Question

I．描述弱電解質電離情況可以用電離度和電離平衡常數表示，下表1是常溫下幾種弱酸的電離平衡常數（K_a）和弱堿的電離平衡常數（K_b）．
表1

酸或堿	電離平衡常數（Ka或 Kb）
CH3COOH	1.8×10-5
HNO2	4.6×10-4
HCN	5×10-10
HClO	3×10-8
NH3?H2O	1.8×10-5

請回答下列問題：
（1）上述四種酸中，酸性最弱的是    （用化學式表示）．下列能使醋酸溶液中CH₃COOH的電離程度增大，而電離平衡常數不變的操作是    （填序號）．
A．升高溫度   B．加水稀釋  C．加少量的CH₃COONa固體  D．加少量冰醋酸
（2）CH₃COONH₄的水溶液呈    （選填“酸性”“中性”或“堿性”），理由是：    ，溶液中各離子濃度大小的關系是    ．
II．氮是地球上含量最豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用．請回答下列問題：（圖中涉及物質為氣態）
（1）如圖是1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式    ．
（2）在0.5L的密閉容器中，一定量的氮氣和氫氣進行如下化學反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，其化學平衡常數K與溫度t的關系如下表：請完成下列問題．

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

①試比較K₁、K₂的大小，K₁_     K₂（填寫“＞”、“=”或“＜”）．
②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是    （填序號字母）：
a．容器內N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2      b．v （N₂）_正=3v （H₂）_逆
c．容器內壓強保持不變                       d．混合氣體的密度保持不變
③在400℃時，當測得NH₃和N₂、H₂的物質的量分別為1mol和2mol、3mol時，則該反應的v（N₂）_正    v（N₂）_逆（填寫“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ、（1）對于一元弱酸，電離平衡常數越大則酸性越強；根據弱電解質電離平衡移動的影響因素來回答；
（2）CH₃COONH₄的醋酸根離子和銨根離子水解程度一樣來確定溶液的酸堿性，結合電荷守恒來確定溶液中離子濃度的大��；
Ⅱ、（1）根據熱化學方程式的含義和書寫方法來寫；
（2）①對于放熱反應溫度越高反應平衡常數越小；
②根據化學平衡狀態時，各物質的濃度不隨時間變化而變化以及正逆反應速率相等來回答；
③根據濃度熵和平衡常數的關系來確定平衡的移動方向．
解答：解：Ⅰ、（1）對于一元弱酸，電離平衡常數越大則酸性越強，反之則酸性越弱，HCN的電離平衡常數最小，則酸性最弱；
根據醋酸的電離平衡：CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，
A、升高溫度，電離程度增大，電離平衡常數增大，故A錯誤；
 B．加水稀釋，電離程度增大，電離平衡常數不變，故B正確；
C．加少量的CH₃COONa固體，電離出的醋酸根對醋酸的電離平衡起抑制作用，電離程度減小，電離平衡常數不變，故C錯誤；
D．加少量冰醋酸，則醋酸濃度增大，根據越稀越電離的事實，則電離程度減小，平衡常數不變，故D錯誤．
故答案為：HCN；B；
（2）醋酸銨溶液中，醋酸水解顯堿性，銨根離子水解顯酸性，CH₃COOH與NH₃?H₂O的電離平衡常數相等，CH₃COO^-和NH₄⁺在相等濃度時的水解程度相同，酸性和堿性程度相當，溶液顯中性，即c（H⁺）=c（OH^-），根據電荷守恒：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）＞c（H⁺）=c（OH^-），c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），得出c（NH₄⁺）=c（Cl^-）并且大于水解生成的c（H⁺）、c（OH^-），即 c（NH₄⁺）=c（Cl^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）．
故答案為：中性；CH₃COOH與NH₃?H₂O的電離平衡常數相等，可知CH₃COO^-和NH₄⁺在相等濃度時的水解程度相同；c（NH₄⁺）=c（Cl^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
Ⅱ、（1）根據圖示信息，可以知道1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO過程中會釋放234KJ的能量，即熱化學方程式為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1，故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（2）①由于合成氨反應是放熱反應，溫度越高，原料的轉化率越低，平衡常數越小，故有K₁＞K₂，故答案為：＞；
②a、達平衡時，各物質的濃度不再隨時間的變化而變化，容器內N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2，不能作為平衡狀態的標志，故a錯誤；
b、3v （N₂）_正=v （H₂）_逆可判斷反應達平衡狀態，化學反應速率之比等于方程式的系數之比，故b錯誤；
c、對于反應前后氣體物質的量變化的反應，容器內壓強保持不變可以作為平衡狀態的判據，故c正確；
d、由于容積不變，容器內氣體的密度始終不變，故d錯誤；
故答案為：c；
③400℃時，濃度商Q_c=＜K，說明反應正向進行，因此有v（N₂）_正＞v（N₂）_逆，故答案為：＞．
點評：本題考查學生弱電解質的電離平衡知識，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度較大．