Question

10．回答下列問題
（1）向一體積不變的密閉容器中加入2molNO₂氣體，發(fā)生反應2NO₂（g）?N₂O₄（g），反應達平衡后，N₂O₄的體積分數(shù)為a，在溫度不變的條件下，再向該容器加入1molN₂O₄氣體，反應重新達平衡后，N₂O₄的體積分數(shù)為b，則a＜b（填“＞”“=”“＜”，）
（2）已知膽礬溶于水時溶液溫度降低．膽礬分解的熱化學方程式為CuSO₄•5H₂O（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄（s）+5H₂O（l）△H=+Q₁ mol•L^-1．室溫下，若將1mol無水硫酸銅溶解為溶液時放熱Q₂ kJ，則Q₁＞Q₂（填寫＞，=或＜）
（3）水的電離平衡曲線如圖所示，若以A點表示25℃時水電離平衡的離子的濃度，當溫度升高至100℃時，水的電離平衡狀態(tài)變?yōu)榱薆點，則
①25℃時，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℃時若10體積的某強酸溶液與1體積的某強堿溶液混合后，溶液呈中性，則混合前該強酸的pH與強堿的pH之間應滿足的關系式是pH_酸+pH_堿=13．

Answer 1

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

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，但逆向移動時壓強增大，所以，移動的結果不如原平衡，所以，N₂O₄的體積分數(shù)比原平衡大，故答案為：＜；
（2）膽礬溶于水時溶液溫度降低，可知其為吸熱過程，△H＞0，
1mol膽礬分解生成1molCuSO₄（s）時，CuSO₄•5H₂O（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄（s）+5H₂O（l）△H=+Q₁ KJ•mol^-1
1molCuSO₄（s）溶解時放熱Q₂ kJ
可得如下圖所示關系，

根據(jù)蓋斯定律，則有△H=Q₁+（-Q₂）＞0，則Q₁＞Q₂，
故答案為：＞；
（3）①設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設強酸溶液的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．

點評 本題考查了水的電離平衡分析，離子積常數(shù)的計算應用，注意離子積是一定溫度下的常數(shù)，隨溫度改變，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．