question

化學(xué)學(xué)科中的平衡理論主要包括：化學(xué)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）一定溫度下，在一個(gè)固定容積的密閉容器中，可逆反應(yīng) A（g）+2B（g）=4C （g）△H＞0 達(dá)到平衡時(shí)，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

3mol/L≤c（B）≤9mol/L

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

C

．
A．增加C的物質(zhì)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(yīng)過(guò)程中兩溶液的pH變化如圖1所示．則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線(xiàn)的是

B

 （ 填“A”或“B”）． 設(shè)鹽酸中加入的Zn質(zhì)量為m₁，醋酸溶液中加入的Zn質(zhì)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(yīng)生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）→CH₃OH（g）．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

，升高溫度，K值

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”）．在500℃，從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

2nB

3tB

mol?（L?min）^-1

．
（4）難溶電解質(zhì)在水溶液中存在著電離平衡．在常溫下，溶液里各離子濃度以它們化學(xué)計(jì)量數(shù)為方次的乘積是一個(gè)常數(shù)，叫溶度積常數(shù)．例如：
Cu（OH）₂（s）=Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），K_sp=c（Cu²⁺）[c（OH^-）]²=2×10^-20
當(dāng)溶液中各離子濃度方次的乘積大于溶度積時(shí)，則產(chǎn)生沉淀，反之固體溶解．若某CuSO₄溶液里c（ Cu²⁺）=0.02mol?L^-1，如果生成Cu（OH）₂沉淀，應(yīng)調(diào)整溶液pH，使之大于

5

； 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(lái)的千分之一）則應(yīng)向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH值為

6

．
（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

堿性

性．在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時(shí)，甲同學(xué)認(rèn)為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH 所致；乙同學(xué)認(rèn)為是溶液中Na₂CO₃電離出的CO₃^2-水解所致．請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案給甲和乙兩位同學(xué)的說(shuō)法以評(píng)判（包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論）

向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說(shuō)明甲正確，紅色褪去說(shuō)明乙正確

．

Answer 1

分析：（1）由正反應(yīng)開(kāi)始建立平衡，B的起始濃度最大，由逆反應(yīng)開(kāi)始建立平衡，B的起始濃度最小，據(jù)此計(jì)算；
結(jié)合選項(xiàng)運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析解答；
（2）從醋酸是弱電解質(zhì)的角度分析，醋酸與Zn反應(yīng)同時(shí)，電離出H⁺，pH變化較緩慢；
pH值變化相同，醋酸參加反應(yīng)的氫離子比鹽酸多；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積；
根據(jù)圖象可知，溫度越高，甲醇的含量越低，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，說(shuō)明該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
先根據(jù)圖象依據(jù)v=

△n V

△t

求出求出v（CH₃OH），然后根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求出v（H₂）；
（4）根據(jù)c（OH^-）=

Ksp c(Cu2+)

計(jì)算氫氧根離子濃度，從而確定溶液的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）由正反應(yīng)開(kāi)始建立平衡，B的起始濃度最大，B的濃度變化量為4mol/L×

1

2

=2mol/L，故B濃度最大值為7mol/L+2mol/L=9mol/L，
由逆反應(yīng)開(kāi)始建立平衡，B的起始濃度最小，B的濃度變化=2△c（A）=2mol/L×2=4mol/L，故B的濃度最小值為7mol/L-4mol/L=3mol/L，故B的起始濃度c（B）的取值范圍是3 mol/L≤c（B）≤9 mol/L；
若改變條件重新達(dá)到平衡后體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
A．增加C的物質(zhì)的量，等效為增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，故A錯(cuò)誤；
B．加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，故B錯(cuò)誤；
C．升溫，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，故C正確；
D．使用催化劑，平衡不移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，故D錯(cuò)誤；
故答案為：3 mol/L≤c（B）≤9 mol/L；C；
（2）由于醋酸是弱電解質(zhì)，與Zn反應(yīng)同時(shí)，電離出H⁺，所以pH變化較緩慢，所以B曲線(xiàn)是醋酸溶液的pH變化曲線(xiàn)．由圖知鹽酸和醋酸的pH變化都是由2到4，鹽酸中氫離子濃度逐漸減小，但醋酸中存在電離平衡，氫離子和鋅反應(yīng)時(shí)促進(jìn)醋酸電離，補(bǔ)充反應(yīng)的氫離子，所以醋酸是邊反應(yīng)邊電離H⁺，故消耗的Zn多，所以m₁＜m₂．
故答案為：B；＜；
（3）因化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積，故CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

；
由圖可知，升高溫度，甲醇的含量降低，平衡逆向移動(dòng)，則化學(xué)平衡常數(shù)減�。�
由圖象可知，在500℃時(shí)，2min到達(dá)平衡，甲醇的平均反應(yīng)速率v（CH₃OH）=

nBmol 3L

tBmin

 mol?（L?min）^-1 =

nB

3tB

mol?（L?min）^-1 ，由速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求出，則v（H₂）=2v（CH₃OH）=

2nB

3tB

mol?（L?min）^-1；
故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

；減小；

2nB

3tB

mol?（L?min）^-1；
（4）c（OH^-）=

2×10-20 0.02

mol/L=10^-9 mol/L，則c（H⁺）=10^-5 mol/L，所以溶液的pH=-lg10^-5=5；
使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀較為完全，Cu²⁺濃度降至為2×10^-4 mol/L，故c（OH^-）=

2×10-20 2×10-4

mol/L=10^-8 mol/L，則c（H⁺）=10^-6 mol/L，所以溶液的pH=-lg10^-6=6，
故答案為：5；6；
（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；
要驗(yàn)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(shuō)明甲正確，如果紅色褪去，說(shuō)明乙正確；
方法二：加熱，如果紅色不變說(shuō)明甲正確，如果紅色加深，說(shuō)明乙正確，
故答案為：向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說(shuō)明甲正確，紅色褪去說(shuō)明乙正確．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及弱電解質(zhì)的電離、化學(xué)平衡、難溶電解質(zhì)的溶解平衡、鹽類(lèi)水解等知識(shí)點(diǎn)，難度較大，弱電解質(zhì)的電離平衡、化學(xué)平衡是高考的熱點(diǎn)，應(yīng)熟練掌握．