题目内容

某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中的溶解程度进行研究。在25℃时，弱酸HA在水中部分电离，当HA浓度为时，其电离度为0.20（电离度＝已电离的HA分子数/起始HA的总分子数）；在苯中部分发生双聚，生成（HA）2。该平衡体系中，一元有机弱酸HA在溶剂苯（B）和水（W）中的分配系数为K，K＝C（HA）B／C（HA）W＝1.0，即达到平衡后，以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1：1；其他信息如下：

25℃平衡体系
平衡常数
焓变
起始总浓度
在水中，HA



在苯中，2HA



 
回答下列问题：
（1）计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1＝___________。
（2）25℃，该水溶液的pH为___________，（已知：1g2＝0.3，lg3＝0.5）在苯体系中HA的转化率为___________。
（3）在苯中，HA发生二聚：2HA（HA）2，反应在较低温度下自发进行，则___________0。
（4）25℃混合体系中，HA在苯中发生二聚，若测得某时刻溶液中微粒浓度满足＝130，则反应向___________方向进行。

（1）mol/L  （2）3.2，  40%    （3）＜   （4）正

解析试题分析：（1）HA在水溶液中电离：HAH++A-，根据电离度为0.20，c（H+）=3.0×10-3mol/L×0.20=6.0×10-4mol?L?1，则K=6.0×10-4mol?L?1×6.0×10-4mol?L?1÷（3.0×10-3mol?L?1—6.0×10-4mol?L?1）=1.5×10-4mol?L?1。
（2）pH=-lg（H+）=-lg（6.0×10-4）=3.2；达到平衡后，以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1：1，c（HA）=3.0×10-3mol?L?1—6.0×10-4mol?L?1=2.4×10-3mol?L?1，转化的HA为4.0×10-3mol?L?1—2.4×10-3mol?L?1=1.6×10-3mol?L?1，所以在苯体系中HA的转化率为,1.6×10-3mol?L?÷4.0×10-3mol?L?1×100% ="40%" 。
（3）该反应在较低温度下自发进行，T较小时，?H-T?S<0，因为反应物质的量减小，即?S<0，所以?H<0
（4）由（2）中数据可算出2HA（HA）2的平衡常数K=8.0×10-4mol?L?1÷（2.4×10-3mol?L?1）2=146，＝130<K，所以反应向正反应方向进行。
考点：本题考查平衡常数的计算和应用、pH和转化率的计算、反应自发进行的分析。

练习册系列答案
相关题目

工业上生产硫酸的流程图如下：

请回答下列问题：
（1）早期生产硫酸以黄铁矿为原料，但现在工厂生产硫酸以硫黄为原料，理由是      。
（2）在气体进入催化反应室前需净化的原因是      。
（3）在催化反应室中通常使用常压，在此条件下SO2的转化率为90%。但是部分发达国家采取高压条件下制取SO3，采取加压措施的目的除了加快反应速率外，还可以     ，从而提高生产效率           。
（4）工业生产中常用氨－酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染，废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理：                  。
（5）除硫酸工业外，还有许多工业生产。下列相关的工业生产流程中正确的是       。

向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的气体B三种气体，在一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如下面左图所示。下面右图为t2时刻后改变容器中条件，平衡体系中速率随时间变化的情况且t2—t5四个阶段都各改变一种条件，所用条件均不同。t3—t4阶段为使用催化剂。

（1）若t1＝15s，则t0—t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v（C）＝        mol/(L?s)；
（2）若t2—t3阶段，C的体积分数变小，此阶段v正    v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)
（3）B的起始物质的量为                        mol；
（4）t1时刻，平衡常数K＝         ；
（5）t5—t6阶段容器内A的物质的量共减小0.03mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a KJ，写出该反应的热化学方程式                             ；
（6）若t2时刻后图像变化如下图，则改变条件为                       
  
a．恒温恒压下，按照2：1比例充入任意量的B和C
b．恒温恒压下，加入0.24mol A、0.06mol B和0.14mol C
c．恒温恒压下，加入0.12mol A、0.1mol B和0.22mol C
d．恒温恒压下，加入0.14mol B和0.30mol C

在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生下列反应：
2N2 (g)+6H2O(l)4NH3 (g)+3O2 (g)    ΔH＝ a kJ·mol－1
上述反应NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：

温度 T/K
303
313
323
NH3生成量/(10－6 mol)
4.8
5.9
6.0
（1）此合成反应的a      0 (填“＞”、“＜”或“＝”)。
（2）用水稀释0.1 mol·L－1氨水（设稀释时溶液温度不变），则溶液中随着水量的增加而减小的是下列的     （填序号）：
A．c(NH3·H2O)     B．    C．c(H+)·c(OH－)    D．
（3）工业用氨制取硝酸的氧化反应为：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH＜0，若起始的物质的量相同，则下列关系图正确的是________(填序号)：

A                      B                C            D
（4）在1L容积固定的密闭容器中发生上述反应，部分物质的物质的量浓度如下表：
时间/浓度
c(NH3) (mol/L)
c(O2 ) (mol/L)
c(NO) (mol/L)
起始
0.8000
1.600
0.000
第4 min
0.3000
0.9750
0.5000
第6 min
0.3000
0.9750
0.5000
第8 min
0.7000
1.475
0.1000
 
反应在第6 min到8min时改变了条件，改变的条件可能是___________________；在该条件下，平衡向_______移动(填“左”或“右”)。

能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，研究甲醇具有重要意义。
（1）用CO合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)在容积为1L。的密闭容器中分别充入1molCO和2molH2，实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图所示。则该正反应的△H_______0（填“＜”、“＞”或“=”），判断的理由是______。

（2）利用工业废气中的CO2可制取甲醇，其反应为：CO2+3H2CH3OH+H2O。
①常温常压下已知下列反应的能量变化如下图所示：

由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为_______。
②为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在一恒温恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，进行上述反应。测得CO2。和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，v(H2)="_______" ；该温度下的平衡常数数值K=______。能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2))增大的措施有_______（任写一条）。

（3）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。
①甲醇蒸汽重整法。主要反应为；CH3OH(g)  CO(g)+2H2(g)设在容积为2.0L的密闭容器中充入0. 60 molCH3OH(g)，体系压强为P1，在一定条件下达到平衡时，体系压强为P2，且P2/P1 =2.2，则该条件下CH3OH  的平衡转化率为______ 。
②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2－ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如图所示。则当n(O2)／n(CH3OH) =0.25时。CH3OH与O2发生的主要反应方程式为______ 。在制备H2：时最好控制n(O2))/n(CH3OH)=______。

工业上制取三氧化硫反应的热化学方程式为：
2SO2(g)十O2(g) 2SO3(g)     △H=－198kJ·mol-1
（1）能够说明在恒温恒容条件下，上述反应已经达到化学平衡状态的是       (填序号)。
A．每生成1mol SO3的同时生成0．5mol O2
B．容器中混合气体的密度不变
C．SO2、O2、SO3的物质的量之比为2：1：2
D．容器中气体总压强不变
（2）400℃，1．01×105Pa下，上述反应中n(SO3)和n(O2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是        (填序号)。

A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到平衡状态
C．点d和点e处的n(O2)相同
D．500℃，1．01×105Pa下，反应达到平衡时，n(SO3)比图中e点的值大
（3）已知该反应的K(400℃)=7200mol-1·L。在400℃时，容积为1．0L的密闭容器中充入0．05mol SO2(g)和0．03mol O2(g)，反应一段时间后，有0．04mol SO3生成。此时，该反应      (填“是”、“否”或“无法判断”)达到化学平衡状态，理由是                                                       。

将E和F加入固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：
E(g)+F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示：

压强/MPa
体积分数/%
温度/℃
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1000
e
f
83.0
（1）915℃、2.0MPa时E的转化率为            。
（2）该反应的△S    0（填“>”、“<”或“=”，下同），b    f。
（3）平衡常数K(1000℃)   K(810℃) ，理由是                      。
（4）对于上述反应，下列说法正确的是           （填序号）。
①混合气体的密度不再变化，反应达到平衡
②该反应的正反应为放热反应
③增大F的量，单位体积活化分子数增大，化学反应速率加快
④恒温恒容条件下通入惰性气体，平衡不移动
⑤恒温恒压条件下通入惰性气体，化学反应速率加快

反应aA+bB  cC在体积为2L的容器中进行反应。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的量随时间变化的曲线如下图所示：

请回答下列各题：
（1）反应的化学方程式为_____________________________
（2）A的平均反应速率vI(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为________________
（3）由计算可知，第Ⅰ段20分钟时，C的平均速率vI(C)=____________________

一定温度下的密闭容器中存在如下反应：
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2(g)，已知CO(g)和H2O(g)的起始浓度均为2 mol·L-1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K =1，试判断：
(1)当CO转化率为25%时，该反应是否达到平衡_______，若未达到平衡，向哪个方向进行______。
(2)达到平衡时，CO的转化率____________________。
(3)当CO的起始浓度仍为2 mol·L-1，H2O(g)的起始浓度为6 mol·L-1，求平衡时CO的转化率_______。

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