Question

Ⅰ．大多数的化学反应都是可逆反应．
在一个容积为2.0L的固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A（g）+2B（g）?3C（g）．当向容器中加入2.0mol A和6.0molB，反应进行了2min时达到平衡，此时生成了3.0molC．
（1）用B的浓度变化来表示的反应速率v（B）=

 

．该反应在此条件下的化学平衡常数K=

 

（结果用分数表示）．
（2）在相同实验条件下，若在同一容器中加入2.0molA和8.0molB，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数不变，则还应加入C

 

mol．
（3）在相同实验条件下，若在同一容器中加入3.0molA和一定量的B，平衡时C的物质的量为3.0mol，则加入的B的物质的量为

 

mol．
Ⅱ．在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存．
（1）常温下，将0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7，若混合液体积等于两溶液体积之和，则混合液中下列关系正确的是

 

．
A． c（HA）＜c（A^-）               
B．c（HA）一定大于0.1mol/L
C． c（Na⁺）=c（HA）+c（A^-）        
D．c（OH^-）=c（H⁺）+

1

2

[c（HA）-c（A^-）]
（2）常温下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各种微粒（CO₂因逸出未画出）物质的量分数（纵轴）随溶液pH变化的部分情况如图所示．回答下列问题：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-（填：“能”或“不能”）

 

大量共存．
②当pH=7时，溶液中各种离子其物质的量浓度之间的等量关系是：

 

．
③已知在25℃时，CO₃^2-水解反应的平衡常数即水解常数K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 3- 3 )

=2×10^-4，当溶液中c（HC

O

- 3

）：c（C

O

2- 3

）=2：1时，溶液的pH=

 

．

Answer 1

考点：化学反应速率和化学计量数的关系,化学平衡常数的含义,弱电解质在水溶液中的电离平衡,影响盐类水解程度的主要因素

专题：

分析：I．（1）A（g）+2B（g）?3C（g）
开始   1mol/L 3mol/L     0
转化  0.5mol/L  1mol/L  1.5mol/L
平衡  0.5mol/L   2mol/L  1.5mol/L
v（C）=

3.0mol 2.0L

2min

=0.75mol/（L?min），利用反应速率之比等于化学计量数之比计算v（B），
K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（2）要求平衡后C在反应混合气中体积分数不变，则二者为等效平衡，利用极限转化后A、B的物质的量之比为1：3；
（3）平衡时C的物质的量为3.0mol，则平衡常数相同，以此计算；
II．（1）0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后，反应后得到等量的HA、NaA，溶液pH大于7，则盐类水解大于酸的电离；
（2）常温下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反应生成碳酸氢钠，再与盐酸反应生成二氧化碳、水，以此分析解答．

解答： 解：I．（1）A（g）+2B（g）?3C（g）
开始   1mol/L    3mol/L     0
转化  0.5mol/L  1mol/L  1.5mol/L
平衡  0.5mol/L   2mol/L  1.5mol/L
v（C）=

3.0mol 2.0L

2min

=0.75mol/（L?min），由反应速率之比等于化学计量数之比计算v（B）=0.75mol/（L?min）×

2

3

=0.5mol/（L?min），
K=

(1.5mol/L)3

0.5mol/L×(2mol/L)2

=

27

16

，故答案为：0.5mol/（L?min）；

27

16

；
（2）要求平衡后C在反应混合气中体积分数不变，则二者为等效平衡，设加C为xmol，则（2+

x

3

）：（8+

2x

3

）=1：3，解得x=6，故答案为：6；
（3）A（g）+2B（g）?3C（g）
开始 1.5mol/L  ymol/L     0
转化  0.5mol/L  1mol/L  1.5mol/L
平衡  1mol/L   （y-1）mol/L  1.5mol/L
平衡时C的物质的量为3.0mol，则平衡常数相同，则K=

(1.5mol/L)3

1mol/L×(y-1mol/L)2

=

27

16

，解得y=2+2

2

mol=4.8mol，故答案为：4.8；
II．（1）0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后，反应后得到等量的HA、NaA，溶液pH大于7，则盐类水解大于酸的电离，
A． 水解生成HA，则c（HA）＞c（A^-），故A错误；               
B．因等体积混合，则反应后c（HA）一定小于0.1mol/L，故B错误；
C．反应后得到等量的HA、NaA，则2c（Na⁺）=c（HA）+c（A^-），故C错误；        
D．由电荷守恒可知，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（A^-），又2c（Na⁺）=c（HA）+c（A^-），则c（OH^-）=c（H⁺）+

1

2

[c（HA）-c（A^-）]，故D正确；
故答案为：D；
（2）常温下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反应生成碳酸氢钠，再与盐酸反应生成二氧化碳、水，
①由反应及图象可知，在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-不能大量共存，故答案为：不能；
②当pH=7时，溶液中溶质为碳酸氢钠、氯化钠，由电荷守恒可知c（Na⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）；
③水解常数K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 3- 3 )

=2×10^-4，当溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1时，c（OH^-）=10^-4mol/L，由Kw可知，c（H⁺）=10^-10mol/L，所以pH=10，
故答案为：10．

点评：本题考查较综合，涉及化学平衡的计算、反应速率、化学平衡常数的计算及溶液中酸碱之间的反应，题目难度较大，综合考查学生分析问题、解决问题的能力，注重能力的考查，（2）为解答的难点．