Question

【题目】I．用活性炭还原处理氮氧化物，有关反应为C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。在2L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应，所得数据如表，回答下列问题。

实验编号	温度/℃	起始时NO的物质的量/mol	平衡时N2的物质的量/mol
1	700	0.40	0.09
2	800	0.24	0.08

（1）写出上述反应的平衡常数表达式______。

（2）①结合表中数据，判断该反应的ΔH____0(填“＞”或“＜”)，理由是_____

②判断该反应达到平衡的依据是_____。

A．容器内气体密度恒定 B．容器内各气体浓度恒定

C．容器内压强恒定 D．2v正(NO)＝v逆(N2)

II．结合下表回答下列问题(均为常温下的数据)：

酸	电离常数(Ka)
CH3COOH	1.8×10－5
HClO	3×10－8
H2CO3	K1＝4.4×10－7 K2＝4.7×10－11
H2C2O4	K1＝5.4×10－2 K2＝5.4×10－5
<>H2S	K1＝1.3×10－7 K2＝7.1×10－15

请回答下列问题：

（1）同浓度的CH3COO－、、、、ClO－、S2－中结合H＋的能力最弱的是____。

（2）常温下0.1mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变小的是___(填字母)。

A．c(H＋) B．c(H＋)/c(CH3COOH) C．c(H＋)/c(OH－) D．c(OH－)

（3）0.1mol·L－1的H2C2O4溶液与0.1mol·L－1的KOH的溶液等体积混合后所得溶液呈酸性，该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_____。

（4）pH相同的NaClO和CH3COOK溶液，其溶液的物质的量浓度的大小关系是CH3COOK___NaClO，两溶液中：c(Na＋)－c(ClO－)___c(K＋)－c(CH3COO－)(填“＞”“＜”或“＝”)。

（5）向0.1mol·L－1CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO－)＝5∶9，此时溶液pH＝____。

Answer 1

【答案】 ＞ 计算700℃和800℃的平衡常数K1＜K2，所以ΔH＞0 AB AC c(K＋)>c()>c(H＋)>c(C2O42-)>c(OH－) > ＝ 5

【解析】

I．（1）由方程式可知，该反应的化学平衡常数K为；

（2）①建立三段式计算700℃和800℃的平衡常数，比较平衡常数的大小，判断平衡移动方向；

②化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分浓度保持不变；

II．(1) 电离平衡常数越大，酸性越强，酸越强其对应酸根离子结合氢离子能力越弱；

（2）醋酸为弱酸，稀释过程中醋酸的电离程度增大，溶液中氢离子、醋酸根离子的物质的量增大，醋酸的物质的量减小，由于溶液体积变化程度更大，则溶液中氢离子、醋酸根离子、醋酸的浓度减小；由于水的离子积不变，则溶液中氢氧根离子浓度增大；

（3）0.1mol·L－1的H2C2O4溶液与0.1mol·L－1的KOH的溶液等体积混合，反应生成KHC2O4，KHC2O4溶液呈酸性，说明溶液中HC2O4-电离大于水解；

（4）根据电离平衡常数可知：酸性CH3COOH＞HClO，则NaClO的水解程度大于CH3COOK；

（5）依据醋酸的电离平衡常数和题给数据计算可得。

I．（1）由方程式可知，该反应的化学平衡常数K为；

（2）①由题意建立700℃时平衡三段式如下：

C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)

起（mol/L） 0.2 0 0

变（mol/L） 0.09 0.045 0.045

平（mol/L） 0.11 0.045 0.045

化学平衡常数K1==≈0.17

由题意建立800℃时平衡三段式如下：

C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)

起（mol/L） 0.12 0 0

变（mol/L） 0.08 0.04 0.04

平（mol/L） 0.04 0.04 0.04

化学平衡常数K2===1

由计算结果可知，700℃时平衡常数K1小于800℃的平衡常数K2，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，则该反应为吸热反应，ΔH＞0，故答案为：ΔH＞0；计算700℃和800℃的平衡常数K1＜K2，所以ΔH＞0；

②A、C为固体，该反应是一个气体质量增大的反应，恒容密闭容器中混合气体的密度保持不变，说明气体的质量不变，能说明反应达平衡状态；

B、容器内各气体浓度恒定，说明正逆反应速率相等，能说明反应达平衡状态；

C、该反应是一个气体体积不变的反应，容器内压强始终保持不变，不能说明反应达平衡状态；

D、2υ正（NO）=υ逆（N2），NO、N2表示的正、逆反应速率之比不等于计量数之比，说明反应没有达到平衡状态；

故答案为：AB；

II．(1)根据表中数据可知，酸的电离出平衡常数大小为：H2C2O4> HC2O4—>CH3COOH>H2CO3> H2S > HClO >HCO3->HS—，电离平衡常数越大，酸性越强，所以酸性由强到弱的顺序为：H2C2O4> HC2O4—>CH3COOH>H2CO3> H2S > HClO >HCO3->HS—，酸越强其对应酸根离子结合氢离子能力越弱，则结合H＋的能力最弱的是HC2O4—，故答案为：HC2O4—；

(2)A、醋酸为弱酸，稀释过程中醋酸的电离程度增大，溶液中H＋离子物质的量增大， c（H+）减小，故符合题意；

B、醋酸的电离常数Ka=，则=，醋酸稀释过程中，温度不变电离常数不变，醋酸根浓度减小，增大，则增大，故不符合题意；

C、水的离子积常数Kw=c（H+）c（OH-），醋酸稀释过程中，温度不变水的离子积常数不变，c（H+）减小，c（OH-）增大，则减小，故符合题意；

D、水的离子积常数Kw=c（H+）c（OH-），醋酸稀释过程中，温度不变水的离子积常数不变，c（H+）减小，c（OH-）增大，故不符合题意；

故答案为：AC；

（3）0.1mol·L－1的H2C2O4溶液与0.1mol·L－1的KOH的溶液等体积混合，反应生成KHC2O4，KHC2O4溶液呈酸性，说明溶液中HC2O4-电离大于水解，则c（H+）>c（OH-），溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（K+）>c（HC2O4-）>c（H+）>c（C2O42-）>c（OH-），故答案为：c（K+）>c（HC2O4-）>c（H+）>c（C2O42-）>c（OH-）；

（4）根据电离平衡常数可知：酸性CH3COOH＞HClO，则NaClO的水解程度大于CH3COOK，所以pH相同时CH3COOK的浓度大于NaClO；由于两溶液的pH相同，则两溶液中氢离子、氢氧根离子的浓度相同，根据电荷守恒可得：c（Na+）-c（ClO-）= c（K+）-c（CH3COO-），故答案为：>；＝；

（5）醋酸的电离平衡常数Ka== 1.8×10-5，溶液中c（CH3COOH）：c（CH3COO-）=5：9，则c（H+）=1.8×10-5×=1.8×10-5×= 1×10-5mol/L，则该溶液的pH=5，故答案为：5。