Question

運用化學反應原理分析解答以下問題
（1）250℃時，以鎳合金為催化劑，向4L容器中通人6mol CO₂、6molCH₄，發(fā)生如下反應：CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）．平衡體系中各組分體積分數(shù)如下表：

物質	CH4	CO2	CO	H2
體積分數(shù)	0.1	0.1	0.4	0.4

①此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=

 

．
②若再向容器中同時充入2.0molCO₂、6.0molCH₄、4.0molCO和8．O molH₂，則上述平衡向

 

（填“正反應”或“逆反應”）方向移動．
（2）硝化法是一種古老的生產硫酸的方法，同時實現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉化，主要反應
為：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1
①已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
寫出NO和O₂反應生成NO₂的熱化學方程式

 

．
②一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充人NO₂和SO₂各1mol，5min達到平衡，此時容器中NO和NO2的濃度之比為3：1，則NO₂的平衡轉化率是

 

．
（3）常溫下有濃度均為0.1mol?L^-1的四種溶液：①、Na₂CO₃②NaHCO₃、③HCl、④NH₃．H₂O．
①有人稱溶液①是油污的“清道夫”，原因是

 

（用離子方程式解釋）
②上述溶液中，既能與氫氧化鈉反應，又能和硫酸反應的溶液中離子濃度由大到小的順  序為

 

．
③向④中加入少量氯化銨固體，此時

c(N H + 4 )

c(OH-)

的值

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
④若將③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性，則混合前③的體積

 

④的體積（填“大于”小于”或“等于”）
⑤將10mL溶液③加水稀釋至100mL，則此時溶液中由水電離出的c（ H⁺）=

 

．

Answer 1

考點：用化學平衡常數(shù)進行計算,熱化學方程式,酸堿混合時的定性判斷及有關ph的計算

專題：

分析：（1）①先利用三段法求出各物質的物質的量，然后再根據平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積；
②據K與Q的大小比較判斷反應方向；
（2）①根據蓋斯定律結合熱化學方程式的書寫來回答；
②根據化學平衡中的三行式進行計算；
（3）①碳酸鈉溶液水解顯堿性；
②既能與氫氧化鈉溶液反應，又能和硫酸反應的為NaHCO₃；
③向④中加入少量氯化銨固體，c（NH₄⁺）增大，抑制NH₃?H₂O的電離；
④NH₃?H₂O為弱電解質，不能完全電離；
⑤取10mL溶液③，加水稀釋到100mL，溶液濃度為原來的

1

10

，為0.01mol/L．

解答： 解：（1）①CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）．
起始（mol） 6       6         0       0
反應（mol） x       x        2x      2x
平衡（mol） 6-x    6-x       2x      2x
由CH₄的體積分數(shù)為0.1，則

6-x

12+2x

=0.1，解得X=4，所以K=

[CO]2?[H2]2

[CO2]?[CH4]

=

22×22

0.5×0.5

=64，
故答案為：64；
②平衡后，再向容器中同時充入2.0molCO₂、6.0molCH₄、4.0molCO和8．O molH₂，Q=

c2(CO)?c2(H2)

c(CO2)?c(CH4)

=

42×32

1×2

=72＞K=64，平衡逆向移動，故答案為：逆反應；
（2）①已知：A、NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
B、2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，則反應：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）可以看成是B-2A得到的，所以該反應的△H=-196.6kJ?mol^-1-2（-41.8kJ?mol^-1）=-113.0 kJ?mol^-1，
故答案為：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ?mol^-1；
②設NO₂的變化濃度是x，
          NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
初始濃度：0.5      0.5       0       0
變化濃度：x         x        x       x
平衡濃度：0.5-x    0.5-x     x       x
則

x

0.5-x

=

3

1

，解得x=0.375，所以二氧化氮的轉化率=

0.375

0.5

×100%=75%，故答案為：75%；
（3）①碳酸鈉溶液水解顯堿性，離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
②既能與氫氧化鈉溶液反應，又能和硫酸反應的為NaHCO₃，水解呈堿性，溶液中應存在c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
③向④中加入少量氯化銨固體，c（NH₄⁺）增大，抑制NH₃?H₂O的電離，則c（OH^-）減小，所以c（NH₄⁺）/c（OH^-）的值增大，故答案為：增大；
④NH₃?H₂O為弱電解質，不能完全電離，如等體積混合，溶液呈酸性，要呈中性氨水應過量，故答案為：小于；
⑤取10mL溶液③，加水稀釋到100mL，溶液濃度為原來的

1

10

，為0.01mol/L，由Kw=c（OH^-）?c（H⁺）可知，c（OH^-）=10^-12 mol?L^-1，則此時溶液中由水電離出的c（H⁺）=10^-12 mol?L^-1，
故答案為：10^-12 mol?L^-1．

點評：本題考查較為綜合，涉及弱電解質的電離和鹽類的水解以及難溶電解質的溶解平衡等問題，綜合考查學生的化學知識應用能力和分析能力，題目難度中等．