Question

選修四模塊的平衡理論主要包括：化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡和溶解平衡四種，且均符合勒夏特列原理．請回答下列問題：
（1）一定溫度下，在一個固定容積的密閉容器中，可逆反應(yīng) A（g）+2B（g）?4C（g）△H＞0達(dá)到平衡時，c（A）=2mol?L^-1，c（B）=7mol?L^-1，c（C）=4mol?L^-1．試確定B的起始濃度c（B）的取值范圍是

 

；
（2）常溫下，取pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL，向其中分別加入適量的Zn粒，反應(yīng)過程中兩溶液的pH變化如圖所示．則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是

 

（ 填“A”或“B”）．設(shè)鹽酸中加入的Zn質(zhì)量為m₁，醋酸溶液中加入的Zn質(zhì)量為m₂． 則m₁

 

m₂（ 選填“＜”、“=”、“＞”）．
（3）在體積為3L的密閉容器中，CO與H₂在一定條件下反應(yīng)生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ?mol^-1．反應(yīng)達(dá)到平衡時，平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

，升高溫度，K值

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）難溶電解質(zhì)在水溶液中也存在溶解平衡．在常溫下，溶液里各離子濃度以它們化學(xué)計量數(shù)為方次的乘積是一個常數(shù)，叫溶度積常數(shù)．例如：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），Ksp=c（Cu²⁺）c²（OH^-）=2×10^-20．當(dāng)溶液中各離子濃度計量數(shù)方次的乘積大于溶度積時，則產(chǎn)生沉淀．若某CuSO₄溶液里c（Cu²⁺）=0.02mol?L^-1，如果生成Cu（OH）₂沉淀，應(yīng)調(diào)整溶液pH，使pH大于

 

．

Answer 1

考點：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,常見離子的檢驗方法,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）該反應(yīng)可能是由C轉(zhuǎn)化為A、B，也可能是由A、B轉(zhuǎn)化為C，采用極限法判斷B的取值范圍；
（2）pH=2的鹽酸和醋酸，醋酸濃度大于鹽酸，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，醋酸繼續(xù)電離出氫離子；酸與足量的金屬反應(yīng)時，需要金屬的質(zhì)量與酸的物質(zhì)的量成正比；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
（4）要使溶液中產(chǎn)生沉淀，則c（OH^-）＞

Ksp c(Cu2+)

，再根據(jù)水的離子積常數(shù)計算氫離子濃度，從而計算溶液的pH．

解答： 解：（1）該反應(yīng)可能是由C轉(zhuǎn)化為A、B，也可能是由A、B轉(zhuǎn)化為C，如果該反應(yīng)由A、B轉(zhuǎn)化為C，轉(zhuǎn)化為C時需要c（B）=

1

2

c（C）=2mol/L，則B的初始濃度為9mol/L，如果反應(yīng)是由C轉(zhuǎn)化為A和B，轉(zhuǎn)化為2mol/LA時，轉(zhuǎn)化為B為4mol/L，則原來氣體中存在B為3mol/L，所以B初始濃度范圍為：3mol?L^-1～9mol?L^-1，
故答案為：3mol?L^-1～9mol?L^-1；
（2）pH=2的鹽酸和醋酸，醋酸濃度大于鹽酸，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，醋酸繼續(xù)電離出氫離子，所以醋酸pH變化較緩慢，則醋酸溶液中pH變化曲線為B；
酸與足量的金屬反應(yīng)時，需要金屬的質(zhì)量與酸的物質(zhì)的量成正比，pH相等的醋酸和鹽酸，醋酸濃度大于元素，等體積等pH的醋酸和鹽酸，醋酸的物質(zhì)的量大于鹽酸，所以醋酸需要金屬的質(zhì)量多，故答案為：B；＜；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，則平衡常數(shù)減小，故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；減��；
（4）要使溶液中產(chǎn)生沉淀，則c（OH^-）＞

Ksp c(Cu2+)

mol/L=

2×10-20 0.02

=10^-9 mol/L，再根據(jù)水的離子積常數(shù)得氫離子濃度＜

10-14

10-9

mol/L=10^-5mol/L，則pH大于5，故答案為：5．

點評：本題考查較綜合，涉及難溶物的溶解平衡、化學(xué)平衡常數(shù)、弱電解質(zhì)的電離等知識點，根據(jù)溶度積常數(shù)、化外界條件對化學(xué)平衡的影響、弱電解質(zhì)的電離特點來分析解答，題目難度不大．