Question

选修四模块的平衡理论主要包括：化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡四种，且均符合勒夏特列原理．请回答下列问题：
（1）一定温度下，在一个固定容积的密闭容器中，可逆反应 A（g）+2B（g）?4C（g）△H＞0达到平衡时，c（A）=2mol?L^-1，c（B）=7mol?L^-1，c（C）=4mol?L^-1．试确定B的起始浓度c（B）的取值范围是

 

；
（2）常温下，取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示．则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是

 

（ 填“A”或“B”）．设盐酸中加入的Zn质量为m₁，醋酸溶液中加入的Zn质量为m₂． 则m₁

 

m₂（ 选填“＜”、“=”、“＞”）．
（3）在体积为3L的密闭容器中，CO与H₂在一定条件下反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ?mol^-1．反应达到平衡时，平衡常数表达式K=

 

，升高温度，K值

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）难溶电解质在水溶液中也存在溶解平衡．在常温下，溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数，叫溶度积常数．例如：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），Ksp=c（Cu²⁺）c²（OH^-）=2×10^-20．当溶液中各离子浓度计量数方次的乘积大于溶度积时，则产生沉淀．若某CuSO₄溶液里c（Cu²⁺）=0.02mol?L^-1，如果生成Cu（OH）₂沉淀，应调整溶液pH，使pH大于

 

．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,化学平衡常数的含义,常见离子的检验方法,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）该反应可能是由C转化为A、B，也可能是由A、B转化为C，采用极限法判断B的取值范围；
（2）pH=2的盐酸和醋酸，醋酸浓度大于盐酸，随着反应的进行，醋酸继续电离出氢离子；酸与足量的金属反应时，需要金属的质量与酸的物质的量成正比；
（3）化学平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（4）要使溶液中产生沉淀，则c（OH^-）＞

Ksp c(Cu2+)

，再根据水的离子积常数计算氢离子浓度，从而计算溶液的pH．

解答： 解：（1）该反应可能是由C转化为A、B，也可能是由A、B转化为C，如果该反应由A、B转化为C，转化为C时需要c（B）=

1

2

c（C）=2mol/L，则B的初始浓度为9mol/L，如果反应是由C转化为A和B，转化为2mol/LA时，转化为B为4mol/L，则原来气体中存在B为3mol/L，所以B初始浓度范围为：3mol?L^-1～9mol?L^-1，
故答案为：3mol?L^-1～9mol?L^-1；
（2）pH=2的盐酸和醋酸，醋酸浓度大于盐酸，随着反应的进行，醋酸继续电离出氢离子，所以醋酸pH变化较缓慢，则醋酸溶液中pH变化曲线为B；
酸与足量的金属反应时，需要金属的质量与酸的物质的量成正比，pH相等的醋酸和盐酸，醋酸浓度大于元素，等体积等pH的醋酸和盐酸，醋酸的物质的量大于盐酸，所以醋酸需要金属的质量多，故答案为：B；＜；
（3）化学平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；升高温度，平衡向逆反应方向移动，则平衡常数减小，故答案为：

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；减小；
（4）要使溶液中产生沉淀，则c（OH^-）＞

Ksp c(Cu2+)

mol/L=

2×10-20 0.02

=10^-9 mol/L，再根据水的离子积常数得氢离子浓度＜

10-14

10-9

mol/L=10^-5mol/L，则pH大于5，故答案为：5．

点评：本题考查较综合，涉及难溶物的溶解平衡、化学平衡常数、弱电解质的电离等知识点，根据溶度积常数、化外界条件对化学平衡的影响、弱电解质的电离特点来分析解答，题目难度不大．