Question

8．（1）“氫能”將是未來(lái)最理想的新能源．工業(yè)上通常用生產(chǎn)水煤氣的方法制得氫氣．其中C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），在850℃時(shí)平衡常數(shù)K=1．若向1升的恒定密閉真空容器中同時(shí)加入x mol C和6.0mol H₂O．
①當(dāng)加熱到850℃反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志有AC．
A．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變   B．消耗水蒸氣的物質(zhì)的量與生成CO的物質(zhì)的量相等
C．混合氣的密度不變   D．單位時(shí)間有n個(gè)H-O鍵斷裂的同時(shí)有n個(gè)H-H鍵斷裂
②x應(yīng)滿足的條件是x＞2．
（2）氨是制備尿素的原料，NH₃、N₂H₄等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空、航天等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用．
氨氣溶于水得到氨水，在25℃下，將a mol/L的氨水與b mol/L的硫酸以3：2體積比混合反應(yīng)后溶液呈中性．用含a和b的代數(shù)式表示出氨水的電離平衡常數(shù)為$\frac{4b}{3a-4b}×1{0}^{-7}$．

Answer 1

分析 （1）①化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進(jìn)行判斷，得出正確結(jié)論；
②設(shè)轉(zhuǎn)化的水為amol，根據(jù)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算；
（2）根據(jù)電荷守恒：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-），現(xiàn)已知c（H⁺）=c（OH^-），所以c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）；K_b（NH₃•H₂O）=$\frac{c（O{H}^{-}）．c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}$，c（OH^-）=10^-7mol•L^-1，c（NH₄⁺）=$\frac{4b}{5}$ mol•L^-1，c（NH₃•H₂O）=（$\frac{3a}{5}$-$\frac{4b}{5}$ ） mol•L^-1

解答 解：（1）①A．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量增大、容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，當(dāng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
  B．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)都存在消耗水蒸氣的物質(zhì)的量與生成CO的物質(zhì)的量相等，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量增大、容器體積不變，所以混合氣體密度增大，當(dāng)混合氣的密度不變時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
  D．當(dāng)單位時(shí)間有2n個(gè)H-O鍵斷裂的同時(shí)有n個(gè)H-H鍵斷裂時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以當(dāng)單位時(shí)間有n個(gè)H-O鍵斷裂的同時(shí)有n個(gè)H-H鍵斷裂，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
故選AC；
 ②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），
開始（mol）：6 0 0
轉(zhuǎn)化（mol）：a a a
平衡（mol）：6-a a a
K=$\frac{a．a(chǎn)}{6-a}$=1，a=2，故x應(yīng)滿足的條件是：x＞2，
故答案為：x＞2；
（2）根據(jù)電荷守恒：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-），現(xiàn)已知c（H⁺）=c（OH^-），所以c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）；c（OH^-）=10^-7mol•L^-1，c（NH₄⁺）=$\frac{4b}{5}$ mol•L^-1，c（NH₃•H₂O）=（$\frac{3a}{5}$-$\frac{4b}{5}$ ） mol•L^-1，K_b（NH₃•H₂O）=$\frac{c（O{H}^{-}）．c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}$=$\frac{1{0}^{-7}×\frac{4b}{5}}{\frac{3a}{5}-\frac{4b}{5}}$=$\frac{4b}{3a-4b}×1{0}^{-7}$，
故答案為：$\frac{4b}{3a-4b}×1{0}^{-7}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、弱電解質(zhì)的電離、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析、判斷及計(jì)算能力，明確各個(gè)物理量之間的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是（2）題計(jì)算，靈活運(yùn)用電離平衡常數(shù)公式即可．