Question

20．2015年8月12日天津港發(fā)生了危化品特大爆炸事故，爆炸倉庫存有大量氰化鈉（NaCN）、硝酸銨、四氯化鈦等物品．
（1）NaCN溶液中各離子濃度大小關系為c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
已知NaCN遇酸能產(chǎn)生HCN；25℃時，HCN的電離常數(shù)K_a=6.2×10-¹⁰ mol•L-¹；CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=1.7×10-⁵ mol•L-¹．體積均為100mL、pH=2的CH₃COOH溶液和HCN溶液，加水稀釋過程中溶液的pH變化與溶液體積的關系如圖所示，則表示CH₃COOH溶的pH變化趨勢的曲線是A（選填“A”或“B”）；相同條件下，NaCN溶液的pH＞（選填“＞”、“=”或“＜”）CH₃COONa溶液的pH．
（2）200℃固體硝酸銨可以分解為N₂O和H₂O，此過程中每轉移電子8mol放出熱量84.8kJ，寫出此反應的熱化學方程式NH₄NO₃（s）=N₂O（g）+2H₂O（g）△H=-42.4 kJ•mol^-1．
（3）工業(yè)上用氯氣和二氧化鈦制備TiCl₄，一定條件下發(fā)生反應：
TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（g）+O₂（g）；△H＞0．此溫度下，該反應的平衡常數(shù)為400，在密閉容器中加入TiO₂（s）和Cl₂（g），反應到t時刻測得各組分的濃度如表所示：

物質	Cl2	TiCl4	O2
濃度/（mol•L-1）	0.44	0.6	0.6

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷t時刻此反應向正反應方向進行（選填“正”或“逆”）．
②若經(jīng)10min反應達到平衡，則該時間內反應速率v（Cl₂）=0.16mol•L^-1•min^-1；下列措施中，可以使平衡向右移動的是d（選填序號）．
a．使用催化劑b．增大壓強c．減小壓強d．升高溫度．

Answer 1

分析 （1）NaCN溶液中CN-離子水解，溶液顯堿性；25℃時，HCN的電離常數(shù)K_a=6.2×10-¹⁰ mol•L-¹；CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=1.7×10-⁵ mol•L-¹，都是弱酸說明醋酸酸性大于氰酸，酸越弱對應鹽的水解程度越大，溶液堿性越大；
（2）200℃固體硝酸銨可以分解為N₂O和H₂O，書寫化學方程式為NH₄NO₃=N₂O+2H₂O，反應中氮元素化合價-3價和+5價變化為+1價，電子轉移總數(shù)為4e^-，此過程中每轉移電子8mol放出熱量84.8kJ，則轉移4mol電子放出熱量42.4KJ，標注物質聚集狀態(tài)和對應反應焓變得到熱化學方程式；
（3）①計算t時刻濃度商Qc和平衡常數(shù)K比較平淡反應進行的方向；
②依據(jù)三段式列式計算起始量，結合平衡常數(shù)計算消耗濃度，用反應速率概念計算氯氣的反應速率；反應是氣體體積不變的吸熱反應，依據(jù)化學平衡移動原理和平衡影響因素分析選項判斷平衡正向進行的條件；

解答 解：（1）NaCN溶液中CN-離子水解，溶液顯堿性，溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；25℃時，HCN的電離常數(shù)K_a=6.2×10-¹⁰ mol•L-¹；CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=1.7×10-⁵ mol•L-¹，都是弱酸說明醋酸酸性大于氰酸，稀釋相同倍數(shù)，酸性弱的溶液PH變化小，則HCN溶液PH變化小，A為醋酸變化曲線，酸越弱對應鹽水解程度越大，相同條件下同濃度的NaCN溶液的pH大于CH₃COONa溶液的pH，
故答案為：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；A；＞；
（2）200℃固體硝酸銨可以分解為N₂O和H₂O，化學方程式為NH₄NO₃=N₂O+2H₂O，反應中氮元素化合價-3價和+5價變化為+1價，電子轉移總數(shù)為4e^-，此過程中每轉移電子8mol放出熱量84.8kJ，則轉移4mol電子放出熱量42.4KJ，標注物質聚集狀態(tài)和對應反應焓變得到熱化學方程式為：NH₄NO₃（s）=N₂O（g）+2H₂O（g）△H=-42.4 kJ•mol^-1，
故答案為：NH₄NO₃（s）=N₂O（g）+2H₂O（g）△H=-42.4 kJ•mol^-1；
（3）①TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（g）+O₂（g）；△H＞0．此溫度下，該反應的平衡常數(shù)為400，反應到t時刻測得各組分的濃度計算濃度商Qc=$\frac{0.6×0.6}{0.4{4}^{2}}$=1.86＜K=400，則反應正向進行，
故答案為：正；
 ②TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（g）+O₂（g）
起始量（mol/L）            1.64         0        0
變化量（mol/L）             1.2        0.6      0.6
t時刻量（mol/L）           0.44        0.6      0.6
若經(jīng)10min反應達到平衡，設平衡消耗氯氣濃度x，
              TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（g）+O₂（g）
起始量（mol/L）       1.64          0        0
變化量（mol/L）        x            0.5x     0.5x
t時刻量（mol/L）    1.64-x         0.5x     0.5x
$\frac{0.5x×0.5x}{（0.56-x）^{2}}$=400
x=1.6mol/L，
該時間內反應速率v（Cl₂）=$\frac{1.6mol/L}{10min}$=0.16mol/L•min，
a．使用催化劑改變化學反應速率不改變化學平衡，故a錯誤；
b．反應前后氣體不變，增大壓強平衡不變，故b錯誤；
c．反應前后氣體不變，減小壓強平衡不變，故c錯誤；
d． 反應是吸熱反應，升高溫度，平衡正向進行，故d正確；
故答案為：0.16；d；

點評 本題考查了鹽類水解、弱電解質電離平衡影響因素分析、熱化學方程式、化學平衡的計算和反應方向的計算應用，主要是影響化學平衡的因素的理解應用，題目難度中等．