题目内容

16．运用化学反应原理分析解答以下问题：
（1）弱酸在水溶液中存在电离平衡，部分0.1mol•L-1弱酸的电离平衡常数如下表：
弱酸电离平衡常数（25℃）
HClOK=2.98×10-8
H2CO3K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
H2SO3K1=1.54×10-2
K2=1.02×10-7
①当弱酸的浓度一定时，降低温度，K值变小（填“变大”“变小”或“不变”）．
②下列离子方程式和有关说法错误的是ac．
a．少量的CO2通入次氯酸钠溶液中：2ClO-+H2O+CO2═2HClO+CO32-
b．少量的SO2通入碳酸钠溶液中：SO2+H2O+2CO32-═2HCO3-+SO32-
c．相同温度时，等物质的量浓度的三种弱酸与足量NaOH溶液完全中和消耗NaOH的体积为V（H2CO3）＞V（H2SO3）＞V（HClO）
d．相同温度时，等pH三种盐溶液的物质的量浓度关系：c（Na2CO3）＜c（NaClO）＜c（Na2SO3）
③亚硒酸（H2SeO3）也是一种二元弱酸，有较强的氧化性．往亚硒酸溶液中不断通入SO2会产生红褐色单质，写出该反应的化学方程式：H2SeO3+2SO2+H2O=Se↓+2H2SO4．
（2）工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们对人类及生态系统会产生很大损害，必须进行处理后方可排放．
①在废水中存在平衡：2CrO42-（黄色）+2H+?Cr2O72-（橙色）+H2O．若改变条件使上述平衡向逆反应方向移动，则下列说法正确的是ad．
a．平衡常数K值可以不改变
b．达到新平衡CrO42-的消耗速率等于Cr2O72-的消耗速率
c．达到新平衡后，溶液pH一定增大
d．再达平衡前逆反应速率一定大于正反应速率
②Cr2O72-和CrO42-最终生成的Cr（OH）3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）3（s）?Cr3+（aq）+3OH-（aq），常温下Cr（OH）3的Ksp=10-32，当c（Cr3+）降至10-3 mol•L-1，溶液的pH调至4时，没有（填“有”或“没有”）沉淀产生．
（3）已知：①2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）
②CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
③CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）
某温度下三个反应的平衡常数的值依次为K1、K2、K3，则该温度下反应3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）的化学平衡常数K=K1K22K3（用含K1、K2、K3的代数式表示）．向某固定体积的密闭容器中加入3mol CO和3mol H2，充分反应后恢复至原温度，测定容器的压强为反应前的$\frac{1}{2}$，则CO的转化率为75%．

分析 （1）①根据电离为吸热过程判断；
②由表中数据可知酸性H2SO3＞H2CO3＞HSO3-＞HClO＞HCO3-，且HClO具有氧化性，H2SO3具有还原性，结合酸性的强弱以及盐类的水解解答；
③往亚硒酸溶液中不断通入SO2会产生红褐色单质，应生成Se，说明亚硒酸与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和Se；
（2）①使平衡向正反应方向移动，可增大反应物浓度或减小生成物浓度，如温度不变，则平衡常数不变；
②当c（Cr3+）降至10-3 mol•L-1，溶液的pH调至4时，c（OH-）=10-10mol/L，结合Ksp计算并判断；
（3）平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到；方程式相加时，总平衡常数等于分方程的平衡常数之积；结合三段式法列式计算．

解答 解：（1）①弱酸的电离为吸热过程，加热促进电离，平衡常数增大，降低温度，平衡常数减小，故答案为：变小；
 ②由表中数据可知酸性H2SO3＞H2CO3＞HSO3-＞HClO＞HCO3-，
a．少量的CO2通入次氯酸钠溶液中应生成HCO3-，反应的离子方程式为ClO-+H2O+CO2=HClO+HCO3-，故a错误；
b．少量的SO2通入碳酸钠溶液中生成HCO3-和SO32-，离子方程式为SO2+H2O+2CO32-=2HCO3-+SO32-，故b正确；
c．相同温度时，等物质的量三种弱酸与足量NaOH溶液完全中和，因碳酸、亚硫酸都为二元酸，则消耗NaOH的体积为：V（H2CO3）=V（H2SO3）＞V（HClO），故c错误；
d．盐对应的酸的酸性越弱，则水解程度越大，相同温度时，等pH时盐溶液浓度越小，则三种盐溶液的物质的量浓度关系：c（Na2CO3）＜c（NaClO）＜c（Na2SO3），故d正确，
故答案为：ac；
③往亚硒酸溶液中不断通入SO2会产生红褐色单质，应生成Se，说明亚硒酸与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和Se，方程式为H2SeO3+2SO2+H2O=Se↓+2H2SO4，故答案为：H2SeO3+2SO2+H2O=Se↓+2H2SO4；
（2）①a．如温度不变，则平衡常数K值可以不改变，故a正确；
b．由速率关系以及计量数可知达到新平衡CrO42-的消耗速率等于Cr2O72-的消耗速率的2倍，故b错误；
c．如增大溶液氢离子浓度，则平衡正向移动，平衡移动后达到新平衡溶液pH一定减小，故c错误；
d．平衡时正逆反应速率相等，平衡正向移动，则再达平衡前正反应速率一定大于逆反应速率，故d正确．
故答案为：ad；
 ②当c（Cr3+）降至10-3 mol•L-1，溶液的pH调至4时，c（OH-）=10-10mol/L，c（Cr3+）•c3（OH-）=10-33＜10-32，没有沉淀生成，
故答案为：没有；
（3）由盖斯定律可知将反应①×2+反应②+反应③相加得总方程，则总方程的平衡常数等于分方程的平衡常数之积，即K=K12•K2•K3，
           3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g） 
起始（mol） 3         3                x                      x 
转化（mol） x         x                $\frac{1}{3}$x                 $\frac{1}{3}$x 
平衡（mol） 3-x       3-x            $\frac{2}{3}$x                  $\frac{2}{3}$x
容器的压强为反应前的$\frac{1}{2}$，则$\frac{6-\frac{2}{3}x}{6}$=$\frac{1}{2}$，
x=2.25，
则CO的转化率为$\frac{2.25}{3}$×100%=75%，
故答案为：K1K22K3；75%．

点评 本题考查较为综合，为高考常见题型，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目涉及盖斯定律应用、弱电解质的电离、平衡常数的计算应用等知识，注意（3）方程式相加时，总平衡常数等于分方程的平衡常数之积，（1）是本题的易错点和高频考点，题目难度中等．

练习册系列答案
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6．相同物质的量浓度的下列化合物的水溶液，按pH减小顺序排列的是（　　）
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C．NH4Cl   H2SO4   CH3COOH   Na2CO3
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7．下列各表述与示意图一致的是（　　）
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D．图④表示化学反应H2（g）+C12（g）═2HCl（g）的能量变化，则该反应的反应热△H=﹢183 kJ/mol
4．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）
A．pH=1的溶液：Na+、C2O42-、MnO4-、SO42-
B．pH=12的溶液中：CO32-、Na+、AlO2-、S2-、SO32-
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D．中性溶液中：Fe3+、Al3+、NO3-、Cl-、
11．根据表中信息判断，下列选项不正确的是（　　）
序号反应物产物
①KMnO4、H2O2、H2SO4K2SO4、MnSO4…
②Cl2、FeBr2FeCl3、FeBr3
③KClO3、浓盐酸Cl2、…
A．第①组反应的其余产物为H2O和O2
B．第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1：2
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D．氧化性由强到弱顺序为ClO3-＞Cl2＞Br2＞Fe3+
1．下列关于糖类、油脂、蛋白质的说法不正确的是（　　）
A．用碘水可以鉴别葡萄糖溶液和淀粉溶液
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8．已知放热反应：2Na+2NH3（l）=2NaNH2+H2↑，下列说法正确的是（　　）
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5．属于纯净物的是（　　）
A．盐汽水B．矿泉水C．自来水D．蒸馏水
6．小李学习了水的有关知识后，自制了如图所示的简易净水器，下列说法正确的是（　　）
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