Question

一定温度下，向某容器固定的密闭容器中加入适量（NH₄）₂S固体，发生如下反应：
（1）①（NH₄）₂S（s）?2NH₃（g）+H₂S（g）
②H₂S（g）?H₂（g）+S（g）
达到平衡时测得H₂S和H₂物质的量浓度分别为4mol?L^-1和1mol?L^-1．则反应①的化学平衡常数K=

 

．
（2）25℃时，向20mL0.1mol?L^-1 CH₃COOH溶液中逐滴加入0.1mol?L^-1 NaOH溶液，当NaOH溶液分别加到：①10mL、②20mL、③c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）、④40mL时，下列说法正确的是

 

（填序号）．
A．①中溶液显酸性，则c（Na⁺）＞c（CH₃COOH）
B．②中存在c（CH₃COOH）+c（CH₃COO^-）=0.05mol?L^-1
C．③中混合溶液体积大于40mL
D．④中水电离出的c（H⁺）最大
（3）密闭容器中发生下列反应：A（g）+B（g）?2C（g）△H＞0，从起始到t₁时刻达到平衡状态，速率变化如图所示．在t₂时刻对反应体系升温，t₃时刻达到新的平衡，请画出t₂-t₃的速率变化图（需标出v_正、v_逆）．
（4）已知1.6g液态甲醇在室温时完全燃烧放出的热量为68.4kJ，则该条件下甲醇燃烧的热化学方程式为

 

．若将甲醇的燃烧反应设计成原电池装置，能量的利用率会更高，当电解质溶液为酸性时，该电池负极的电极反应式为

 

．
（5）室温时，K_sp（CaCO₃）=4.96×10^-9，K_sp（MgCO₃）=6.82×10^-6．含有MgCO₃沉淀的MgCl₂溶液中，已知c（Mg²⁺）=0.2mol?L^-1，如果加入等体积的CaCl₂溶液，若要产生CaCO₃沉淀，加入CaCl₂溶液的物质的量浓度最小约为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,热化学方程式,化学电源新型电池,化学反应速率与化学平衡图象的综合应用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）首先根据H₂S和H₂物质的量浓度分别为4mol?L^-1和1mol?L^-1计算出平衡时氨气和硫化氢的浓度，然后代入表达式即可；
（2）A．①得等物质量的醋酸和醋酸钠的混合溶液，以醋酸的电离为主，溶液显酸性；
B．②两者恰好完全反应，得到单一的醋酸钠溶液，体积扩大一倍，根据物料守恒，溶液中存在c（CH₃COOH）+c（CH₃COO^-）=0.05mol?L^-1；
C．③c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）说明溶液呈中性，两者等体积，溶液呈碱性，所以碱少一点，中混合溶液体积小于40mL；
D．④得到等物质量的醋酸钠和氢氧化钠的混合物，以氢氧化钠的电离为主，抵制水的电离，水电离出的c（H⁺）最小；
（3）密闭容器中发生下列反应：A（g）+B（g）?2C（g）△H＞0，从起始到t₁时刻达到平衡状态，速率变化如图所示．在t₂时刻对反应体系升温，正逆反应速率都增大，升高温度，平衡正向移动，所以v_正＞v_逆；
（4）即0.05mol液态甲醇在室温时完全燃烧放出的热量为68.4kJ，则2mol液态甲醇在室温时完全燃烧放出的热量为68.4kJ×4=2736KJ；负极发生氧化反应；
（5）根据溶度积计算浓度．

解答： （1）首先根据H₂S和H₂物质的量浓度分别为4mol?L^-1和1mol?L^-1计算出平衡时，氨气和硫化氢的浓度，
平衡时测得H₂S和H₂物质的量浓度分别为4mol?L^-1和1mol?L^-1，根据方程式②知参加反应的c（H₂S）=1mol/L，①中实际上生成c（H₂S）=（4+1）mol/L=5mol/L，根据方程式①得c（NH₃）=10mol/L，
所以反应①K=C²（NH₃）．C（H₂S）
=（10mol?L^-1）²×4mol?L^-1=400，故答案为400；
（2）A．①得等物质量的醋酸和醋酸钠的混合溶液，以醋酸的电离为主，溶液显酸性，则c（Na⁺）＞c（CH₃COOH），故选；
B．②两者恰好完全反应，得到单一的醋酸钠溶液，体积扩大一倍，根据物料守恒，溶液中存在c（CH₃COOH）+c（CH₃COO^-）=0.05mol?L^-1，故选；
C．③c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）说明溶液呈中性，两者等体积，溶液呈碱性，所以碱少一点，中混合溶液体积小于40mL，故不选；
D．④得到等物质量的醋酸钠和氢氧化钠的混合物，以氢氧化钠的电离为主，抵制水的电离，水电离出的c（H⁺）最小，故不选；
故答案为：AB；
（3）密闭容器中发生下列反应：A（g）+B（g）?2C（g）△H＞0，从起始到t₁时刻达到平衡状态，速率变化如图所示．在t₂时刻对反应体系升温，正逆反应速率都增大，升高温度，平衡正向移动，所以v_正＞v_逆，即，故答案为：；
（4）已知1.6g液态甲醇在室温时完全燃烧放出的热量为68.4kJ，即0.05mol液态甲醇在室温时完全燃烧放出的热量为68.4kJ，则2mol液态甲醇在室温时完全燃烧放出的热量为68.4kJ×4=2736KJ，则该条件下甲醇燃烧的热化学方程式为2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2736KJ/mol，负极发生氧化反应，所以电极反应式为：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，故答案为：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2736KJ/mol，CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺；
（5）要生成沉淀，则应满足c（Ca²⁺）×c（CO₃^2-）≥4.96×10^-9，K_sp（MgCO₃）=6.82×10^-6，含有MgCO₃沉淀的MgCl₂溶液中，已知c（Mg²⁺）=0.2mol?L^-1，则混合后MgCl₂溶液中c（CO₃^2-）≤3.41×10^-5，
则c（CaCl₂）=c（Ca²⁺）=

Ksp(CaCO3)

C(C O 2- 3 )

=

4.96×10-9

3.41×10-5

=1.45×10^-4mol?L^-1，则加入CaCl₂溶液的物质的量浓度最小约为1.45×10^-4mol?L^-1，
故答案为：1.45×10^-4mol?L^-1．

点评：本题考查原电池，明确电池反应中元素的化合价变化发生的反应是解答的关键，化学平衡常数，电解溶液中子浓度大小，溶度积计算浓度，题目难度中等．