Question

Ⅰ氨是氮循环中的重要物质，在生产、生活和科研中有着广泛的应用．
一定条件下，将2mol NH₃和1mol CO₂充入容积为2L的密闭容器中发生反应2NH₃（g）+CO₂?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g），反应进行2min时达到平衡，NH₃的平衡转化率为50%；则2min内该反应的反应速率v（NH₃）=

 

，此条件下该反应的化学平衡常数表达式为K=

 

；计算得K值为

 

．
Ⅱ在一固定体积的密闭容器中，在850℃时发生如下反应：CO（g）+H₂O（g）

催化剂

CO₂（g）+H₂（g），容器内各物质的浓度（mol/L）变化如下（在850℃时其化学平衡常数K=1.0）．

时间/mim	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3

（1）下列可以作为判断该反应已经达到化学平衡状态依据的是

 

．
A．容器内压强不变
B．CO的消耗速率等于CO₂的生成速率
C．混合气体中CO的体积分数不变
D．c（CO₂）：c（H₂）=1：1
（2）上表中：c_l=

 

mol/L．
Ⅲ若在25℃时，pH=a的氢氧化钠溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合，恰好完全反应．
（1）混合液中A^-水解常数的表达式为K_h=

 

．
（2）计算该温度下醋酸的电离常数（用含a、b的式子表示）为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡状态的判断,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：Ⅰ、依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，依据概念计算平衡常数和反应速率；
Ⅱ、（1）依据化学平衡标志是正逆反应速率相同，个组分含量保持不变分析判断；
（2）依据平衡常数分析计算；
Ⅲ、（1）氢氧化钠和醋酸恰好反应生成醋酸钠溶液，混合溶液中醋酸根离子水解溶液呈碱性，依据水解离子方程式书写平衡常数；
（2）醋酸是弱酸存在电离平衡，和氢氧化钠溶液恰好反应，是醋酸溶液中所有氢离子和氢氧根离子反应生成醋酸钠，依据电离平衡常数概念计算．

解答： 解：Ⅰ、一定条件下，将2mol NH₃和1mol CO₂充入容积为2L的密闭容器中发生反应2NH₃（g）+CO₂?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g），反应进行2min时达到平衡，NH₃的平衡转化率为50%，
              2NH₃（g）+CO₂?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）
起始量（mol/L） 1        0.5      0            0
变化量（mol/L）0.5      0.25      0.25       0.25
平衡量（mol/L）.0.5     0.25      0.25       0.25
反应速率V（NH₃）=

0.5mol/L

2min

=0.25mol/?min；
平衡常数K=

0.25mol/L×0.25mol/L

(0.5mol/L)2×0.25mol/L

=4L/mol，
故答案为：0.25mol/L?min；

c(H2O)

c2(NH3)c(CO2)

；4；
Ⅱ、在一固定体积的密闭容器中，在850℃时发生如下反应：CO（g）+H₂O（g）

催化剂 .

高温高压

CO₂（g）+H₂（g）
（1）依据化学平衡标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变分析判断；
A．反应前后气体体积不变，容器内压强不变不能说明费用达到平衡状态，故A错误；
B、CO的消耗速率等于CO₂的生成速率，说明费用正向进行，不能说明费用达到平衡，故B错误；
C、混合气体中CO的体积分数不变，说明反应达到平衡状态，故C正确；
D、（CO₂）：c（H₂）=1：1，是反应干脆辞职生成的浓度比，过程中和平衡状态下都是1：1，不能说明费用达到平衡状态，故D错误；
故答案为：C；
（2）依据化学平衡三段式列式，结合平衡常数计算得到，设消耗一氧化碳浓度为x
              CO （g）+H₂O（g）

催化剂 .

高温高压

CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol/L）  0.2     0.3              0        0
变化量（mol/L）  x       x               x         x
平衡量（mol/L） 0.2-x    0.3-x            x         x
K=

x2

(0.2-x)(0.3-x)

=1
x=0.12mol/L
c₁=0.2mol/L-0.12mol/L=0.08mol/L；
故答案为：0.08；
Ⅲ、（1）氢氧化钠溶液 和醋酸溶液恰好反应生成醋酸钠溶液，醋酸根离子水解，CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，Kh=

c(CH3COO-)c(OH-)

c(CH3COO-)

；
故答案为：

c(CH3COO-)c(OH-)

c(CH3COO-)

；
（2）在25℃时，pH=a的氢氧化钠溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合，恰好完全反应，NaOH+CH₃COOH=CH₃COONa+H₂O，依据中和反应的定量关系可知，氢氧根离子物质的量和醋酸溶液中所有氢离子物质的量相同，c（NaOH）=c（CH₃COOH）+c（H⁺），醋酸电离平衡状态下醋酸浓度c（CH₃COOH）=c（NaOH）-c（H⁺）=10^a-14-10^-b，醋酸溶液中的氢离子是醋酸电离出的氢离子和水电离出氢离子，依据离子积常数Kw=c（OH^-）_水×c（H⁺）_酸，c（OH^-）_水 =c（H⁺）_水=

10-14

10-b

=10^b-14mol/L，醋酸溶液中醋酸根离子浓度和醋酸电离出氢离子浓度相同，所以醋酸根离子浓度c（CH3COO^-）=10^-bmol/L-10^b-14mol/L，得到醋酸溶液中电离平衡常数Ka=

c(H+)c(CH3COO-)

c(CH3COOH)

=

10-b(10-b-10b-14)

10a-14-10-b

；
故答案为：Ka=

10-b(10-b-10b-14)

10a-14-10-b

．

点评：本题考查了化学平衡影响因素分析，平衡标志的理解判断，平衡常数计算，注意弱电解质电离平衡常数的计算方法是解题关键，题目难度较大．