Question

请按要求完成下列各小题：
（1）合成氨反应N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g），若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则平衡

 

（填“向左”“向右”或“不”） 移动；使用催化剂，上述反应的△H

 

（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）已知甲烷在高温下与水蒸气反应生成CO和H₂．现有部分物质燃烧的热化学方程式如下：
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=a kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=b kJ/mol
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=c kJ/mol
请写出甲烷和水蒸气在高温下反应的热化学方程式

 

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（3）含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液，在化学上用作缓冲溶液．向其中加入少量酸或碱时，溶液的酸碱性变化不大．现将0.04mol?L^-1HA溶液和0.02mol?L^-1NaOH溶液等体积混合，得到缓冲溶液．
若HA为HCN，该溶液显碱性，则溶液中c（CN^-）

 

c（Na⁺）（填“＜”、“=”或“＞”），你得出该结论的依据是

 

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（4）在25℃时，将c mol?L^-1的醋酸溶液与b mol?L^-1NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性，用含b、c的代数式表示CH₃COOH的电离常数Ka=

 

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（5）25℃时，2.0×10^-3mol?L^-1HF溶液中，调节溶液pH（忽略溶液体积变化）得到的（HF）、c（F^-）与溶液pH的变化关系如图．若将4.0×10^-4mol?L^-1CaCl₂溶液与4.0×10^-3mol?L^-1HF溶液等体积混合，调节混合液pH=4（忽略调节时混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有CaF₂沉淀析出．[已知K_sp（CaF₂）：1.5×10^-10]

 

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Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,用盖斯定律进行有关反应热的计算,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，容器体积增大，反应各组分的浓度减小，等效为降低压强，平衡向气体体积增大的方向移动；
反应热只与始态与状态有关，使用催化剂降低活化能，不影响反应的始态与终态，反应热不变；
（2）写出水液化的热化学方程式，利用盖斯定律书写；
（3）从溶液电中性的角度比较离子浓度大小；
（4）呈中性则c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=0.5bmol/L，以此计算；
（5）据浓度熵和沉淀的溶度积比较可知．

解答： 解：（1）恒温恒压条件下向平衡体系中通入氩气，体积增大，等效为降低压强，平衡向体积增大的方向移动，该反应正反应是体积减小的反应，故平衡向左移动．
反应热只与始态与状态有关，催化剂改变平衡建立的途径，不影响始态与终态，反应热不变，
故答案为：向左；不变；
（2）已知：①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=akJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=bkJ?mol^-1
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=ckJ?mol^-1
利用盖斯定律，③×2-①×3-②得：2CH₄（g）+2H₂O（g）=2CO（g）+6H₂（g）△H=（2c-3a-b） kJ?mol^-1，
故答案为：2CH₄（g）+2H₂O（g）=2CO（g）+6H₂（g）△H=（2c-3a-b） kJ?mol^-1；
（3）该溶液显碱性，则c（H⁺）＜c（OH^-），根据溶液电中性原则可知c（Na⁺）+c（H⁺）=C（CN^-）+c（OH^-），则c（Na⁺）＞c（CN^-），
故答案为：＜；因为c（Na⁺）+c（H⁺）=C（CN^-）+c（OH^-），溶液显碱性，则c（H⁺）＜c（OH^-），所以c（Na⁺）＞c（CN^-）；
（4）呈中性则c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=0.5bmol/L，所以用含c的代数式表示CH₃COOH的电离常数K_a=

10-7× 1 2 b

c 2 - b 2

=

b×10-7

c-b

mol?L^-1，故答案为：

b×10-7

c-b

mol?L^-1；
（5）根据图知，当pH=4时，溶液中c（F^-）=1.6×10^-3mol/L，Q_c=c（Ca²⁺）．c²（F^-）=2.0×10^-3×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），所以有沉淀生成，
故答案为：当pH=4时，Q_c=c（Ca²⁺）．c²（F^-）=2.0×10^-3×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），所以有沉淀生成．

点评：题目综合性较大，涉及化学平衡影响因素及计算、盖斯定律、溶度积、电离平衡常数计算等，是对学生综合运用知识分析解决问题能力的考查，题目难度较大．