Question

Ⅰ．800℃时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H₂O维持恒温，发生反应CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)，反应过程中测定的部分数据见下表：

反应时间/min	0	2	4	6
n(CO)/mol	1.20	0.90		0.80
n(H2O)/ mol	0.60		0.20

 
①反应在2 min内的平均速率为v(H₂O)＝___________；
②800℃时，化学平衡常数K的值为_______________；
③保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H₂O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率______（填“增大”或“减小”或“不变”）。
④在恒温恒压密闭容器中通入CO和H₂O各1 mol发生该反应，当反应达到平衡后，维持温度与压强不变，t₁时再通入各1 mol的CO和H₂O的混合气体，请在右图中画出正(v_正)、逆(v_逆)反应速率在t₁后随时间t变化的曲线图。

Ⅱ.实验室中利用复分解反应制取Mg(OH)₂。实验数据和现象如下表所示（溶液体积均取用1mL）：

组别	药品1	药品2	实验现象
I	0.01 mol/L NaOH溶液	0.01 mol/L MgCl2溶液	生成白色沉淀
II	0.01 mol/L氨水	0.01 mol/L MgCl2溶液	无现象
III	0.1 mol/L氨水	0.1  mol/L MgCl2溶液	现象III
IV	0.1 mol/L氨水	0.01 mol/L MgCl2溶液	生成白色沉淀
V	0.01 mol/L氨水	0.1 mol/L MgCl2溶液	无现象

 
①现象III是             ；
②如果向0.028 mol/L的MgCl₂溶液中加入等体积的NaOH溶液，请计算NaOH溶液的浓度至少达到
         mol/L时，溶液中开始出现白色沉淀（Ksp(Mg(OH)₂)= 5.6×10^-12）。
③MgCl₂溶液和氨水混合后存在下列化学平衡：Mg²⁺(aq) + 2NH₃·H₂O(aq)2NH₄⁺(aq) + Mg(OH)₂(s)该反应化学平衡常数的表达式为K=                     ，列出该反应平衡常数K与K_b(NH₃·H₂O)、Ksp(Mg(OH)₂)的关系式             。

Answer 1

（共15分）Ⅰ ①0.075 mol·L^－1·min^－1（2分）     ②1（2分） ③增大(1分)
④  （2分）
Ⅱ ①生成白色沉淀（2分）  ②4×10^-5 mol·L^－1（2分）③K＝；
K＝K_b²/K_sp（各2分）

试题分析：Ⅰ.①根据表中数据可知，反应在2 min时CO的物质的量减少了1.20mol－0.90mol＝0.30mol。根据方程式可知，水蒸气的物质的量也减少0.30mol，其浓度是0.30mol÷2L＝0.15mol/L，所以2min内的平均速率为v(H₂O)＝＝0.075 mol·L^－1·min^－1。
②2min时水蒸气的物质的量是0.30mol，3min时是0.20mol，减少0.10mol，则3min时CO的物质的量是0.80mol。由于4min时CO的物质的量也是0.8mol，这说明反应在3min时达到平衡状态，则
CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)
起始浓度（mol/L） 0.60    0.30       0      0
转化浓度（mol/L） 0.20    0.20       0.20   0.20
平衡浓度（mol/L） 0.40    0.10       0.20   0.20
所以平衡常数K＝＝1.0
③保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H₂O，增大水蒸气的浓度，平衡向正反应方向进行，因此CO的转化率增大。
④维持温度与压强不变，t₁时再通入各1 mol的CO和H₂O的混合气体，则容器的容积必然增大。由于反应前后体积不变，所以平衡是等效的。但正反应速率增大，逆反应速率减小，而平衡状态不变，因此正确的图像是。
Ⅱ ①根据表中数据可知，实验Ⅲ和Ⅳ相比，氨水的浓度相同，实验Ⅲ中氯化镁的浓度高于实验Ⅳ中氯化镁的浓度。由于实验Ⅳ中有白色沉淀氢氧化镁生成，所以所以Ⅲ中一定生成白色沉淀氢氧化镁。
②设NaOH溶液的浓度至少达到x，则混合物后溶液中是OH^－浓度0.5x。由于混合后溶液中镁离子浓度是0.014mol/L，所以要生成氢氧化镁沉淀，则(0.5x)²·0.014≥5.6×10^-12，解得x≥4×10^-5 mol/L。
③化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式可知，该可逆反应的平衡常数K＝。K＝＝K_b²/K_sp。