Question

Ⅰ．某温度时，水的离子积为K_W=1×10^-12，则该温度

 

25℃（填＞、=或＜=．在此温度下，某溶液中由水电离出来的H⁺浓度为1×10^-10mol/L，则该溶液的pH可能为

 

．
Ⅱ．下列四种溶液：
①100mL 0.1mol/L H₂SO₄溶液；     ②100mL 0.15mol/L HCl溶液；
③100mL 0.2mol/L CH₃COOH溶液； ④200mL 0.1mol/L CH₃COOH溶液，
其中pH最小的是

 

（填序号，下同），由水电离的H⁺浓度最大的是

 

，与足量的Zn反应，生成H₂最少的是

 

．已知某温度下，醋酸的电离常数为4×10^-5，求0.1mol/L CH₃COOH溶液中的H⁺浓度

 

．
Ⅲ．在甲、乙两个容积均为1L的密闭容器中，保持两容器的温度相同，进行如下反应：2A（g）+B（g）?pC（g），①向甲中通入3molA和1.5molB，达到平衡时测得其中C的体积分数为40%；②向乙中通入1molA、0.5molB和2molC，平衡时测得C的体积分数为M%．试回答：
（1）若M%=40%，且平衡时甲、乙压强不同，则乙平衡时c（B）=

 

．
（2）若M%=40%，且平衡建立前后乙中压强不同，则p=

 

，求此条件下反应达到平衡时的压强P₂与开始反应时的压强P₁之比，P₂：P₁=

 

．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,化学平衡建立的过程

专题：基本概念与基本理论

分析：I．水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，酸或碱抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；
II．氢离子浓度越大溶液的pH越小；酸电离出的氢离子浓度越大则水电离出的氢离子浓度越小；
根据原子守恒计算生成氢气的量；根据电离平衡常数及溶液浓度计算氢离子浓度；
III．（1）温恒容条件下，甲、乙平衡时测得C的体积分数均为40%，应为等效平衡，但平衡时甲、乙压强不同，说明压强不影响平衡移动，则p=2+1=3，计算平衡时C的物质的量，判断反应进行方向，进而计算平衡时B的物质的量，据此解答；
（2）M%=40%，恒温恒容条件下，应为等效平衡，且平衡建立前后乙中压强不同，说明该反应前后气体的化学计量数发生变化，乙中按化学计量数之比转化到左边满足n（A）=3mol、n（B）=1.5mol，据此计算p的值；反应开始时，C的体积分数=

2mol

1mol+0.5mol+2mol

×100%=57.1%，大于平衡时C的体积分数40%，故反应向逆反应进行建立平衡，令平衡时转化的C的物质的量为amol，根据方程式表示出平衡时混合气体总的物质的量，根据平衡时C的体积发生列方程计算，再利用相同条件下压强之比等于物质的量之比计算．

解答： 解：I．水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，某温度时，水的离子积为K_W=1×10^-12＞1×10^-14，则该温度＞25℃；酸或碱抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离，在此温度下，某溶液中由水电离出来的H⁺浓度为1×10^-10mol/L＜1×10^-7mol/L，则该溶液可能是酸或碱，如果是酸，溶液的pH=2，如果是碱，溶液的pH=10，
故答案为：高；2或10；
II．①中氢离子浓度为0.2mol/L，②中氢离子浓度为 0.15mol/L，③中氢离子浓度小于 0.2mol/L④中氢离子浓度小于 0.1mol/L，氢离子浓度越大溶液的pH越小，所以pH最小的是①；
酸电离出的氢离子浓度越大则水电离出的氢离子浓度越小，所以由水电离的H⁺浓度最大的是④；
根据原子守恒知，氢离子的物质的量越小，生成的氢气的量越少，氢离子的物质的量最少的是②，所以生成氢气的量最少的是②；
醋酸的电离常数为4×10^-5，则0.1mol/L CH₃COOH溶液中的H⁺浓度=

4×10-5×0.1

mol/L=2×10^-3mol/L，
故答案为：①；④；②；2×10^-3mol/L；
Ⅲ．（1）恒温恒容条件下，甲、乙平衡时测得C的体积分数均为40%，应为等效平衡，但平衡时甲、乙压强不同，说明压强不影响平衡移动，则p=2+1=3，故平衡时C的物质的量=（1mol+0.5mol+2mol）×40%=1.4mol，则转化的C的物质的量=2mol-1.4mol=0.6mol，反应逆向进行，由方程式可知生成的B的物质的量0.6mol×

1

3

=0.2mol，故平衡时B的物质的量=0.5mol+0.2mol=0.7mol，则乙平衡时c（B）=

0.7mol

1L

=0.7mol/L，
故答案为：0.7mol/L；
（2）若M%=40%，恒温恒容条件下，应为等效平衡，且平衡建立前后乙中压强不同，说明该反应前后气体的化学计量数发生变化，乙中按化学计量数之比转化到左边满足n（A）=3mol、n（B）=1.5mol，则：
2A（g）+B（g）?pC（g），
2       1      p

4

p

mol  

2

p

mol   2mol
故：1mol+

4

p

mol=3mol  0.5mol+

2

p

mol=1.5mol，解得p=2，
反应开始时，C的体积分数=

2mol

1mol+0.5mol+2mol

×100%=57.1%，大于平衡时C的体积分数40%，故反应向逆反应进行建立平衡，
令平衡时转化的C的物质的量为amol，则：
2C（g）?2A（g）+B（g） 物质的量增大
2                       1
amol                   0.5amol
故平衡时，混合气体总的物质的量=1mol+0.5mol+2mol+0.5amol=（3.5+0.5a）mol，
故

(2-a)mol

(3.5+0.5a)mol

=40%，解得a=0.5，
则平衡时的压强P₂与开始反应时的压强P₁之比为P₂：P₁=（3.5+0.5×0.5）mol：3.5mol=15：14，
故答案为：2；15：14．

点评：本题考查了弱电解质的电离平衡、等效平衡等知识点，根据弱电解质电离特点、等效平衡原理来分析解答，等效平衡的计算中采用一边倒的方法进行处理，然后结合题给信息进行解答，题目难度中等．