题目内容
中学阶段涉及的平衡有气体可逆反应的平衡、酸碱电离平衡、水解平衡及沉淀-溶解平衡等等．
（1）现有容积为1L的恒温恒容密闭容器，向其中加入2mol A气体和2mol B气体后发生如下反应：A（g）+B（g）═C（g）△H=-a kJ?mol-1，20s后，反应达到平衡状态，生成1mol C气体，放出热量Q1kJ．回答下列问题．
①计算20s内B气体的平均化学反应速率为 ，写出该反应的平衡常数表达式 ．
②保持容器温度和容积不变，若改为向其中加入1molC气体，反应达到平衡时，吸收热量Q2kJ，则Q1与Q2的相互关系正确的是 （填字母）．
（A）Q1+Q2=a （B） Q1+2Q2＜2a （C）Q1+2Q2＞2a （D）Q1+Q2＜a
③在原平衡基础上，保持容器温度和容积不变，向容器中再通入bmolA气体（b＞0）时，v（正） v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”），重新达平衡后，C气体的平衡体积分数φ（C）=
，则b= ．
（2）常温下，将VmL、0.1000mol?L-1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol?L-1醋酸溶液中，充分反应．回答下列问题．（忽略溶液体积的变化）
①如果溶液pH=7，此时V的取值 20.00（填“＞”、“＜”或“=”），而溶液中c（Na+）、c（CH3COO-）、c（H+）、c（OH-）的大小关系为 ．
②如果V=40.00，则此时溶液中c（OH-）-c（H+）-c（CH3COOH）= mol?L-1．
（1）现有容积为1L的恒温恒容密闭容器，向其中加入2mol A气体和2mol B气体后发生如下反应：A（g）+B（g）═C（g）△H=-a kJ?mol-1，20s后，反应达到平衡状态，生成1mol C气体，放出热量Q1kJ．回答下列问题．
①计算20s内B气体的平均化学反应速率为
②保持容器温度和容积不变，若改为向其中加入1molC气体，反应达到平衡时，吸收热量Q2kJ，则Q1与Q2的相互关系正确的是
（A）Q1+Q2=a （B） Q1+2Q2＜2a （C）Q1+2Q2＞2a （D）Q1+Q2＜a
③在原平衡基础上，保持容器温度和容积不变，向容器中再通入bmolA气体（b＞0）时，v（正）
| 1 |
| 3 |
（2）常温下，将VmL、0.1000mol?L-1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol?L-1醋酸溶液中，充分反应．回答下列问题．（忽略溶液体积的变化）
①如果溶液pH=7，此时V的取值
②如果V=40.00，则此时溶液中c（OH-）-c（H+）-c（CH3COOH）=
考点：反应速率的定量表示方法,反应热和焓变,化学平衡的计算,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）①根据反应速率v=
计算；平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积；
②加入1molA气体和1molB气体与加入1molC气体是在保持恒温、恒容情况下是等效平衡，加入2molA气体和2molB气体与加入1molA气体和1molB气体相比，相当于增大一倍的压强，增大压强，反应向体积缩小的方向正向移动；
③增加反应物的浓度平衡向正反应方向移动，由题意2 mol A气体和2 mol B气体生成1 mol C气体，根据三段式求得平衡常数K=1，依据温度不变，平衡常数不变进行解答；
（2）①溶液的酸碱性是根据溶液中H+浓度与OH-浓度的相对大小判断的，只要溶液中c（H+）=c（OH-），溶液就呈中性，CH3COOH是弱电解质，电离程度不大，NaOH是强电解质，完全电离，反应生成的乙酸钠是强碱弱酸盐水解呈碱性，需溶液呈中性，需少加碱；根据溶液呈中性pH=7c（H+）=c（OH-）结合电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）进行解答；
②根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），物料守恒c（Na+）=2[c（CH3COO-）+c（CH3COOH）]进行解答；
| △c |
| △t |
②加入1molA气体和1molB气体与加入1molC气体是在保持恒温、恒容情况下是等效平衡，加入2molA气体和2molB气体与加入1molA气体和1molB气体相比，相当于增大一倍的压强，增大压强，反应向体积缩小的方向正向移动；
③增加反应物的浓度平衡向正反应方向移动，由题意2 mol A气体和2 mol B气体生成1 mol C气体，根据三段式求得平衡常数K=1，依据温度不变，平衡常数不变进行解答；
（2）①溶液的酸碱性是根据溶液中H+浓度与OH-浓度的相对大小判断的，只要溶液中c（H+）=c（OH-），溶液就呈中性，CH3COOH是弱电解质，电离程度不大，NaOH是强电解质，完全电离，反应生成的乙酸钠是强碱弱酸盐水解呈碱性，需溶液呈中性，需少加碱；根据溶液呈中性pH=7c（H+）=c（OH-）结合电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）进行解答；
②根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），物料守恒c（Na+）=2[c（CH3COO-）+c（CH3COOH）]进行解答；
解答：
解：（1）①容积为1L的恒温恒容密闭容器，20s内生成1molC气体，根据A（g）+B（g）?C（g）△H=-a kJ?mol-1，B气体减少1mol，浓度变化减少1.0 mol/L，c（B）=1.0mol/L，△t=20s，V=
=
=0.05mol/（L?s）；平衡常数K=
；
故答案为：0.05mol/（L?s）；
；
②A（g）+B（g）?C（g）该反应为可逆反应，从起始量分析，正向反应是放热反应，逆向进行的反应是吸热反应，正反应是体积缩小的反应；
根据等效平衡可知：保持容器温度和容积不变，加入1molA气体和1molB气体与加入1molC气体是等效的，加入1molA气体和1molB气体，该反应为可逆反应，不能完全转化，而热化学反应中的反应热为物质完全转化时的能量变化，所以达到平衡时，生成C的量不足1mol，所以热量数值Q2＜Q1，20s后，反应达到平衡状态，生成1mol C气体，放出热量Q1kJ，则Q1=a，
设加入1molA气体和1molB气体达到平衡时，放出的热量为Q3，根据等效平衡可知：保持容器温度和容积不变，加入1molA气体和1molB气体与加入1molC气体是等效的，则Q2+Q3=a=Q1，又知保持容器温度和容积不变，加入2molA气体和2molB气体与加入1molA气体和1molB气体相比，相当于增大一倍的压强，A（g）+B（g）?C（g）从起始量分析，正反应是体积缩小的反应，增大压强，反应向体积缩小的方向移动，所以平衡正向移动，所以放出的热量Q1＞2Q3，所以Q1 +2Q2＞2a，所以选C，
故答案为：C；
③在原平衡基础上，保持容器温度和容积不变，向容器中再通入bmolA气体（b＞0）时，平衡正向移动，则v（正）＞ v（逆），由题意2molA气体和2molB气体生成1 mol C气体，根据三段式：
A（g）+B（g）=C（g）
开始（mol/L） 2 2 0
反应（mol/L） 1 1 1
平衡（mol/L） 1 1 1
平衡常数K=1，再通入bmolA气体，温度不变，平衡常数不变，根据三段式：
=1，再通入bmolA气体，温度不变，平衡常数不变，根据三段式：
A（g）+B（g）=C（g）
开始（mol/L） 2+b 2 0
反应（mol/L） x x x
平衡（mol/L）2+b-x 2-x x
又知K=1，?（C）=
，所以
=1，
=
，解得b=1.33，x=1.33；
故答案为：＞；1.33；
（2）①CH3COOH是弱电解质，电离程度不大，NaOH是强电解质，完全电离，反应生成的乙酸钠是强碱弱酸盐，水解呈碱性，需溶液呈中性pH=7，需少加碱，所以常温下，将V mL、0.1000mol?L-1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol?L-1醋酸溶液中，充分反应，V＜20.00mL溶液呈中性pH=7，c（H+）=c（OH-）；根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），c（H+）=c（OH-），溶液中的溶质为乙酸钠溶液，水的电离是微弱的，所以c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH-），
故答案为：＜；c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH-）；
②根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），物料守恒c（Na+）=2[c（CH3COO-）+c（CH3COOH）]，得到c（H+）+c（CH3COO-）+2c（CH3COOH）=c（OH-），则c（OH-）-c（H+）-c（CH3COOH）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH），反应后溶液的体积变为60mL，则c（CH3COO-）+c（CH3COOH）═
=
mol/L或0.033mol/L，
故答案为：
或0.033．
| △c |
| △t |
| 1.0mol/L |
| 20s |
| c(C) |
| c(A)c(B) |
故答案为：0.05mol/（L?s）；
| c(C) |
| c(A)c(B) |
②A（g）+B（g）?C（g）该反应为可逆反应，从起始量分析，正向反应是放热反应，逆向进行的反应是吸热反应，正反应是体积缩小的反应；
根据等效平衡可知：保持容器温度和容积不变，加入1molA气体和1molB气体与加入1molC气体是等效的，加入1molA气体和1molB气体，该反应为可逆反应，不能完全转化，而热化学反应中的反应热为物质完全转化时的能量变化，所以达到平衡时，生成C的量不足1mol，所以热量数值Q2＜Q1，20s后，反应达到平衡状态，生成1mol C气体，放出热量Q1kJ，则Q1=a，
设加入1molA气体和1molB气体达到平衡时，放出的热量为Q3，根据等效平衡可知：保持容器温度和容积不变，加入1molA气体和1molB气体与加入1molC气体是等效的，则Q2+Q3=a=Q1，又知保持容器温度和容积不变，加入2molA气体和2molB气体与加入1molA气体和1molB气体相比，相当于增大一倍的压强，A（g）+B（g）?C（g）从起始量分析，正反应是体积缩小的反应，增大压强，反应向体积缩小的方向移动，所以平衡正向移动，所以放出的热量Q1＞2Q3，所以Q1 +2Q2＞2a，所以选C，
故答案为：C；
③在原平衡基础上，保持容器温度和容积不变，向容器中再通入bmolA气体（b＞0）时，平衡正向移动，则v（正）＞ v（逆），由题意2molA气体和2molB气体生成1 mol C气体，根据三段式：
A（g）+B（g）=C（g）
开始（mol/L） 2 2 0
反应（mol/L） 1 1 1
平衡（mol/L） 1 1 1
平衡常数K=1，再通入bmolA气体，温度不变，平衡常数不变，根据三段式：
=1，再通入bmolA气体，温度不变，平衡常数不变，根据三段式：
A（g）+B（g）=C（g）
开始（mol/L） 2+b 2 0
反应（mol/L） x x x
平衡（mol/L）2+b-x 2-x x
又知K=1，?（C）=
| 1 |
| 3 |
| x |
| (2+b-x)(2-x) |
| x |
| 4+b-x |
| 1 |
| 3 |
故答案为：＞；1.33；
（2）①CH3COOH是弱电解质，电离程度不大，NaOH是强电解质，完全电离，反应生成的乙酸钠是强碱弱酸盐，水解呈碱性，需溶液呈中性pH=7，需少加碱，所以常温下，将V mL、0.1000mol?L-1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol?L-1醋酸溶液中，充分反应，V＜20.00mL溶液呈中性pH=7，c（H+）=c（OH-）；根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），c（H+）=c（OH-），溶液中的溶质为乙酸钠溶液，水的电离是微弱的，所以c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH-），
故答案为：＜；c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH-）；
②根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），物料守恒c（Na+）=2[c（CH3COO-）+c（CH3COOH）]，得到c（H+）+c（CH3COO-）+2c（CH3COOH）=c（OH-），则c（OH-）-c（H+）-c（CH3COOH）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH），反应后溶液的体积变为60mL，则c（CH3COO-）+c（CH3COOH）═
| 0.1000mol/L×20ml |
| 60ml |
| 1 |
| 30 |
故答案为：
| 1 |
| 30 |
点评：本题主要考查平衡的有关知识，掌握化学平衡常数的计算方法，以及化学平衡移动原理知识的灵活运用是解答的关键，是一道综合知识题目，题目难度较大．
练习册系列答案
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