Question

9．按要求填空：
（l）常温下0.1moL/L 盐酸和0.06mol/L氢氧化钡溶液以等体积混合后pH=12
（2）常温下pH=9的Ba（OH）2溶液与pH=12的KOH溶液，按4：1的体积比混合，则混合溶液的pH=11.3（己知lg2=0.3，lg5=0.7）
（3）如图所示，向A中充入 1mol X和1mol Y，向B中充入 2mol X和2mol Y，起始时V_A=V_B=aL．在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生下列反应：X+Y?2Z+W；正反应为放热反应，（四物质均为气体）．达到平衡时．V_A=1.2aL，试回答：
①A中的X的转化率 α_A=40%；
②A、B中X的转化率α_A＞α_B  （填“＞、=、＜”）
③打开K，一段时间后又达到平衡时，A 的体积为2.6a L（连通管中的气体体积不计）

Answer 1

分析 （1）计算酸、碱的物质的量，判断过量，再计算pH；
（2）计算出碱溶液混合后的c（OH^-），根据Kw=c（OH^-）×c（H⁺）=10^-14可计算出c（H⁺），最后计算出溶液的pH；
（3）根据图象知，A保持恒压，B保持恒容，
①先根据相同条件下，气体的气体之比等于物质的量之比计算平衡后气体的物质的量，再结合方程式计算X反应的物质的量，最后根据转化率公式计算X的转化率；
②结合B装置中压强对化学平衡的影响判断X的转化率大小；
③根据等温、等压条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，已知A中充入1molX和1molY的体积为1.2aL，则打开K，相当于充入了3molX和3molY，所以AB总体积为3.6aL，从而得出A的体积．

解答 解：（1）盐酸是一元强酸，氢氧化钡是二元强碱，将0.1mol/L盐酸和0.06mol/L氢氧化钡溶液等体积混合后，氢氧化钡有剩余，该混合溶液中氢氧根离子浓度为：$\frac{0.06mol/L×2-0.1mol/L}{2}$=0.01mol/L，
则溶液中氢离子浓度为：$\frac{1{0}^{-14}}{0.01}$mol/L=10^-12 mol/L，所以混合溶液的pH=-lg10^-12=12，
故答案为：12；
（2）常温下pH=9的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10^-5mol/L，pH=12的KOH溶液中c（OH^-）=10^-2mol/L，
按4：1的体积比混合，c（OH^-）=$\frac{4×1{0}^{-5}+1{0}^{-2}}{5}$mol/L≈0.2×10^-2mol/L，
则c（H⁺）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{0.2×1{0}^{-2}}$=5×10^-12mol/L，该溶液的pH=-lg5×10^-12=12-lg5=11.7，
故答案为：11.3；
（3）①等压、等温条件下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，2mol气体时，体积为aL，达到平衡时，V_A=1.2a L，所以平衡后混合气体的物质的量是2.4mol，
设A物质反应了mmol，
X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g） 物质的量增多
1mol                          1mol
nmol                        （2.4-2）mol
n=0.4
所以X物质的转化率=$\frac{0.4mol}{1mol}$×100%=40%；
②B装置是在等容条件下，反应向正反应方向移动时，混合气体的物质的量增大，导致容器内气体压强增大，增大压强能抑制X的转化率，所以X的转化率减小，所以B容器中X的转化率比A小，
故答案为：＞；
③当打开K时，整个装置是在等温、等压条件下反应，使整个装置中气体的压强与A装置中的初始压强相同时；向A中充入1molX和1molY达到平衡时，V_A=1.2aL；当打开K时，AB中气体共为3molX和3molY，由于整个装置是在等温、等压条件下的反应，达到平衡状态时，混合气体的体积是3.6aL，其中B是aL，所以A为2.6aL，
故阿阿为：2.6a．

点评 本题考查了化学平衡的计算、溶液pH的计算，题目难度中等，明确化学平衡及其影响因素为解答关键，注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系及计算方法，试题培养 留学生的分析能力及化学计算能力．