Question

（1）硫元素有多種化合價，可形成多種化合物．
①常溫下用1mol/L100mL NaOH溶液恰好完全吸收0.1mol SO₂氣體，此反應的離子方程式為

 

；該溶液pH＜7的原因是

 

（結合方程式回答）．
②請按照濃度由大到小的順序排列0.1mol/LNa₂SO₃溶液中的離子

 

．Na₂SO₃溶液放置于空氣中一段時間后，溶液的pH

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）第三代混合動力車可以用電動機、內燃機或二者結合推動車輪．
①混合動力車的電動機目前一般使用的是鎳氫電池，鎳氫電池采用鎳的化合物為正極，儲氫金屬（以M表示）為負極，堿液（主要為KOH）為電解液．鎳氫電池充放電原理示意如圖1，

其總反應式是：H₂+2NiOOH

放電

充電

2Ni（OH）₂
根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH將

 

（填“增大”、“不變”或“減小”），該電極的電極反應式為

 

．
②汽車尾氣中的一氧化碳是大氣污染物，可通過如下反應降低其濃度：CO（g）+

1

2

O₂（g）?CO₂（g）  H=-283kJ?mol^-1，某溫度下，在兩個容器中進行上述反應，容器中各物質的起始濃度及正逆反應速率關系如表所示，請?zhí)顚懕碇械目崭瘢?br />

容器編號	c（co）/mol/L	c（o2）/mol/L	c（co2）/mol/L	V正和V逆比較
I	2.0×10-4	4.0×10-4	4.0×10-4	V正=V逆
Ⅱ	1.0×10-3	4.0×10-4	5.0×10-4

（3）氮化硅（Si₃N₄）是一種新型陶瓷材料，它可在高溫下的氮氣流中由石英與焦炭通過以下反應制得：3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）?Si₃N₄（s）+6CO（g）△H＜0
①一定條件下，不能說明上述反應已達平衡的是

 

．
a．固體質量不再改變                b．3v（N₂ ）_正=v（CO）_逆
c．c（N₂ ）：c（CO）=1：3          d．氣體密度不再改變
②達到平衡后改變某一條件，反應速率v與時間t的關系如圖2所示．若不改變N₂與CO的量，則圖中t₄時引起變化的原因可能是

 

；由圖可知，平衡混合物中CO含量最高的時間段是

 

．

Answer 1

考點：鹽類水解的應用,原電池和電解池的工作原理,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①二氧化硫和氫氧化鈉按等物質的量反應時，恰好生成亞硫酸氫鈉；NaHSO₃溶液的pH＜7，則亞硫酸氫根離子的電離程度大于其水解程度；
②Na₂SO₃溶液顯堿性，SO₃^2-存在兩步水解，以第一步水解為主，水解程度較小，據(jù)此判斷離子濃度關系；根據(jù)亞硫酸酸根離子的還原性分析；
（2）①該裝置是原電池，根據(jù)圖知，乙是鎳的化合物為正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應，根據(jù)乙電極上電極反應式判斷pH值的變化；
②利用I先計算化學平衡常數(shù)，再利用II中的濃度Q來判斷反應進行的方向，從而得出正逆反應速率的關系；
（3）①達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，百分含量不變，以及由此衍生的其它一些量不變，據(jù)此分析；
②圖中t₄時正逆反應速率都增大，而且逆向移動，根據(jù)外界條件對速率和平衡的影響分析；根據(jù)圖中反應進行的分析分析．

解答： 解：（1）①二氧化硫和氫氧化鈉按等物質的量反應時，恰好生成亞硫酸氫鈉，則此反應的離子方程式為SO₂+OH-=HSO₃^-；因為HSO₃^-存在：HSO₃^-SO₃^2-+H⁺和HSO₃^-+H₂OH₂SO₃+OH^- 電離程度大于水解程度，所以NaHSO₃溶液的pH＜7；
故答案為：SO₂+OH-=HSO₃^-；因為HSO₃^-存在：HSO₃^-SO₃^2-+H⁺和HSO₃^-+H₂OH₂SO₃+OH^- 電離成都大于水解程度；
②Na₂SO₃溶液顯堿性，SO₃^2-存在兩步水解：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，以第一步水解為主，水解程度較小，則0.1mol/L Na₂SO₃溶液中的離子濃度順序為：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）；亞硫酸酸根離子具有較強的還原性，能被空氣中的氧氣氧化為硫酸根離子，硫酸根離子不水解，則溶液的堿性降低，pH減��；
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）；減�。�
（2）①該裝置是原電池，根據(jù)圖知，乙是鎳的化合物為正極，正極上NiOOH和水得電子生成氫氧化鎳和氫氧根離子，電極反應式為NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-，所以氫氧根離子濃度增大，pH值變大．
故答案為：增大；NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-；
②由Ⅰ可求K=

4×10-2

2×10-4× 4×10-4

=10⁴，由Ⅱ可求Q=

5×10-2

3×10-4× 4×10-4

=

5

6

×10⁴＜K，所以平衡右移，v_正＞v_逆，
故答案為：v_正＞v_逆；
（3）①已知反應：3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）?Si₃N₄（s）+6CO（g）
a．固體質量不再改變，說明氮氣和CO的濃度不再改變，則反應達到平衡狀態(tài)，故a正確；
b．3v（N₂ ）_正=v（CO）_逆，則正逆反應速率之比等于計量數(shù)比，則反應達到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．c（N₂ ）：c（CO）=1：3，各物質的濃度之比是否等于計量數(shù)比與反應的轉化率有關，則不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．隨著反應進行，氣體的體積不變，氣體的質量增大，則氣體密度增大，所以密度不再改變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：c；
②已知3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）?Si₃N₄（s）+6CO（g）△H＜0，圖中t₄時正逆反應速率都增大，而且逆向移動，則改變的條件為：升高溫度或縮小體積；t₀～t₁，t₂～t₃均正方向移動，CO的含量逐漸增大，t₄時平衡逆向移動，則CO的含量又減小，所以t₃～t₄平衡混合物中CO含量最高；
故答案為：升高溫度或縮小體積；t₃～t₄．

點評：本題考查了離子方程式的書寫、鹽類水解應用、離子濃度大小比較方法、化學反應平衡影響因素的分析判斷等，題目綜合性較強，難度較大，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力，熟練掌握基礎是關鍵．