Question

10．回答下列问题
（1）向一体积不变的密闭容器中加入2molNO₂气体，发生反应2NO₂（g）?N₂O₄（g），反应达平衡后，N₂O₄的体积分数为a，在温度不变的条件下，再向该容器加入1molN₂O₄气体，反应重新达平衡后，N₂O₄的体积分数为b，则a＜b（填“＞”“=”“＜”，）
（2）已知胆矾溶于水时溶液温度降低．胆矾分解的热化学方程式为CuSO₄•5H₂O（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄（s）+5H₂O（l）△H=+Q₁ mol•L^-1．室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q₂ kJ，则Q₁＞Q₂（填写＞，=或＜）
（3）水的电离平衡曲线如图所示，若以A点表示25℃时水电离平衡的离子的浓度，当温度升高至100℃时，水的电离平衡状态变为了B点，则
①25℃时，将pH=11的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合，若所得混合溶液pH=9，则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为1：9．
②pH=8的Ba（OH）₂溶液与pH=5的稀盐酸混合，并保持100℃恒温，欲使混合溶液pH=7，则Ba（OH）₂溶液与盐酸体积之比为2：9．
③100℃时若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后，溶液呈中性，则混合前该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系式是pH_酸+pH_碱=13．

Answer 1

分析 （1）据压强增大时，平衡向气体体积减小的方向移动分析；
（2）胆矾溶于水时可分为两步，一是胆矾分解成无水硫酸铜，二是无水硫酸铜溶解，然后结合盖斯定律来解答；
（3）①设出氢氧化钠溶液为x和硫酸溶液的体积为y，根据题中数据列式计算出体积之比；
②设出氢氧化钡溶液、盐酸溶液的体积，然后根据溶液的pH列式计算出二者的体积比；
③设出酸溶液的pH为a，碱溶液的pH为b，根据100℃时及体积关系列式计算．

解答 解：（1）体积不变，温度不变的条件下，再向该容器加入1molN₂O₄，由于生成物浓度增大，平衡逆向移动，但逆向移动时压强增大，所以，移动的结果不如原平衡，所以，N₂O₄的体积分数比原平衡大，故答案为：＜；
（2）胆矾溶于水时溶液温度降低，可知其为吸热过程，△H＞0，
1mol胆矾分解生成1molCuSO₄（s）时，CuSO₄•5H₂O（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄（s）+5H₂O（l）△H=+Q₁ KJ•mol^-1
1molCuSO₄（s）溶解时放热Q₂ kJ
可得如下图所示关系，

根据盖斯定律，则有△H=Q₁+（-Q₂）＞0，则Q₁＞Q₂，
故答案为：＞；
（3）①设氢氧化钠溶液的体积为xL，硫酸溶液的体积为yL，pH=11的NaOH溶液中，氢氧根离子的浓度为：10^-3mol/L，pH=4的硫酸溶液中氢离子浓度为：10^-4mol/L，
二者混合后溶液的pH=9，溶液酸性碱性，溶液中氢氧根离子的浓度为10^-5mol/L，即氢氧化钠过量，即10^-3mol/L×xL-10^-4mol/L×y=10^-5mol/L（x+y），
解得x：y=1：9，
故答案为：1：9；
②设氢氧化钡容溶液的体积为xL，盐酸的体积为y，pH=8的Ba（OH）₂溶液，溶液中c（OH^-）=1×10^-4mol/L，
pH=5的稀盐酸溶液中c（H⁺）=1×10^-5mol/L，
欲使混合溶液pH=7，溶液此时显碱性，即混合后c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=1×10^-5mol/L，即$\frac{1{0}^{-4}x-1{0}^{-5}y}{x+y}$=1×10^-5mol/L，解得x：y=2：9，
故答案为：2：9；
③设强酸溶液的pH为a，体积为10V，溶液中氢离子浓度为：10^-amol/L；碱溶液的pH为b，体积为V，溶液中氢氧根离子的浓度为：10^-（12-b）mol/L，
混合后溶液呈中性，则满足溶液中氢离子的物质的量大于氢氧根离子的物质的量，即10^-amol/L×10VL=10^-（12-b）mol/L×VL，
解得：1-a=b-12，a+b=13，
故答案为：pH_酸+pH_碱=13．

点评 本题考查了水的电离平衡分析，离子积常数的计算应用，注意离子积是一定温度下的常数，随温度改变，掌握基础是关键，题目难度中等．