Question

Ⅰ電離平衡常數(shù)（用K表示）的大小可以判斷電解質(zhì)的相對強弱．25℃時，有關(guān)物質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下表所示：

化學式	HF	H2CO3	HClO
電離平衡常數(shù) （K）	7.2×10-4	K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11	3.0×10-8

（1）物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L的下列四種溶液：①Na₂CO₃溶液 ②NaHCO₃溶液 ③NaF溶液 ④NaClO溶液．依據(jù)數(shù)據(jù)判斷pH由大到小的順序是

 

．
（2）25℃時，在20mL0.1mol?L^-1氫氟酸中加入VmL0.1mol?L^-1NaOH溶液，測得混合溶液的pH變化曲線如圖所示，下列說法正確的是

 

．
A．pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中，由水電離出的c（H⁺）相等
B．①點時pH=6，此時溶液中，c（F^-）-c（Na⁺）=9.9×10^-7mol/L
C．②點時，溶液中的c（F^-）=c（Na⁺）
D．③點時V=20mL，此時溶液中c（F^-）＜c（Na⁺）=0.1mol?L^-1
（3）已知25℃時，①HF（aq）+OH^-（aq）=F^-（aq）+H₂O（l）△H=-akJ?mol^-1，
②H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-bkJ?mol^-1，
氫氟酸的電離方程式及熱效應(yīng)可表示為

 

．
（4）長期以來，一直認為氟的含氧酸不存在．1971年美國科學家用氟氣通過細冰末時獲得HFO，其結(jié)構(gòu)式為H-O-F．HFO與等物質(zhì)的量的H₂O反應(yīng)得到HF和化合物A，則每生成1molHF轉(zhuǎn)移

 

mol電子．
Ⅱ氯化硫酰（SO₂Cl₂）主要用作氯化劑．它是一種無色液體，熔點-54.1℃，沸點69.1℃．氯化硫酰可用干燥的二氧化硫和氯氣在活性炭催化劑存在下反應(yīng)制�。�
SO₂（g）+Cl₂（g）SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ?mol^-1
（1）試寫出常溫常壓下化學平衡常數(shù)K的表達式：K=

 

；
（2）對上述反應(yīng)，若要使化學平衡常數(shù)K增大，化學反應(yīng)速率v_正也增大，可采取的措施是

 

（選填編號）．
a．降低溫度                    b．移走SO₂Cl₂
c．增加反應(yīng)物濃度              d．無法滿足上述條件
（3）下列描述中能說明上述反應(yīng)已達平衡的是

 

（選填編號）．
a．υ（Cl₂）=υ（SO₂）               b．容器中氣體壓強不隨時間而變化
c．c（Cl₂）：c（SO₂）=1：1           d．容器中氣體顏色不隨時間兩變化
（4）300℃時，體積為1L的密閉容器中充入16.20g SO₂Cl₂，達到平衡時容器中含SO₂ 7.616g．若在上述中的平衡體系中，再加入16.20g SO₂Cl₂，當再次達平衡時，容器中含SO₂的質(zhì)量范圍是

 

．

Answer 1

分析：I．（1）等物質(zhì)的量濃度的鈉鹽溶液，酸根離子水解程度越大其溶液的pH越大；
（2）A．酸或堿抑制水電離，含有弱根離子的鹽促進水電離；
B．根據(jù)電荷守恒計算；
C．根據(jù)電荷守恒計算；
D．等物質(zhì)的量的氫氟酸和氫氧化鈉恰好反應(yīng)生成氟化鈉，溶液呈堿性，根據(jù)電荷守恒判斷，注意等體積混合時，不水解離子濃度變?yōu)樵瓉淼囊话耄?br />（3）利用蓋斯定律分析，注意氫氟酸是弱電解質(zhì)；
（4）根據(jù)原子守恒確定A，再根據(jù)化合價變化計算轉(zhuǎn)移電子；
II．（1）化學平衡常數(shù)是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
（2）平衡常數(shù)只受溫度影響，將化學平衡常數(shù)K增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)移動，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故應(yīng)降低溫度，化學反應(yīng)速率降低，據(jù)此解答；
（3）達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，百分含量不變，以及由此衍生其它一些物理量不變，據(jù)此結(jié)合選項判斷；
（4）再加入16.20g SO₂Cl₂，平衡向生成二氧化硫的方向移動，平衡時二氧化硫的質(zhì)量增大，可以等效為增大壓強，SO₂Cl₂轉(zhuǎn)化率降低，平衡時二氧化硫的質(zhì)量小于原平衡時的2倍．

解答：I．（1）等物質(zhì)的量濃度的鈉鹽溶液，酸根離子水解程度越大其溶液的pH越大，酸的電離常數(shù)越小其酸根離子水解程度越大，所以等物質(zhì)的量濃度的①Na₂CO₃溶液②NaHCO₃溶液③NaF溶液④NaClO溶液中pH由大到小的順序是：①④②③，故答案為：①④②③；
（2）A．氫氟酸抑制水電離，氟化鈉促進水電離，所以pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中，由水電離出的不相等，故錯誤；
B．①點時pH=6，溶液中存在電荷守恒，c（F^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），所以c（F^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=9.9×10^-7mol/L，故正確；
C．②點時，溶液呈中性，c（OH^-）=c（H⁺），溶液中存在電荷守恒，c（F^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），
所以c（F^-）=c（Na⁺），故正確；
D．③點時V=20mL，此時溶液中溶質(zhì)在氟化鈉，溶液呈堿性，根據(jù)電荷守恒知c（F^-）＜c（Na⁺），但等體積混合時不水解的離子濃度變?yōu)樵瓉淼囊话�，所以c（F^-）＜c（Na⁺）=0.05mol/L，故錯誤；
故選BC；
（3）通過表格知，氫氟酸是弱電解質(zhì)，將方程式①-②得HF（aq）?H⁺（aq）+F^-（aq）△H=-（a-b）KJ?mol^-1，故答案為：HF（aq）?H⁺（aq）+F^-（aq）△H=-（a-b）KJ?mol^-1；
（4）根據(jù)原子守恒知，該反應(yīng)方程式為：HFO+H₂O=HF+H₂O₂，根據(jù)元素化合價知，每生成1molHF轉(zhuǎn)移 1mol電子，故答案為：1；
II．（1）根據(jù)平衡常數(shù)公式知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

1

c(SO2)．c(Cl2)

，
故答案為：

1

c(SO2)．c(Cl2)

；
（2）平衡常數(shù)只受溫度影響，將化學平衡常數(shù)K增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)移動，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故應(yīng)降低溫度，化學反應(yīng)速率降低，故不能實現(xiàn)K增大的同時化學反應(yīng)速率v_正增大，故選d；
（3）a．υ（Cl₂）=υ（SO₂），沒有指明正、逆速率，無法判斷，故a錯誤；
b．隨反應(yīng)進行，氣體的物質(zhì)的量減小，壓強減小，容器中氣體壓強不隨時間而變化，說明達到平衡，故b正確；
c．平衡時氯氣與二氧化硫的濃度與起始濃度有關(guān)，起始濃度不同，平衡時二者濃度不同，若二者起始濃度相同，用于二者按1：1反應(yīng)，故任意時刻二者的濃度都相同，故c（Cl₂）：c（SO₂）=1：1不能說明達到平衡，故c錯誤；
 d．容器中氣體顏色不隨時間兩變化，說明氯氣的濃度不再變化，說明達到平衡，故d正確；
故答案為：bd；
（4）再加入16.20g SO₂Cl₂，平衡向生成二氧化硫的方向移動，平衡時二氧化硫的質(zhì)量增大，可以等效為增大壓強，SO₂Cl₂轉(zhuǎn)化率降低，平衡時二氧化硫的質(zhì)量小于原平衡時的2倍，故平衡時7.616g＜m（SO₂）＜15.232g，
故答案為：7.616g＜m（SO₂）＜15.232g．

點評：本題考查弱電解質(zhì)的電離、酸堿中和反應(yīng)、化學平衡常數(shù)、化學平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡的有關(guān)計算等，難度中等，注意平衡常數(shù)表達式中固體、純液體不需要寫出，II（5）中注意構(gòu)建平衡建立的途徑進行分析．