Question

（16分）平衡指的是两个相反方向的变化最后所处的运动状态；在平衡时，两种变化仍在继续进行，但是它们的速率相等；根据变化的性质可分为物理平衡和化学平衡，中学阶段涉及的平衡有气体可逆反应的平衡、酸碱电离平衡、水解平衡及沉淀－溶解平衡等等。
（1）现有容积为1 L的恒温恒容密闭容器，向其中加入2 mol A气体和2 mol B气体后发生如下反应：
A(g) ＋ B(g)  C(g)   △H= - a kJ·mol^-1
20s后，反应达到平衡状态，生成1 mol C气体，放出热量Q₁kJ。回答下列问题。
①计算20s内B气体的平均化学反应速率为___________，写出该反应的平衡常数表达式___________。
②保持容器温度和容积不变，若改为向其中加入1molC气体，反应达到平衡时，吸收热量Q₂kJ，则Q₁ 与Q₂的相互关系正确的是____________（填字母）。
（A）Q₁ + Q₂ = a   （B） Q₁ + 2Q₂ < 2a   （C）Q₁ + 2Q₂ > 2a   （D）Q₁ + Q₂ < a
③在原平衡基础上，保持容器温度和容积不变，向容器中再通入b mol A气体（b>0）时，v(正)_____v(逆)（填“>”、“<”或“=”），重新达平衡后，C气体的平衡体积分数(C) = ，则b = ____________。
（2）常温下，将VmL、0.1000mol·L^-1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol·L^-1醋酸溶液中，充分反应。回答下列问题。（忽略溶液体积的变化）
①如果溶液pH=7，此时V的取值_____20.00（填“>”、“<”或“=”），而溶液中c(Na^＋)、c(CH₃COO^－)、c(H^＋)、c(OH^－)的大小关系为_____________________________________________。
②如果V=40.00，则此时溶液中c(OH^－) - c(H^＋) - c(CH₃COOH)= ___________________mol·L^-1。

Answer 1

（16分）
（1）①0.05mol/(L·s)（1分），K=c(C)/[c(A) ·c(B)]（2分）。
②C（2分）。
③ >（2分），4/3或1.33（2分）。
（2）①<（2分），c(Na^＋) = c(CH₃COO^－) > c(H^＋) = c(OH^－) （3分）。
② 1/30或0.033（2分）

试题分析：（1）根据A(g) ＋ B(g)  C(g)，生成1 mol C气体，则消耗1 mol B气体，，化学平衡常数即生成物的浓度与反应物浓度之比，不要忘记系数的次方，K=c(C)/[c(A) ·c(B)]；2 mol A气体和2 mol B气体生成1 mol C气体，放出热量Q₁kJ，加入1molC气体，则转化的C气体比0.5 mol要多，即吸收的热量比Q₁/2大，所以Q₁ + 2Q₂ > 2a；增加反应物浓度，v(正)大于v(逆)，设加入的b mol气体A转化了x mol，则可以求出
（2）可以假设氢氧化钠是20mL，此时恰好中和，溶液中只有醋酸钠，呈碱性，所以pH=7时，氢氧化钠体积小于20mL。根据溶液中的电荷守恒可知c(Na^＋) = c(CH₃COO^－) > c(H^＋) = c(OH^－)。当V=40mL时，溶液中溶质是CH₃COOH和CH₃COONa；根据电荷守恒和物料守恒关系，可以推断：c(OH^－) - c(H^＋) - c(CH₃COOH)= c(Na^＋) =0.033 mol·L^-1
点评：综合性强，难度较大。