Question

10．（1）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少最Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：N₂（g）+3H₂O（g）?2NH₃（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）△H=aJ/mol，進(jìn)一步研究NH₃生成量與溫度的關(guān)系，常壓下達(dá)到平衡時測得部分實驗數(shù)據(jù)如表：

T/K	303	313	323
NH3生成量/（10-6mol）	4.8	5.9	6.0

此合成反應(yīng)的a＞0；△s＞0（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）己知：常溫下，0.1mol/L的某酸H₂A的pH=4，則該酸為弱酸（填“強”或“弱”）．
H₂A的電離方程式為H₂AH⁺+HA^-，該滾液中由水電離出的c（H⁺）=10^-10mol/L．
（3）25℃時，0.1mol/L的HA溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}=1{0}^{10}$．0.010.1mol/L的BOH溶液pH=12，請回答下列問題：
①HA是弱電解質(zhì)（填”強電解質(zhì)”或“弱電解質(zhì)”，下同）．
②在加水稀釋HA的過程中，隨著水量的增加而減小的是B（填字母）．
A.$\frac{c（{H}^{+}）}{c（HA）}$   B.$\frac{c（HA）}{c（{A}^{-}）}$   C．（H⁺）與c（OH^-）的乘積   D．c（OH^-）
③在體積相等、pH相等的HA溶液與鹽酸溶液中加入足量Zn，HA溶液中產(chǎn)生的氣體比鹽酸中產(chǎn)生的氣體多（填“多”“少”或“相等”）．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，NH₃生成量增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，結(jié)合反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)解答；
（2）在水溶液里只有部分電離的酸是弱酸，二元弱酸分步電離，酸性溶液中水電離出的氫離子濃度等于溶液中氫氧根離子濃度；
（3）①25℃時，0.1mol/L的HA溶液中$\frac{C（{H}^{+}）}{C（O{H}^{-}）}$=10¹⁰，c（OH^-）．c（H⁺）=10^-14，則該溶液中c（H⁺）=0.01mol，根據(jù)c（HA）與c（H⁺）相對大小確定酸強弱；
②加水稀釋促進(jìn)HA電離，溶液中HA電離增大程度小于溶液體積增大程度，所以c（H⁺）減小，溶液中c（HA）、c（A^-）減小，溶液溫度不變，離子積常數(shù)不變，則溶液中c（OH^-）增大；
③等pH時，弱電解質(zhì)的物質(zhì)的量濃度大于鹽酸的濃度，酸的物質(zhì)的量越大，產(chǎn)生的氫氣越多．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，NH₃生成量增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng)，a＞0，由方程式可知反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)的量增多，則△S＞0，故答案為：＞；＞；
（2）常溫下，0.1mol/L的某酸H₂A的pH=4，說明該酸部分電離，則為弱酸，H₂A是二元弱酸，分步電離，第一步電離方程式為：H₂A?H⁺+HA^-，酸性溶液中水電離出的氫離子濃度等于溶液中氫氧根離子濃度，所以該溶液中由水電離出的c（H⁺）_水=c（OH^-）=10^-10 mol/L，
故答案為：弱；H₂AH⁺+HA^-；10^-10 mol/L；
（3）①25℃時，0.1mol/L的HA溶液中$\frac{C（{H}^{+}）}{C（O{H}^{-}）}$=10¹⁰，c（OH^-）．c（H⁺）=10^-14，則該溶液中c（H⁺）=0.01mol＜0.1mol/L，所以HA是弱酸，則HA是弱電解質(zhì)；
故答案為：弱電解質(zhì)；
②加水稀釋促進(jìn)HA電離，溶液中HA電離增大程度小于溶液體積增大程度，所以c（H⁺）減小，溶液中c（HA）、c（A^-）減小，溶液溫度不變，離子積常數(shù)不變，則溶液中c（OH^-）增大；
A．加水稀釋促進(jìn)HA電離，n（H⁺）增大、n（HA）減小，溶液體積相同，所以$\frac{c（{H}^{+}）}{c（HA）}$ 增大，故錯誤；　　
B．加水稀釋促進(jìn)HA電離，n（A^-）增大、n（HA）減小，溶液體積相同，所以$\frac{c（HA）}{c（{A}^{-}）}$ 減小，故正確；
C．溫度不變，水的離子積常數(shù)不變，所以c（H⁺）與c（OH^-）的乘積不變，故錯誤；
D．加水稀釋促進(jìn)HA電離，溶液中HA電離增大程度小于溶液體積增大程度，所以c（H⁺）減小，溶液溫度不變，離子積常數(shù)不變，則溶液中c（OH^-）增大，故錯誤；
故選B；
③等pH的HA溶液和鹽酸，HA是弱酸，鹽酸是強酸，所以HA的物質(zhì)的量濃度大于鹽酸，等體積等pH的HA和鹽酸，HA的物質(zhì)的量大于鹽酸，所以向等體積、等pH的HA溶液和鹽酸中分別加入足量Zn，產(chǎn)生的H₂是HA多，
故答案為：多．

點評 本題考查弱電解質(zhì)的電離，側(cè)重于濃度對平衡移動的影響，溶液中離子濃度的比較，水解平衡的變化分析，溶液中的電荷守恒應(yīng)用，題目難度中等．