Question

Ⅰ．某溫度時(shí)，水的離子積為K_W=1×10^-12，則該溫度

 

25℃（填＞、=或＜=．在此溫度下，某溶液中由水電離出來的H⁺濃度為1×10^-10mol/L，則該溶液的pH可能為

 

．
Ⅱ．下列四種溶液：
①100mL 0.1mol/L H₂SO₄溶液；     ②100mL 0.15mol/L HCl溶液；
③100mL 0.2mol/L CH₃COOH溶液； ④200mL 0.1mol/L CH₃COOH溶液，
其中pH最小的是

 

（填序號(hào)，下同），由水電離的H⁺濃度最大的是

 

，與足量的Zn反應(yīng)，生成H₂最少的是

 

．已知某溫度下，醋酸的電離常數(shù)為4×10^-5，求0.1mol/L CH₃COOH溶液中的H⁺濃度

 

．
Ⅲ．在甲、乙兩個(gè)容積均為1L的密閉容器中，保持兩容器的溫度相同，進(jìn)行如下反應(yīng)：2A（g）+B（g）?pC（g），①向甲中通入3molA和1.5molB，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得其中C的體積分?jǐn)?shù)為40%；②向乙中通入1molA、0.5molB和2molC，平衡時(shí)測(cè)得C的體積分?jǐn)?shù)為M%．試回答：
（1）若M%=40%，且平衡時(shí)甲、乙壓強(qiáng)不同，則乙平衡時(shí)c（B）=

 

．
（2）若M%=40%，且平衡建立前后乙中壓強(qiáng)不同，則p=

 

，求此條件下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的壓強(qiáng)P₂與開始反應(yīng)時(shí)的壓強(qiáng)P₁之比，P₂：P₁=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,化學(xué)平衡建立的過程

專題：基本概念與基本理論

分析：I．水的電離是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)水電離，酸或堿抑制水電離，含有弱根離子的鹽促進(jìn)水電離；
II．氫離子濃度越大溶液的pH越��；酸電離出的氫離子濃度越大則水電離出的氫離子濃度越��；
根據(jù)原子守恒計(jì)算生成氫氣的量；根據(jù)電離平衡常數(shù)及溶液濃度計(jì)算氫離子濃度；
III．（1）溫恒容條件下，甲、乙平衡時(shí)測(cè)得C的體積分?jǐn)?shù)均為40%，應(yīng)為等效平衡，但平衡時(shí)甲、乙壓強(qiáng)不同，說明壓強(qiáng)不影響平衡移動(dòng)，則p=2+1=3，計(jì)算平衡時(shí)C的物質(zhì)的量，判斷反應(yīng)進(jìn)行方向，進(jìn)而計(jì)算平衡時(shí)B的物質(zhì)的量，據(jù)此解答；
（2）M%=40%，恒溫恒容條件下，應(yīng)為等效平衡，且平衡建立前后乙中壓強(qiáng)不同，說明該反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)發(fā)生變化，乙中按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到左邊滿足n（A）=3mol、n（B）=1.5mol，據(jù)此計(jì)算p的值；反應(yīng)開始時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)=

2mol

1mol+0.5mol+2mol

×100%=57.1%，大于平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)40%，故反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行建立平衡，令平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的C的物質(zhì)的量為amol，根據(jù)方程式表示出平衡時(shí)混合氣體總的物質(zhì)的量，根據(jù)平衡時(shí)C的體積發(fā)生列方程計(jì)算，再利用相同條件下壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算．

解答： 解：I．水的電離是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)水電離，某溫度時(shí)，水的離子積為K_W=1×10^-12＞1×10^-14，則該溫度＞25℃；酸或堿抑制水電離，含有弱根離子的鹽促進(jìn)水電離，在此溫度下，某溶液中由水電離出來的H⁺濃度為1×10^-10mol/L＜1×10^-7mol/L，則該溶液可能是酸或堿，如果是酸，溶液的pH=2，如果是堿，溶液的pH=10，
故答案為：高；2或10；
II．①中氫離子濃度為0.2mol/L，②中氫離子濃度為 0.15mol/L，③中氫離子濃度小于 0.2mol/L④中氫離子濃度小于 0.1mol/L，氫離子濃度越大溶液的pH越小，所以pH最小的是①；
酸電離出的氫離子濃度越大則水電離出的氫離子濃度越小，所以由水電離的H⁺濃度最大的是④；
根據(jù)原子守恒知，氫離子的物質(zhì)的量越小，生成的氫氣的量越少，氫離子的物質(zhì)的量最少的是②，所以生成氫氣的量最少的是②；
醋酸的電離常數(shù)為4×10^-5，則0.1mol/L CH₃COOH溶液中的H⁺濃度=

4×10-5×0.1

mol/L=2×10^-3mol/L，
故答案為：①；④；②；2×10^-3mol/L；
Ⅲ．（1）恒溫恒容條件下，甲、乙平衡時(shí)測(cè)得C的體積分?jǐn)?shù)均為40%，應(yīng)為等效平衡，但平衡時(shí)甲、乙壓強(qiáng)不同，說明壓強(qiáng)不影響平衡移動(dòng)，則p=2+1=3，故平衡時(shí)C的物質(zhì)的量=（1mol+0.5mol+2mol）×40%=1.4mol，則轉(zhuǎn)化的C的物質(zhì)的量=2mol-1.4mol=0.6mol，反應(yīng)逆向進(jìn)行，由方程式可知生成的B的物質(zhì)的量0.6mol×

1

3

=0.2mol，故平衡時(shí)B的物質(zhì)的量=0.5mol+0.2mol=0.7mol，則乙平衡時(shí)c（B）=

0.7mol

1L

=0.7mol/L，
故答案為：0.7mol/L；
（2）若M%=40%，恒溫恒容條件下，應(yīng)為等效平衡，且平衡建立前后乙中壓強(qiáng)不同，說明該反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)發(fā)生變化，乙中按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到左邊滿足n（A）=3mol、n（B）=1.5mol，則：
2A（g）+B（g）?pC（g），
2       1      p

4

p

mol  

2

p

mol   2mol
故：1mol+

4

p

mol=3mol  0.5mol+

2

p

mol=1.5mol，解得p=2，
反應(yīng)開始時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)=

2mol

1mol+0.5mol+2mol

×100%=57.1%，大于平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)40%，故反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行建立平衡，
令平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的C的物質(zhì)的量為amol，則：
2C（g）?2A（g）+B（g） 物質(zhì)的量增大
2                       1
amol                   0.5amol
故平衡時(shí)，混合氣體總的物質(zhì)的量=1mol+0.5mol+2mol+0.5amol=（3.5+0.5a）mol，
故

(2-a)mol

(3.5+0.5a)mol

=40%，解得a=0.5，
則平衡時(shí)的壓強(qiáng)P₂與開始反應(yīng)時(shí)的壓強(qiáng)P₁之比為P₂：P₁=（3.5+0.5×0.5）mol：3.5mol=15：14，
故答案為：2；15：14．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了弱電解質(zhì)的電離平衡、等效平衡等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)、等效平衡原理來分析解答，等效平衡的計(jì)算中采用一邊倒的方法進(jìn)行處理，然后結(jié)合題給信息進(jìn)行解答，題目難度中等．