Question

Ⅰ氨是氮循環(huán)中的重要物質(zhì)，在生產(chǎn)、生活和科研中有著廣泛的應用．
一定條件下，將2mol NH₃和1mol CO₂充入容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應2NH₃（g）+CO₂?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g），反應進行2min時達到平衡，NH₃的平衡轉(zhuǎn)化率為50%；則2min內(nèi)該反應的反應速率v（NH₃）=

 

，此條件下該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=

 

；計算得K值為

 

．
Ⅱ在一固定體積的密閉容器中，在850℃時發(fā)生如下反應：CO（g）+H₂O（g）

催化劑

CO₂（g）+H₂（g），容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度（mol/L）變化如下（在850℃時其化學平衡常數(shù)K=1.0）．

時間/mim	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3

（1）下列可以作為判斷該反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)依據(jù)的是

 

．
A．容器內(nèi)壓強不變
B．CO的消耗速率等于CO₂的生成速率
C．混合氣體中CO的體積分數(shù)不變
D．c（CO₂）：c（H₂）=1：1
（2）上表中：c_l=

 

mol/L．
Ⅲ若在25℃時，pH=a的氫氧化鈉溶液與pH=b的醋酸溶液等體積混合，恰好完全反應．
（1）混合液中A^-水解常數(shù)的表達式為K_h=

 

．
（2）計算該溫度下醋酸的電離常數(shù)（用含a、b的式子表示）為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡狀態(tài)的判斷,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：化學平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：Ⅰ、依據(jù)化學平衡三段式列式計算平衡濃度，依據(jù)概念計算平衡常數(shù)和反應速率；
Ⅱ、（1）依據(jù)化學平衡標志是正逆反應速率相同，個組分含量保持不變分析判斷；
（2）依據(jù)平衡常數(shù)分析計算；
Ⅲ、（1）氫氧化鈉和醋酸恰好反應生成醋酸鈉溶液，混合溶液中醋酸根離子水解溶液呈堿性，依據(jù)水解離子方程式書寫平衡常數(shù)；
（2）醋酸是弱酸存在電離平衡，和氫氧化鈉溶液恰好反應，是醋酸溶液中所有氫離子和氫氧根離子反應生成醋酸鈉，依據(jù)電離平衡常數(shù)概念計算．

解答： 解：Ⅰ、一定條件下，將2mol NH₃和1mol CO₂充入容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應2NH₃（g）+CO₂?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g），反應進行2min時達到平衡，NH₃的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，
              2NH₃（g）+CO₂?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）
起始量（mol/L） 1        0.5      0            0
變化量（mol/L）0.5      0.25      0.25       0.25
平衡量（mol/L）.0.5     0.25      0.25       0.25
反應速率V（NH₃）=

0.5mol/L

2min

=0.25mol/?min；
平衡常數(shù)K=

0.25mol/L×0.25mol/L

(0.5mol/L)2×0.25mol/L

=4L/mol，
故答案為：0.25mol/L?min；

c(H2O)

c2(NH3)c(CO2)

；4；
Ⅱ、在一固定體積的密閉容器中，在850℃時發(fā)生如下反應：CO（g）+H₂O（g）

催化劑 .

高溫高壓

CO₂（g）+H₂（g）
（1）依據(jù)化學平衡標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變分析判斷；
A．反應前后氣體體積不變，容器內(nèi)壓強不變不能說明費用達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、CO的消耗速率等于CO₂的生成速率，說明費用正向進行，不能說明費用達到平衡，故B錯誤；
C、混合氣體中CO的體積分數(shù)不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、（CO₂）：c（H₂）=1：1，是反應干脆辭職生成的濃度比，過程中和平衡狀態(tài)下都是1：1，不能說明費用達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故答案為：C；
（2）依據(jù)化學平衡三段式列式，結(jié)合平衡常數(shù)計算得到，設消耗一氧化碳濃度為x
              CO （g）+H₂O（g）

催化劑 .

高溫高壓

CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol/L）  0.2     0.3              0        0
變化量（mol/L）  x       x               x         x
平衡量（mol/L） 0.2-x    0.3-x            x         x
K=

x2

(0.2-x)(0.3-x)

=1
x=0.12mol/L
c₁=0.2mol/L-0.12mol/L=0.08mol/L；
故答案為：0.08；
Ⅲ、（1）氫氧化鈉溶液 和醋酸溶液恰好反應生成醋酸鈉溶液，醋酸根離子水解，CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，Kh=

c(CH3COO-)c(OH-)

c(CH3COO-)

；
故答案為：

c(CH3COO-)c(OH-)

c(CH3COO-)

；
（2）在25℃時，pH=a的氫氧化鈉溶液與pH=b的醋酸溶液等體積混合，恰好完全反應，NaOH+CH₃COOH=CH₃COONa+H₂O，依據(jù)中和反應的定量關(guān)系可知，氫氧根離子物質(zhì)的量和醋酸溶液中所有氫離子物質(zhì)的量相同，c（NaOH）=c（CH₃COOH）+c（H⁺），醋酸電離平衡狀態(tài)下醋酸濃度c（CH₃COOH）=c（NaOH）-c（H⁺）=10^a-14-10^-b，醋酸溶液中的氫離子是醋酸電離出的氫離子和水電離出氫離子，依據(jù)離子積常數(shù)Kw=c（OH^-）_水×c（H⁺）_酸，c（OH^-）_水 =c（H⁺）_水=

10-14

10-b

=10^b-14mol/L，醋酸溶液中醋酸根離子濃度和醋酸電離出氫離子濃度相同，所以醋酸根離子濃度c（CH3COO^-）=10^-bmol/L-10^b-14mol/L，得到醋酸溶液中電離平衡常數(shù)Ka=

c(H+)c(CH3COO-)

c(CH3COOH)

=

10-b(10-b-10b-14)

10a-14-10-b

；
故答案為：Ka=

10-b(10-b-10b-14)

10a-14-10-b

．

點評：本題考查了化學平衡影響因素分析，平衡標志的理解判斷，平衡常數(shù)計算，注意弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)的計算方法是解題關(guān)鍵，題目難度較大．