Question

請(qǐng)按要求完成下列各小題：
（1）合成氨反應(yīng)N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g），若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，則平衡

 

（填“向左”“向右”或“不”） 移動(dòng)；使用催化劑，上述反應(yīng)的△H

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）已知甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H₂．現(xiàn)有部分物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)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
請(qǐng)寫(xiě)出甲烷和水蒸氣在高溫下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

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（3）含有弱酸HA和其鈉鹽NaA的混合溶液，在化學(xué)上用作緩沖溶液．向其中加入少量酸或堿時(shí)，溶液的酸堿性變化不大．現(xiàn)將0.04mol?L^-1HA溶液和0.02mol?L^-1NaOH溶液等體積混合，得到緩沖溶液．
若HA為HCN，該溶液顯堿性，則溶液中c（CN^-）

 

c（Na⁺）（填“＜”、“=”或“＞”），你得出該結(jié)論的依據(jù)是

 

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（4）在25℃時(shí)，將c mol?L^-1的醋酸溶液與b mol?L^-1NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性，用含b、c的代數(shù)式表示CH₃COOH的電離常數(shù)Ka=

 

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（5）25℃時(shí)，2.0×10^-3mol?L^-1HF溶液中，調(diào)節(jié)溶液pH（忽略溶液體積變化）得到的（HF）、c（F^-）與溶液pH的變化關(guān)系如圖．若將4.0×10^-4mol?L^-1CaCl₂溶液與4.0×10^-3mol?L^-1HF溶液等體積混合，調(diào)節(jié)混合液pH=4（忽略調(diào)節(jié)時(shí)混合液體積的變化），通過(guò)列式計(jì)算說(shuō)明是否有CaF₂沉淀析出．[已知K_sp（CaF₂）：1.5×10^-10]

 

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Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專(zhuān)題,電離平衡與溶液的pH專(zhuān)題

分析：（1）恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，容器體積增大，反應(yīng)各組分的濃度減小，等效為降低壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)；
反應(yīng)熱只與始態(tài)與狀態(tài)有關(guān)，使用催化劑降低活化能，不影響反應(yīng)的始態(tài)與終態(tài)，反應(yīng)熱不變；
（2）寫(xiě)出水液化的熱化學(xué)方程式，利用蓋斯定律書(shū)寫(xiě)；
（3）從溶液電中性的角度比較離子濃度大��；
（4）呈中性則c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=0.5bmol/L，以此計(jì)算；
（5）據(jù)濃度熵和沉淀的溶度積比較可知．

解答： 解：（1）恒溫恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，體積增大，等效為降低壓強(qiáng)，平衡向體積增大的方向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，故平衡向左移動(dòng)．
反應(yīng)熱只與始態(tài)與狀態(tài)有關(guān)，催化劑改變平衡建立的途徑，不影響始態(tài)與終態(tài)，反應(yīng)熱不變，
故答案為：向左；不變；
（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
利用蓋斯定律，③×2-①×3-②得：2CH₄（g）+2H₂O（g）=2CO（g）+6H₂（g）△H=（2c-3a-b） kJ?mol^-1，
故答案為：2CH₄（g）+2H₂O（g）=2CO（g）+6H₂（g）△H=（2c-3a-b） kJ?mol^-1；
（3）該溶液顯堿性，則c（H⁺）＜c（OH^-），根據(jù)溶液電中性原則可知c（Na⁺）+c（H⁺）=C（CN^-）+c（OH^-），則c（Na⁺）＞c（CN^-），
故答案為：＜；因?yàn)閏（Na⁺）+c（H⁺）=C（CN^-）+c（OH^-），溶液顯堿性，則c（H⁺）＜c（OH^-），所以c（Na⁺）＞c（CN^-）；
（4）呈中性則c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=0.5bmol/L，所以用含c的代數(shù)式表示CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=

10-7× 1 2 b

c 2 - b 2

=

b×10-7

c-b

mol?L^-1，故答案為：

b×10-7

c-b

mol?L^-1；
（5）根據(jù)圖知，當(dāng)pH=4時(shí)，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，
故答案為：當(dāng)pH=4時(shí)，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．

點(diǎn)評(píng)：題目綜合性較大，涉及化學(xué)平衡影響因素及計(jì)算、蓋斯定律、溶度積、電離平衡常數(shù)計(jì)算等，是對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)分析解決問(wèn)題能力的考查，題目難度較大．