Question

10．回答下列問(wèn)題
（1）向一體積不變的密閉容器中加入2molNO₂氣體，發(fā)生反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g），反應(yīng)達(dá)平衡后，N₂O₄的體積分?jǐn)?shù)為a，在溫度不變的條件下，再向該容器加入1molN₂O₄氣體，反應(yīng)重新達(dá)平衡后，N₂O₄的體積分?jǐn)?shù)為b，則a＜b（填“＞”“=”“＜”，）
（2）已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低．膽礬分解的熱化學(xué)方程式為CuSO₄•5H₂O（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄（s）+5H₂O（l）△H=+Q₁ mol•L^-1．室溫下，若將1mol無(wú)水硫酸銅溶解為溶液時(shí)放熱Q₂ kJ，則Q₁＞Q₂（填寫＞，=或＜）
（3）水的電離平衡曲線如圖所示，若以A點(diǎn)表示25℃時(shí)水電離平衡的離子的濃度，當(dāng)溫度升高至100℃時(shí)，水的電離平衡狀態(tài)變?yōu)榱薆點(diǎn)，則
①25℃時(shí)，將pH=11的NaOH溶液與pH=4的硫酸溶液混合，若所得混合溶液pH=9，則NaOH溶液與硫酸溶液的體積比為1：9．
②pH=8的Ba（OH）₂溶液與pH=5的稀鹽酸混合，并保持100℃恒溫，欲使混合溶液pH=7，則Ba（OH）₂溶液與鹽酸體積之比為2：9．
③100℃時(shí)若10體積的某強(qiáng)酸溶液與1體積的某強(qiáng)堿溶液混合后，溶液呈中性，則混合前該強(qiáng)酸的pH與強(qiáng)堿的pH之間應(yīng)滿足的關(guān)系式是pH_酸+pH_堿=13．

Answer 1

分析 （1）據(jù)壓強(qiáng)增大時(shí)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)分析；
（2）膽礬溶于水時(shí)可分為兩步，一是膽礬分解成無(wú)水硫酸銅，二是無(wú)水硫酸銅溶解，然后結(jié)合蓋斯定律來(lái)解答；
（3）①設(shè)出氫氧化鈉溶液為x和硫酸溶液的體積為y，根據(jù)題中數(shù)據(jù)列式計(jì)算出體積之比；
②設(shè)出氫氧化鋇溶液、鹽酸溶液的體積，然后根據(jù)溶液的pH列式計(jì)算出二者的體積比；
③設(shè)出酸溶液的pH為a，堿溶液的pH為b，根據(jù)100℃時(shí)及體積關(guān)系列式計(jì)算．

解答 解：（1）體積不變，溫度不變的條件下，再向該容器加入1molN₂O₄，由于生成物濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，但逆向移動(dòng)時(shí)壓強(qiáng)增大，所以，移動(dòng)的結(jié)果不如原平衡，所以，N₂O₄的體積分?jǐn)?shù)比原平衡大，故答案為：＜；
（2）膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低，可知其為吸熱過(guò)程，△H＞0，
1mol膽礬分解生成1molCuSO₄（s）時(shí)，CuSO₄•5H₂O（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄（s）+5H₂O（l）△H=+Q₁ KJ•mol^-1
1molCuSO₄（s）溶解時(shí)放熱Q₂ kJ
可得如下圖所示關(guān)系，

根據(jù)蓋斯定律，則有△H=Q₁+（-Q₂）＞0，則Q₁＞Q₂，
故答案為：＞；
（3）①設(shè)氫氧化鈉溶液的體積為xL，硫酸溶液的體積為yL，pH=11的NaOH溶液中，氫氧根離子的濃度為：10^-3mol/L，pH=4的硫酸溶液中氫離子濃度為：10^-4mol/L，
二者混合后溶液的pH=9，溶液酸性堿性，溶液中氫氧根離子的濃度為10^-5mol/L，即氫氧化鈉過(guò)量，即10^-3mol/L×xL-10^-4mol/L×y=10^-5mol/L（x+y），
解得x：y=1：9，
故答案為：1：9；
②設(shè)氫氧化鋇容溶液的體積為xL，鹽酸的體積為y，pH=8的Ba（OH）₂溶液，溶液中c（OH^-）=1×10^-4mol/L，
pH=5的稀鹽酸溶液中c（H⁺）=1×10^-5mol/L，
欲使混合溶液pH=7，溶液此時(shí)顯堿性，即混合后c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=1×10^-5mol/L，即$\frac{1{0}^{-4}x-1{0}^{-5}y}{x+y}$=1×10^-5mol/L，解得x：y=2：9，
故答案為：2：9；
③設(shè)強(qiáng)酸溶液的pH為a，體積為10V，溶液中氫離子濃度為：10^-amol/L；堿溶液的pH為b，體積為V，溶液中氫氧根離子的濃度為：10^-（12-b）mol/L，
混合后溶液呈中性，則滿足溶液中氫離子的物質(zhì)的量大于氫氧根離子的物質(zhì)的量，即10^-amol/L×10VL=10^-（12-b）mol/L×VL，
解得：1-a=b-12，a+b=13，
故答案為：pH_酸+pH_堿=13．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了水的電離平衡分析，離子積常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，注意離子積是一定溫度下的常數(shù)，隨溫度改變，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．