Question

运用化学反应原理分析解答以下问题
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4L容器中通人6mol CO₂、6molCH₄，发生如下反应：CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）．平衡体系中各组分体积分数如下表：

物质	CH4	CO2	CO	H2
体积分数	0.1	0.1	0.4	0.4

①此温度下该反应的平衡常数K=

 

．
②若再向容器中同时充入2.0molCO₂、6.0molCH₄、4.0molCO和8．O molH₂，则上述平衡向

 

（填“正反应”或“逆反应”）方向移动．
（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应
为：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1
①已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
写出NO和O₂反应生成NO₂的热化学方程式

 

．
②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充人NO₂和SO₂各1mol，5min达到平衡，此时容器中NO和NO2的浓度之比为3：1，则NO₂的平衡转化率是

 

．
（3）常温下有浓度均为0.1mol?L^-1的四种溶液：①、Na₂CO₃②NaHCO₃、③HCl、④NH₃．H₂O．
①有人称溶液①是油污的“清道夫”，原因是

 

（用离子方程式解释）
②上述溶液中，既能与氢氧化钠反应，又能和硫酸反应的溶液中离子浓度由大到小的顺  序为

 

．
③向④中加入少量氯化铵固体，此时

c(N H + 4 )

c(OH-)

的值

 

（填“增大”“减小”或“不变”）．
④若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性，则混合前③的体积

 

④的体积（填“大于”小于”或“等于”）
⑤将10mL溶液③加水稀释至100mL，则此时溶液中由水电离出的c（ H⁺）=

 

．

Answer 1

考点：用化学平衡常数进行计算,热化学方程式,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：

分析：（1）①先利用三段法求出各物质的物质的量，然后再根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；
②据K与Q的大小比较判断反应方向；
（2）①根据盖斯定律结合热化学方程式的书写来回答；
②根据化学平衡中的三行式进行计算；
（3）①碳酸钠溶液水解显碱性；
②既能与氢氧化钠溶液反应，又能和硫酸反应的为NaHCO₃；
③向④中加入少量氯化铵固体，c（NH₄⁺）增大，抑制NH₃?H₂O的电离；
④NH₃?H₂O为弱电解质，不能完全电离；
⑤取10mL溶液③，加水稀释到100mL，溶液浓度为原来的

1

10

，为0.01mol/L．

解答： 解：（1）①CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）．
起始（mol） 6       6         0       0
反应（mol） x       x        2x      2x
平衡（mol） 6-x    6-x       2x      2x
由CH₄的体积分数为0.1，则

6-x

12+2x

=0.1，解得X=4，所以K=

[CO]2?[H2]2

[CO2]?[CH4]

=

22×22

0.5×0.5

=64，
故答案为：64；
②平衡后，再向容器中同时充入2.0molCO₂、6.0molCH₄、4.0molCO和8．O molH₂，Q=

c2(CO)?c2(H2)

c(CO2)?c(CH4)

=

42×32

1×2

=72＞K=64，平衡逆向移动，故答案为：逆反应；
（2）①已知：A、NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
B、2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，则反应：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）可以看成是B-2A得到的，所以该反应的△H=-196.6kJ?mol^-1-2（-41.8kJ?mol^-1）=-113.0 kJ?mol^-1，
故答案为：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ?mol^-1；
②设NO₂的变化浓度是x，
          NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
初始浓度：0.5      0.5       0       0
变化浓度：x         x        x       x
平衡浓度：0.5-x    0.5-x     x       x
则

x

0.5-x

=

3

1

，解得x=0.375，所以二氧化氮的转化率=

0.375

0.5

×100%=75%，故答案为：75%；
（3）①碳酸钠溶液水解显碱性，离子方程式为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
②既能与氢氧化钠溶液反应，又能和硫酸反应的为NaHCO₃，水解呈碱性，溶液中应存在c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
③向④中加入少量氯化铵固体，c（NH₄⁺）增大，抑制NH₃?H₂O的电离，则c（OH^-）减小，所以c（NH₄⁺）/c（OH^-）的值增大，故答案为：增大；
④NH₃?H₂O为弱电解质，不能完全电离，如等体积混合，溶液呈酸性，要呈中性氨水应过量，故答案为：小于；
⑤取10mL溶液③，加水稀释到100mL，溶液浓度为原来的

1

10

，为0.01mol/L，由Kw=c（OH^-）?c（H⁺）可知，c（OH^-）=10^-12 mol?L^-1，则此时溶液中由水电离出的c（H⁺）=10^-12 mol?L^-1，
故答案为：10^-12 mol?L^-1．

点评：本题考查较为综合，涉及弱电解质的电离和盐类的水解以及难溶电解质的溶解平衡等问题，综合考查学生的化学知识应用能力和分析能力，题目难度中等．