Question

4．（1）常溫下將NaOH溶液和一元弱酸HA溶液混合后．
回答下列問(wèn)題：
①若將PH=3的HA溶液和PH=11的NaOH溶液等體積混合后，溶液的PH值＜7（填＞、＜、=）
②若混合后溶液PH值等于7，則混合后溶液中各離子濃度大小次序?yàn)閏（A^-）=c（Na⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．
（2）已知常溫下K_sp[Al（OH）₃]=3×10^-34；K_sp[Fe（OH）₃]=4×10^-38在25℃向濃度均為0.1mol/L的AlCl₃和FeCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，
?請(qǐng)寫出最先生成沉淀的離子方程式Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．?當(dāng)溶液PH=10時(shí)，C（Al³⁺）=3×10^-22mol/L
（3）1909年化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室首次合成了氨．氨的應(yīng)用較多，據(jù)此回答下列問(wèn)題：合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為N_2（g）+3H_2（g）?2NH_3（g）；
①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
?②在一定條件下的2L密閉容器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并測(cè)得下列數(shù)據(jù)

物質(zhì)	N2	H2	NH3
起始（mol）	2	7	0
10s（mol）			1.6
平衡（mol）			2

平衡時(shí)，N₂的轉(zhuǎn)化率為50%．
?③在一定溫度，一定體積的密閉容器中進(jìn)行合成氨的實(shí)驗(yàn)，下列不可以判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的為AD．
A、密度保持不變
B、平均分子量保持不變
C、氣體的總物質(zhì)的量保持不變
D、單位時(shí)間內(nèi)每消耗1molN₂的同時(shí)生成2mol氨氣
④汽車尾氣中含有較多的NO₂和NO若任意排放可形成光化學(xué)煙霧，利用NH₃可將其除去，同時(shí)得到不會(huì)污染空氣的物質(zhì)，試寫出NH₃與NO₂反應(yīng)的化學(xué)化學(xué)方程式8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O．

Answer 1

分析 （1）①pH=3的HA溶液濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10^-3mol/L，pH=11的NaOH溶液濃度為10^-3mol/L，二者等體積混合得到HA、NaA混合溶液，且HA的濃度遠(yuǎn)大于NaA的濃度，溶液呈酸性；
②混合后溶液pH=7，則溶液中c（OH^-）=c（H⁺），結(jié)合電荷守恒判斷；
（2）氫氧化鋁、氫氧化鐵的組成均為1：3型，氫氧化鐵的溶度積更小，先析出氫氧化鐵沉淀；
當(dāng)溶液pH=10時(shí)，根據(jù)K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）×c³（OH^-）=3×10^-34計(jì)算c（Al³⁺）；
（3）①化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出；
②根據(jù)平衡時(shí)氨氣的物質(zhì)的量計(jì)算參加反應(yīng)氮?dú)馕镔|(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算氮?dú)廪D(zhuǎn)化率；
③可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說(shuō)明到達(dá)平衡；
④NH₃與NO₂反應(yīng)得到不會(huì)污染空氣的物質(zhì)，反應(yīng)生成氮?dú)馀c水．

解答 解：（1）①pH=3的HA溶液濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10^-3mol/L，pH=11的NaOH溶液濃度為10^-3mol/L，二者等體積混合得到HA、NaA混合溶液，且HA的濃度遠(yuǎn)大于NaA的濃度，溶液呈酸性，則混合溶液的pH值＜7，
故答案為：＜；
②混合后溶液pH=7，則溶液中c（OH^-）=c（H⁺），由電荷守恒：c（A^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），可得：c（A^-）=c（Na⁺），則溶液中c（A^-）=c（Na⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案為：c（A^-）=c（Na⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）；
（2）氫氧化鋁、氫氧化鐵的組成均為1：3型，氫氧化鐵的溶度積更小，先析出氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)離子方程式為：Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
當(dāng)溶液pH=10時(shí)，c（OH^-）=10^-4mol/L，根據(jù)K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）×c³（OH^-）=3×10^-34，可得c（Al³⁺）=3×10^-22mol/L，
故答案為：Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；3×10^-22；
（3）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
②平衡時(shí)生成氨氣2mol，由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知參加反應(yīng)的氮?dú)鉃?mol×$\frac{1}{2}$=1mol，故氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為$\frac{1mol}{2mol}$×100%=50%，
故答案為：50%；
③A．容器容積不變，混合氣體總質(zhì)量不變，密度始終保持不變，故A錯(cuò)誤；
B．混合氣體總質(zhì)量不變，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總物質(zhì)的量減小，平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，當(dāng)平均分子量保持不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總物質(zhì)的量減小，當(dāng)氣體的總物質(zhì)的量保持不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．單位時(shí)間內(nèi)每消耗1molN₂的同時(shí)生成2mol氨氣，均表示正反應(yīng)熟練，反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行，故D錯(cuò)誤．
故選：AD；
④NH₃與NO₂反應(yīng)得到不會(huì)污染空氣的物質(zhì)，反應(yīng)生成氮?dú)馀c水，反應(yīng)方程式為：8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O，
故答案為：8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子濃度大小比較、溶液酸堿性判斷、溶度積有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷等，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說(shuō)明到達(dá)平衡．