Question

I．在一个容积为2L的密闭容器中加入2molN₂和6molH₂，发生如下反应：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，5min后达到平衡，测得c（NH₃）=0.5mol/L．
（1）该条件下此反应的化学平衡常数的表达式K=    ．温度升高，则K值    ．（填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）从反应开始到平衡，用H₂的浓度变化表示的反应速率为：    ．
（3）若平衡时，移走1mol N₂和3mol H₂，在相同温度下再达平衡时c（NH₃）    0.25mol/L．（填“＞”、“＜”或“=”）
Ⅱ．25℃，将0.4mol/LCH₃COOH溶液和0.2mol/LNaOH溶液各100mL混合后，pH=5．（设混合后溶液总体积为两溶液体积之和）
（1）混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是：    ．
（2）①c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=    moL/L
②c（CH₃COO^-）-c（CH₃COOH）=    mol/L
Ⅲ．已知25℃时，K_sp[Fe（OH）₃]=8×10^-39，该温度下反应Fe（OH）₃+3H⁺?Fe³⁺+3H₂O的平衡常数为    ．（列式并计算） 向0.001mob/L FeCl₃溶液中通入氨气（体积变化忽略不计），开始沉淀时溶液的pH为    ．（lg5=0.7）

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ（1）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，据此书写；
该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，据此判断温度对平衡常数的影响；
（2）根据v=计算v（NH₃），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（H₂）；
（3）若平衡时，移走1mol N₂和3mol H₂，等效为原平衡体积增大一倍，降低压强，若平衡不移动，则c（NH₃）=0.25mol/L，但平衡向逆反应移动；
Ⅱ（1）0.4mol/LCH₃COOH溶液和0.2mol/LNaOH溶液各100mL混合，反应后的溶液中含CH₃COOH、CH₃COONa各0.02mol，溶液pH=5，说明醋酸的电离程度大于醋酸根的水解程度，据此判断排序；
（2）①根据物料守恒计算；
②根据物料守恒、电荷守恒计算；
Ⅲ．根据Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）?c³（OH^-），Kw=c（H⁺）?c（OH^-）及Fe（OH）₃+3H⁺?Fe³⁺+3H₂O的平衡常数表达式，可得3个常数的关系，进行计算．
根据Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）?c³（OH^-）计算c（OH^-），再根据Kw=c（H⁺）?c（OH^-）计算c（H⁺），最后根据pH=-lgc（H⁺）计算．
解答：解：Ⅰ（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）平衡常数k=，该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数变小，
故答案为：；变小；
（2）5min后达到平衡，测得c（NH₃）=0.5mol/L，则v（NH₃）==0.1mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，v（H₂）=1.5v（NH₃）=1.5×0.1mol/（L?min）=0.15mol/（L?min）；
故答案为：0.15mol/（L?min）；
（3）若平衡时，移走1mol N₂和3mol H₂，等效为原平衡体积增大一倍，降低压强，若平衡不移动，则c（NH₃）=0.25mol/L，但平衡向逆反应移动，故平衡时c（NH₃）＜0.25mol/L，
故答案为：＜；
Ⅱ（1）0.4mol/LCH₃COOH溶液和0.2mol/LNaOH溶液各100mL混合，反应后的溶液中含CH₃COOH、CH₃COONa各0.02mol，溶液pH=5，溶液呈酸性，则c（H⁺）＞c（OH-），说明醋酸的电离程度大于醋酸根的水解程度，则c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺），醋酸是弱电解质，不能完全电离，则c（Na⁺）＞c（H⁺），故离子浓度由大到小的顺序是：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）①反应后的溶液中含CH₃COOH、CH₃COONa各0.02mol，溶液体积为200mL，根据物料守恒可知，c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）==0.2moL/L，
故答案为：0.2；
②根据物料守恒有：c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=2c（Na⁺），
根据电荷守恒有：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），
整理得：c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=2[c（OH^-）+c（CH₃COO^-）-c（H⁺）]
即c（CH₃COO^-）-c（CH₃COOH）=2[c（H⁺）-c（OH^-）]=2×（10^-5-10^-9）mol/L
故答案为：2×（10^-5-10^-9）；
8Ⅲ．Fe（OH）₃+3H⁺?Fe³⁺+3H₂O的平衡常数表达式k=，由Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）?c³（OH^-），Kw=c（H⁺）?c（OH^-），可知式k====8×10³，
向0.001mob/L FeCl₃溶液中通入氨气（体积变化忽略不计），开始沉淀时溶液中c（OH^-）==2×10^-12mol/L，故c（H⁺）==5×10^-3mol/L，故pH=-lgc（H⁺）=-lg5×10^-3=2.3，
故答案为：8×10³；2.3．
点评：本题属于拼合型题目，涉及化学平衡与反应速率、盐类水解、平衡常数的有关计算等，题目综合性较大，难度中等，是一道不错的能力考查题，注意基础知识的理解掌握．