Question

20．（Ⅰ）在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：

t/℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K==$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$．
（2）该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是BC．
A．容器中压强不变
B．混合气体中C（CO）不变
C．V（H₂）_正=V（H₂O）_逆
D．c（CO₂）=c（CO）
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：C（CO₂）•C（H₂）=c（CO）•c（H₂O），试判断此时的温度为830℃．
（Ⅱ）难溶弱电解质在水溶液中既存在溶解平衡又存在电离平衡．
已知Cu（OH）₂═Cu²⁺+2OH^-，K_SP=c（Cu²⁺）•[c（OH^-）]²=2×l0^-20．当溶液中各离子浓度方次的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，反之固体溶解．
（1）某CuSO₄溶液里c（Cu²⁺）=0.02mol•L^-1，如要生成Cu（OH）₂沉淀，应调整沉淀pH使之大于5．
（2）要使0.2mol•L^-1CuSO₄溶液中Cu²⁺沉淀较为完全（使Cu²⁺浓度降至原来的千分之一），则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液PH为6．

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）根据平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积计算；
（2）根据温度对化学平衡、化学平衡常数的影响来回答；
（3）化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等，各组分浓度不变；
（4）计算平衡常数的值，可找出对应温度；
（Ⅱ）（1）根据K_sp=c（Cu²⁺）•[c（OH^-）]²=2×10^-20，根据Cu²⁺离子的浓度计算OH^-离子的浓度，根据水的离子积常数计算氢离子浓度，并以此计算溶液pH值；
（2）Cu²⁺沉淀较为完全浓度降至原来的千分之一，根据K_sp求出OH^-离子的浓度，再求pH．

解答 解：（Ⅰ）（1）因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以为K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$，故答案为：$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$；
（2）化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应方向吸热，
故答案为：吸热；
（3）A、反应是一个反应前后体积不变的反应，压强的改变不会要引起平衡移动，故A错误；
B、化学平衡时，各组分的浓度不随时间的改变而改变，故B正确；
C、化学平衡状态的标志是v_正=v_逆，所以v_正（H₂）=v_逆（H₂O）表明反应达到平衡状态，故C正确；
D、c（CO₂）=c（CO）时，不能表明正逆反应速率相等，不一定达到了平衡状态，故D错误；
故答案为：BC；
（4）由3c（CO₂）•c（H₂）=5c（CO）•c（H₂O），可知k=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$=1.0，对应温度为830℃，故答案为：830；
（Ⅱ）（1）某CuSO₄溶液里c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如果生成Cu（OH）₂沉淀，则应有c（OH^-）≥$\sqrt{\frac{2×1{0}^{-20}}{0.02}}$mol/L=10^-9mol/L，则c（H⁺）≤$\frac{1×1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$mol/L=10^-5mol/L，所以pH≥-lg（10^-5）=5，
故答案为：5；
（2）Cu²⁺沉淀较为完全是的浓度为$\frac{0.2mol/L}{1000}$=2×10^-4mol/L，
则c（OH^-）=$\sqrt{\frac{2×1{0}^{-20}}{2×1{0}^{-4}}}$mol/L═10^-8mol/L，
则c（H⁺）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1{0}^{-8}}$mol/L=10^-6mol/L，
所以pH=-lg（10^-6）=6，
故答案为：6．

点评 本题考查化学平衡的计算、溶度积常数的计算/化学平衡状态的判断，题目难度不大，注意平衡常数的利用和计算．