题目内容

13.水的电离平衡曲线如图所示.
(1)若以A点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度,此时水的离子积为10-14.当温度上升到100℃时,水的电平衡到达B点,此时水的离子积10-12.
(2)100℃时,将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的盐酸溶液混合,并保持100℃恒温,欲使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液与盐酸溶液的体积比为2:9.(忽略液体混合过程中的体积变化)

分析 (1)结合图示根据水的离子积表达式Kw=c(H+)•c(OH-)及氢氧根离子浓度计算出25℃时和100℃水的离子积;
(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.

解答 解:(1)A点25℃时,c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,Kw=c(H+)•c(OH-)=1×10-7×1×10-7=10-14;
100℃时,c(H+)=c(OH-)=1×10-6mol/L,Kw=c(H+)•c(OH-)=1×10-6×1×10-6=10-12,
故答案为:10-14;10-12;
(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.

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.

练习册系列答案
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8.甲醇的研究成为当代社会的热点.
Ⅰ.甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源.
(1)101kPa时,1mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51kJ/mol,则甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ•mol-1.
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)═CO2(g)+3H2(g)△H1=+49.0kJ•mol-1
②CH3OH(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H2
已知H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1,则反应②的△H2=-192.8kJ•mol-1.
(3)甲醇燃料电池的结构示意图如图1.甲醇进入负极(填“正”或“负”),正极发生的电极反应为O2+4H++4e-═2H2O.

Ⅱ.一定条件下,在体积为3L的密闭容器中反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)达到化学平衡状态.
(1)该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(CO){c}^{2}({H}_{2})}$;根据图2,升高温度,K值将减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)500℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是$\frac{2{n}_{B}}{3{t}_{B}}$(用nB、tB表示).
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是c、d(填字母).
a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO)         b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(4)300℃时,将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是c、d(填字母).
a.c(H2)减少                  b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH 的物质的量增加          d.重新平衡时$\frac{c({H}_{2})}{c(C{H}_{3}OH)}$减小.

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