Question

Ⅰ．大多數的化學反應都是可逆反應．
在一個容積為2.0L的固定容積的密閉容器中，保持一定溫度，在一定條件下進行以下反應：A（g）+2B（g）?3C（g）．當向容器中加入2.0mol A和6.0molB，反應進行了2min時達到平衡，此時生成了3.0molC．
（1）用B的濃度變化來表示的反應速率v（B）=

 

．該反應在此條件下的化學平衡常數K=

 

（結果用分數表示）．
（2）在相同實驗條件下，若在同一容器中加入2.0molA和8.0molB，若要求平衡后C在反應混合氣中體積分數不變，則還應加入C

 

mol．
（3）在相同實驗條件下，若在同一容器中加入3.0molA和一定量的B，平衡時C的物質的量為3.0mol，則加入的B的物質的量為

 

mol．
Ⅱ．在含有弱電解質的溶液中，往往有多個化學平衡共存．
（1）常溫下，將0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/L NaOH溶液等體積混合后溶液pH大于7，若混合液體積等于兩溶液體積之和，則混合液中下列關系正確的是

 

．
A． c（HA）＜c（A^-）               
B．c（HA）一定大于0.1mol/L
C． c（Na⁺）=c（HA）+c（A^-）        
D．c（OH^-）=c（H⁺）+

1

2

[c（HA）-c（A^-）]
（2）常溫下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各種微粒（CO₂因逸出未畫出）物質的量分數（縱軸）隨溶液pH變化的部分情況如圖所示．回答下列問題：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-（填：“能”或“不能”）

 

大量共存．
②當pH=7時，溶液中各種離子其物質的量濃度之間的等量關系是：

 

．
③已知在25℃時，CO₃^2-水解反應的平衡常數即水解常數K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 3- 3 )

=2×10^-4，當溶液中c（HC

O

- 3

）：c（C

O

2- 3

）=2：1時，溶液的pH=

 

．

Answer 1

考點：化學反應速率和化學計量數的關系,化學平衡常數的含義,弱電解質在水溶液中的電離平衡,影響鹽類水解程度的主要因素

專題：

分析：I．（1）A（g）+2B（g）?3C（g）
開始   1mol/L 3mol/L     0
轉化  0.5mol/L  1mol/L  1.5mol/L
平衡  0.5mol/L   2mol/L  1.5mol/L
v（C）=

3.0mol 2.0L

2min

=0.75mol/（L?min），利用反應速率之比等于化學計量數之比計算v（B），
K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（2）要求平衡后C在反應混合氣中體積分數不變，則二者為等效平衡，利用極限轉化后A、B的物質的量之比為1：3；
（3）平衡時C的物質的量為3.0mol，則平衡常數相同，以此計算；
II．（1）0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/L NaOH溶液等體積混合后，反應后得到等量的HA、NaA，溶液pH大于7，則鹽類水解大于酸的電離；
（2）常溫下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反應生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應生成二氧化碳、水，以此分析解答．

解答： 解：I．（1）A（g）+2B（g）?3C（g）
開始   1mol/L    3mol/L     0
轉化  0.5mol/L  1mol/L  1.5mol/L
平衡  0.5mol/L   2mol/L  1.5mol/L
v（C）=

3.0mol 2.0L

2min

=0.75mol/（L?min），由反應速率之比等于化學計量數之比計算v（B）=0.75mol/（L?min）×

2

3

=0.5mol/（L?min），
K=

(1.5mol/L)3

0.5mol/L×(2mol/L)2

=

27

16

，故答案為：0.5mol/（L?min）；

27

16

；
（2）要求平衡后C在反應混合氣中體積分數不變，則二者為等效平衡，設加C為xmol，則（2+

x

3

）：（8+

2x

3

）=1：3，解得x=6，故答案為：6；
（3）A（g）+2B（g）?3C（g）
開始 1.5mol/L  ymol/L     0
轉化  0.5mol/L  1mol/L  1.5mol/L
平衡  1mol/L   （y-1）mol/L  1.5mol/L
平衡時C的物質的量為3.0mol，則平衡常數相同，則K=

(1.5mol/L)3

1mol/L×(y-1mol/L)2

=

27

16

，解得y=2+2

2

mol=4.8mol，故答案為：4.8；
II．（1）0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/L NaOH溶液等體積混合后，反應后得到等量的HA、NaA，溶液pH大于7，則鹽類水解大于酸的電離，
A． 水解生成HA，則c（HA）＞c（A^-），故A錯誤；               
B．因等體積混合，則反應后c（HA）一定小于0.1mol/L，故B錯誤；
C．反應后得到等量的HA、NaA，則2c（Na⁺）=c（HA）+c（A^-），故C錯誤；        
D．由電荷守恒可知，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（A^-），又2c（Na⁺）=c（HA）+c（A^-），則c（OH^-）=c（H⁺）+

1

2

[c（HA）-c（A^-）]，故D正確；
故答案為：D；
（2）常溫下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反應生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應生成二氧化碳、水，
①由反應及圖象可知，在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-不能大量共存，故答案為：不能；
②當pH=7時，溶液中溶質為碳酸氫鈉、氯化鈉，由電荷守恒可知c（Na⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）；
③水解常數K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 3- 3 )

=2×10^-4，當溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時，c（OH^-）=10^-4mol/L，由Kw可知，c（H⁺）=10^-10mol/L，所以pH=10，
故答案為：10．

點評：本題考查較綜合，涉及化學平衡的計算、反應速率、化學平衡常數的計算及溶液中酸堿之間的反應，題目難度較大，綜合考查學生分析問題、解決問題的能力，注重能力的考查，（2）為解答的難點．