Question

Ⅰ．某温度下，在一个容积可变的密闭容器中，反应2A（g）+B（g）?2C（g）达到平衡时，A、B、C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol，此时容器容积为4L．则此温度下该反应的平衡常数K=

 

．保持温度和压强不变，将各组分的物质的量都减少1mol，此时，容器的容积为

 

，该反应的浓度商Q=

 

．此时，平衡

 

移动（填“向左”、“向右”或“不”）
Ⅱ．2007年度中国国家科学技术最高奖授予了石油化工催化专家闵恩泽，以表彰他在催化剂研究方面作出的突出贡献．氯化汞（HgCl₂）和氯化铝（AlCl₃）都有有机化工生产中常用的催化剂．
（1）氯化汞是一种能溶于水的白色固体，熔点276℃，是一种弱电解质，在水溶液中分步电离，写出其第一步电离的方程式

 

．
氯化汞可以被氯化亚铁在溶液中还原为氯化亚汞（Hg₂Cl₂，白色沉淀），写出该反应的离子方程式

 

若该反应是一个可逆反应，写出在常温下该反应的平衡常数表达式

 

．
（2）无水氯化铝用作石油裂解及催化重整的催化剂．能否直接加热蒸干氯化铝水溶液获得无水氯化铝？为什么？（用简要的文字叙述和必要的化学方程式说明）

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ．先求出平衡时各物质的浓度，然后根据平衡常数的概念进行计算；根据保持温度和压强不变时，气体的物质的量与体积成正比；根据浓度商等于成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；根据平衡常数与浓度熵的大小关系来判断；
Ⅱ．（1）根据弱电解质的电离用“?”以及题目信息分步电离来解答；
氯化汞可以被氯化亚铁在溶液中还原为氯化亚汞和氯化铁；平衡常数等于平衡时成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积的比值；
（2）AlCl₃在水中存在如下平衡：AlCl₃+3H₂O?Al（OH）₃+3HCl，蒸干和灼烧过程中，HCl挥发，Al（OH）₃分解．

解答：解：Ⅰ．平衡时，A、B、C的物质的量分别为1mol/L、0.5mol/L和1mol/L，此温度下该反应的平衡常数K=

12

12×0.5

=2；保持温度和压强不变时，将各组分的物质的量都减少1mol，此时，容器的容积为

4L

10mol

×7mol=2.8L，A、B、C的物质的量分别为

3

2.8

mol/L、

1

2.8

mol/L和

3

2.8

mol/L，该反应的浓度商Q=

( 3 2.8 ) 3

( 3 2.8 )3× 1 2.8

=2.8；因平衡常数小于浓度熵，平衡逆向移动，
故答案为：2；2.8L；2.8；向左；
Ⅱ．（1）氯化汞第一步电离的方程式：HgCl₂?HgCl⁺+Cl^-；
氯化汞可以被氯化亚铁在溶液中还原为氯化亚汞和氯化铁，离子方程式为：2Fe²⁺+2HgCl₂=Hg₂Cl₂↓+2Fe³⁺+2Cl^-，
该反应的平衡常数表达式K=

C2(Fe3+)C2(Cl-)

C2(Fe2+)C2(HgCl2)

；
故答案为：HgCl₂?HgCl⁺+Cl^-；HgCl₂?HgCl⁺+Cl^-；K=

C2(Fe3+)C2(Cl-)

C2(Fe2+)C2(HgCl2)

；
（2）AlCl₃在水中存在如下平衡：AlCl₃+3H₂O?Al（OH）₃+3HCl，蒸干和灼烧过程中，HCl挥发，Al（OH）₃分解：2Al（OH）₃=Al₂O₃+3H₂O↑，因此固体产物主要为Al₂O₃，
故答案为：不能，因为加热能促进氯化铝水解，蒸干和灼烧过程中，HCl挥发，Al（OH）₃分解：2Al（OH）₃=Al₂O₃+3H₂O↑，因此固体产物主要为Al₂O₃．

点评：本题主要考查了平衡常数的计算、电离方程式的书写、水解平衡应用，难度中等．