Question

化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。
（1）利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”提純金屬鎢的反應(yīng)原理為W(s)＋I(xiàn)₂(g)WI₂(g) (I)。該反應(yīng)在石英真空管中進(jìn)行，如下圖所示：

①反應(yīng)(I)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝_______，若K＝，向某恒容密閉容器中加入1mol I₂(g)和足量W(s)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)I₂(g)的轉(zhuǎn)化率為__________。
②反應(yīng)(I)的△H____0（填“＞”或“＜”），上述反應(yīng)體系中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_________。
③能夠說明上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有_________（填序號(hào)）。
a．I₂與WI₂的濃度相等
b．W的質(zhì)量不再變化
c．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變
d．單位時(shí)間內(nèi)，金屬鎢消耗的物質(zhì)的量與碘化鎢生成的物質(zhì)的量相等
（2）25℃時(shí)，NaHSO₃的水解平衡常數(shù)＝1.0×10^－12mol/L，則該溫度下H₂SO₃HSO₃^－＋H^＋的電離常數(shù)K_a＝____mol/L，若向H₂SO₃溶液中加入少量的I₂，則溶液中將________（填“增大”、“減小”或“不變”）。
（3）直接排放含SO₂的煙氣會(huì)形成酸雨，危害環(huán)境。用Na₂SO₃溶液吸收SO₂的過程中，pH隨n（SO₃^2－）：n(HSO₃^－)變化關(guān)系如下表：

n(SO32－): n ( HSO3－)	91:9	1:1	1:91
pH(25℃)	8.2	7.2	6.2

 
當(dāng)吸收液呈中性時(shí)，溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開________________________。

Answer 1

（1）① (2分，化學(xué)式寫錯(cuò)不得分，漏寫“c( )”其他正確只得1分） 33.3% 或33%（2分，合理答案即可）② ＜（2分，寫“小于”不得分）   I₂（或碘）（2分，寫“化學(xué)式”或“名稱”均得分）③bc （b 1分，c 1分，b、c2分，其他情況不得分，大寫字母不得分）
（2）1.0×10^-2（2分，或10^-2或0.01） 減小 (2分)
（3）c(Na⁺)＞c(HSO₃^－)＞c(SO₃^2－)＞c(H⁺)＝c(OH^-)（2分，順序錯(cuò)誤不得分，離子符號(hào)寫錯(cuò)不得分，漏寫“c( )”其他正確只得1分）

解析試題分析：（1）①化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，因此根據(jù)反應(yīng)的方程式W(s)＋I(xiàn)₂(g)WI₂(g)可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝，根據(jù)方程式可知
W(s)＋I(xiàn)₂(g)WI₂(g)
起始量（mol）        1        0
轉(zhuǎn)化量（mol）        x        x
平衡量（mol）      1－x       x
由于反應(yīng)前后體積不變，則可以用物質(zhì)的量代替濃度表示平衡常數(shù)
所以K＝＝＝
解得x＝
所以反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)I₂(g)的轉(zhuǎn)化率為×100%＝33.3%。
②根據(jù)裝置圖可知，單質(zhì)W在溫度較高的情況下有利于生成，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0。
③在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，據(jù)此判斷。a．平衡時(shí)濃度不變，但物質(zhì)的濃度之間不一定相等或滿足某種關(guān)系，所以I₂與WI₂的濃度相等不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a不正確；b．W的質(zhì)量不再變化，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，b正確；c．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中容積始終是不變的，但氣體的質(zhì)量是變化的，因此密度是變化的，所以當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變時(shí)可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c正確；d．單位時(shí)間內(nèi)，金屬鎢消耗的物質(zhì)的量與碘化鎢生成的物質(zhì)的量相等，但二者的反應(yīng)速率方向是一致的，因此不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d不正確，答案選bc。
（2）NaHSO₃的水解方程式為HSO₃^－＋H₂OH₂SO₃＋OH^－，則水解平衡常數(shù)表達(dá)式＝，則=＝1.0×10mol/L，所以該溫度下H₂SO₃HSO₃^－＋H^＋的電離常數(shù)K_a＝＝1.0×10^-2mol/L；若向H₂SO₃溶液中加入少量的I₂，由于單質(zhì)碘能把亞硫酸氧化生成硫酸，所以使亞硫酸的電離平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，因此溶液中將減小。
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)n(SO₃^2－): n ( HSO₃^－)＝1:1時(shí)溶液顯堿性，因此當(dāng)溶液顯中性時(shí)n(SO₃^2－): n ( HSO₃^－)＜1:1，所以溶液中離子濃度大小關(guān)系是c(Na⁺)＞c(HSO₃^－)＞c(SO₃^2－)＞c(H⁺)＝c(OH^-)。
考點(diǎn)：考查平衡常數(shù)的判斷、計(jì)算與應(yīng)用；外界條件對(duì)平衡狀態(tài)、水解平衡的影響；以及溶液中離子濃度大小比較