Question

【题目】Ⅰ.常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表，请回答：

实验编号	HA物质的量浓度(mol·L-1)	NaOH物质的量浓度(mol·L-1)	混合溶液的pH
甲	0.2	0.2	pH＝a
乙	c	0.2	pH＝7
丙	0.2	0.1	pH＞7
丁	0.1	0.1	pH＝9

（1）不考虑其它组的实验结果，从甲组情况分析，如何用a (混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸________________________________________________________

（2）丙组实验混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是_____________________________

（3）丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH－)＝________________mol·L-1， 混合溶液中，c(Na+)－c(A-)＝_________________________mol·L-1 (不能做近似计算)。

Ⅱ.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2（g)+3H2（g）2NH3（g）H=﹣92.4kJmol－1，在773 K时，分别将2 mol N2和6 mol H2充入在一个固定容积为1 L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表：

t/min	0	5	10	15	20	25	30
n(H2)/mol	6.00	4.50	3.60	3.30	3.03	3.00	3.00
n(NH3)/mol	0	1.00	1.60	1.80	1.98	2.00	2.00

（1）从0～10min内，该反应的平均速率v(H2)＝________________ ；该温度下，反应达到化学平衡时，化学平衡常数K=________________ (保留二位小数)

（2）该温度下，若向容积相同的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L－1、3 mol·L－1、3 mol·L－1，下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。

A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 B．3v正(N2)＝v逆(H2)

C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变

（3）该温度下，分别将2 mol N2和6 mol H2充入在一个固定容积为1 L的密闭容器中，反应达到平衡过程中，c(H2)c(N2)c(NH3)随时间t变化如图曲线；在此温度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)～t的曲线上相应的点为________

Answer 1

【答案】若a＝7，则HA是强酸；若a＞7, 则HA是弱酸 c(Na+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+) 10-5 10-5－10-9 0.24mol·L－1 ·min－1 0.15mol－2·L2 BC B

【解析】

Ⅰ.（1）甲组等浓度一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两者恰好完全反应生成NaA，依据溶液pH是否大于7判断；

（2）由丙组实验结果可知，混合后为HA与NaA的混合液，pH＜7，酸的电离大于盐的水解，溶液显碱性；

（3）丁组实验所得混合溶液为NaA溶液，溶液pH=9，说明NaA为强碱弱酸盐，溶液中的氢氧根离子是水电离的；

Ⅱ.（1）依据表给数据，结合化学反应速率和化学平衡常数公式计算；

（2）依据平衡时正反应速率等于逆反应速率，各物质浓度保持不变，以及衍生的物理量不变进行分析判断；

（3）温度不变，若起始充入4molN2和12molH2，相当于在原来基础上增加压强，平衡正向移动。

Ⅰ.（1）甲组为0.2 mol·L－1一元酸HA和0.2 mol·L－1NaOH溶液等体积混合，两者恰好完全反应，若HA是强酸，反应生成强酸强碱盐，溶液pH＝7，若HA是弱酸，反应生成强碱弱酸盐，溶液pH＞7，故答案为：若a＝7，则HA是强酸；若a＞7, 则HA是弱酸；

（2）由丙组实验结果可知，混合后为HA与NaA的混合液，pH＜7，酸的电离大于盐的水解，溶液显碱性，溶液中c（OH-）＞c（H+），由电荷守恒可知溶液中c（Na+）＞c（A-），则溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+)，故答案为：c(Na+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+)；

（3）丁组实验所得混合溶液为NaA溶液，溶液pH=9，说明NaA为强碱弱酸盐，溶液中的氢氧根离子是水电离的，即水电离的溶液中的c（OH-）=10-5mol/L；由电荷守恒可知c(Na+)－c(A-)＝c（OH-）—c（H+）=10-5－10-9，故答案为：10-5；10-5－10-9；

Ⅱ.（1）10min时，n(H2)为3.60mol，0～10min内，△c(H2)=(6.00—3.60)mol/1L=2.40 mol/L，平均速率v(H2)＝2.40 mol/L/10min=0.24mol/L·min；由表可知表可知25min反应达平衡状态，c(H2)= 3.00mol/L、c(NH3)= 2.00 mol/L，由方程式可知c(N2)=（2.00—1.00）mol/L，化学平衡常数K=c2(NH3)/ c(N2) c3(H2)=( 2.00 mol/L)2/1.00 mol/L×(3.00mol/L)3≈0.15mol－2·L2，故答案为：0.24mol·L－1 ·min－1；0.15mol－2·L2；

（2）A、反应平衡时各物质的浓度是否相等，取决于起始时各物质的量的关系和转化的程度，故A错误；

B、反应达到平衡时，正逆反应速率相等，3v正（N2）=v逆（H2），v正（N2）表示消耗N2的速率，v逆（H2）表示生成H2的速率，且v正（N2）：v逆（H2）=1：3，充分说明向两个相反方向进行的程度相当，故B正确；

C、该反应是反应前后气体体积有变化的反应，所以达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，该容器中的压强不再变化时，反应达到平衡状态，故C正确；

D、根据质量守恒，反应前后混合气体的质量不变，容器的体积不变，所以混合气体的密度始终不变，不能证明该反应是否达到平衡状态，故D错误；

故选BC，故答案为：BC；

（3）由反应方程式可知各物质变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示甲为H2变化量、乙为变化量、丙为NH3变化量，在此温度下，若起始充入4molN2和12molH2，相当于在原来基础上增加压强，平衡正向移动，所以比原平衡的两倍小，而且达平衡的时间缩短，则对应是点B，故答案为：B。