Question

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
（1）利用“化学蒸气转移法”提纯金属钨的反应原理为W(s)＋I₂(g)WI₂(g) (I)。该反应在石英真空管中进行，如下图所示：

①反应(I)的平衡常数表达式K＝_______，若K＝，向某恒容密闭容器中加入1mol I₂(g)和足量W(s)，反应达到平衡时I₂(g)的转化率为__________。
②反应(I)的△H____0（填“＞”或“＜”），上述反应体系中可循环使用的物质是_________。
③能够说明上述反应已经达到平衡状态的有_________（填序号）。
a．I₂与WI₂的浓度相等
b．W的质量不再变化
c．容器内混合气体的密度保持不变
d．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等
（2）25℃时，NaHSO₃的水解平衡常数＝1.0×10^－12mol/L，则该温度下H₂SO₃HSO₃^－＋H^＋的电离常数K_a＝____mol/L，若向H₂SO₃溶液中加入少量的I₂，则溶液中将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。用Na₂SO₃溶液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2－）：n(HSO₃^－)变化关系如下表：

n(SO32－): n ( HSO3－)	91:9	1:1	1:91
pH(25℃)	8.2	7.2	6.2

 
当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________________。

Answer 1

（1）① (2分，化学式写错不得分，漏写“c( )”其他正确只得1分） 33.3% 或33%（2分，合理答案即可）② ＜（2分，写“小于”不得分）   I₂（或碘）（2分，写“化学式”或“名称”均得分）③bc （b 1分，c 1分，b、c2分，其他情况不得分，大写字母不得分）
（2）1.0×10^-2（2分，或10^-2或0.01） 减小 (2分)
（3）c(Na⁺)＞c(HSO₃^－)＞c(SO₃^2－)＞c(H⁺)＝c(OH^-)（2分，顺序错误不得分，离子符号写错不得分，漏写“c( )”其他正确只得1分）

解析试题分析：（1）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此根据反应的方程式W(s)＋I₂(g)WI₂(g)可知，该反应的平衡常数表达式K＝，根据方程式可知
W(s)＋I₂(g)WI₂(g)
起始量（mol）        1        0
转化量（mol）        x        x
平衡量（mol）      1－x       x
由于反应前后体积不变，则可以用物质的量代替浓度表示平衡常数
所以K＝＝＝
解得x＝
所以反应达到平衡时I₂(g)的转化率为×100%＝33.3%。
②根据装置图可知，单质W在温度较高的情况下有利于生成，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以正方应是放热反应，即△H＜0。
③在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，据此判断。a．平衡时浓度不变，但物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，所以I₂与WI₂的浓度相等不能说明反应达到平衡状态，a不正确；b．W的质量不再变化，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，b正确；c．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但气体的质量是变化的，因此密度是变化的，所以当容器内混合气体的密度保持不变时可以说明反应达到平衡状态，c正确；d．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等，但二者的反应速率方向是一致的，因此不能说明反应达到平衡状态，d不正确，答案选bc。
（2）NaHSO₃的水解方程式为HSO₃^－＋H₂OH₂SO₃＋OH^－，则水解平衡常数表达式＝，则=＝1.0×10mol/L，所以该温度下H₂SO₃HSO₃^－＋H^＋的电离常数K_a＝＝1.0×10^-2mol/L；若向H₂SO₃溶液中加入少量的I₂，由于单质碘能把亚硫酸氧化生成硫酸，所以使亚硫酸的电离平衡向逆反应方向移动，因此溶液中将减小。
（3）根据表中数据可知，当n(SO₃^2－): n ( HSO₃^－)＝1:1时溶液显碱性，因此当溶液显中性时n(SO₃^2－): n ( HSO₃^－)＜1:1，所以溶液中离子浓度大小关系是c(Na⁺)＞c(HSO₃^－)＞c(SO₃^2－)＞c(H⁺)＝c(OH^-)。
考点：考查平衡常数的判断、计算与应用；外界条件对平衡状态、水解平衡的影响；以及溶液中离子浓度大小比较