Question

【题目】CH3COOH为常见的弱酸，在工业生产和生活中有广泛的应用。

I．(1)常温下中和100 mL pH＝3的CH3COOH溶液和1 L pH＝4的CH3COOH溶液，需要等物质的量浓度的NaOH溶液的体积分别为V1和V2，则V1_______V2(填“＞”、“＝”或“＜”) ；

(2)常温下，用0.1000 mol/L的NaOH溶液滴定20.00 mL某未知浓度的CH3COOH溶液，滴定曲线如图所示。其中A点所示溶液中c(CH3COO－)＝2c(CH3COOH)，C点所示溶液中存在c(CH3COO－)+c(CH3COOH)＝c(Na+)。则常温下CH3COOH的电离常数Ka＝_________，CH3COOH溶液的实际浓度为____________；

Ⅱ．1100℃时，体积为2 L的恒容容器中发生如下反应：

Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g)。

(1)下列能判断反应达到平衡状态的是________；

A．容器中压强不变

B．混合气体密度不变

C．1 mol H-H键断裂同时形成2 mol H-O

D．H2的体积分数不变

(2)若2 min时反应达平衡，此时气体质量增加8 g，则用H2表示该反应的反应速率为___________；

(3)某温度下该反应达平衡状态，测得混合气体的平均相对分子质量为14，则该温度下的平衡常数K为_____________；

(4)若降低温度，K值减小，则反应的ΔH______0(填“＞”或“＜”) ；

(5)若反应达平衡后，加入少量的H2，再次平衡后，H2O的体积分数___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer 1

【答案】＞2×10－50.1006 mol/LBD0.125 mol/(L·min)81＞不变

【解析】

I．(1)相同温度下,酸的浓度越小其电离程度越大,所以pH=3醋酸的浓度大于pH=4醋酸浓度的10倍, 100 mL pH＝3的CH3COOH溶液和1 L pH＝4的CH3COOH溶液，,前者的物质的量大于后者,醋酸和碱反应消耗碱的物质的量与酸的物质的量成正比,所以消耗氢氧化钠体积 V1>V2；综上所述，本题答案是: >。

(2) A点所示溶液中c(CH3COO－)＝2c(CH3COOH)，此处pH=5，则c(H+)=10-5mol/L，CH3COOH的电离常数Ka= c(H+)×c(CH3COO－)/c(CH3COOH)= 10-5×2 c(CH3COOH)/c(CH3COOH)=2×10－5；C点所示溶液中存在c(CH3COO－)+c(CH3COOH)＝c(Na+)，此时消耗的氢氧化钠为20.12mL，则未知浓度的 CH3COOH溶液的实际浓度为0.1000×20.12/20=0.1006 mol/L ；综上所述，本题答案是： 2×10－5 ；0.1006 mol/L。

Ⅱ．(1) A.该反应为反应前后体积变化为0的反应，无论反应是否达到平衡状态,容器中压强始终不变,所以不能据此判断反应是否达到平衡状态,故A错误；

B.反应向右进行时，气体的质量增加，而容器的体积不变，所以当混合气体密度不变时,该反应达到平衡状态,故B正确；

C.无论反应是否达到平衡状态,都存在H-H键断裂同时形成2 mol H-O,所以不能据此判断反应是否达到平衡状态,故C错误；

D．H2的体积分数不变时，氢气的浓度保持不变，该反应达到平衡状态,故D正确；

综上所述，本题选BD。
(2)根据反应可知，有8克氢气参加反应，反应后气体质量增加64克，现第2 min时,气体质量增加8g, 则参加反应的氢气的质量为1克，物质的量=1/2=0.5mol,氢气的平均反应速率=0.5/2×2=0.125 mol/(L·min)；综上所述，本题答案是：0.125 mol/(L·min) 。

(3) 某温度下该反应达平衡状态,测得混合气体的平均相对分子质量为14,设氢气的物质的量为xmol、水蒸气的物质的量为ymol,则其平均摩尔质量(2x+18y)/(x+y)=14，x：y=1:3,同一容器其浓度之比为1:3，则该温度下的平衡常数K=(3/1)4=81；综上所述，本题答案是：81。

(4) 若降低温度,K值减小,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应是吸热反应,则反应的ΔH＞ 0；综上所述，本题答案是：＞。

（5）平衡常数不变，即c(H2O)/c(H2)不变, n(H2O)/n(H2) 不变, n(H2O)/[n(H2O)+n(H2)] 也不变，故水的体积分数不变; 综上所述，本题答案是：不变。