Question

（1）研究硫及其化合物性质有重要意义．
硫酸工业生产中涉及如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）．向2L的容器中充入2mol SO₂、1mol O₂，SO₂的平衡转化率与温度的关系如图所示． T₁温度时反应进行到状态D时，v_（正）

 

v_（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．温度为T₁时，反应的平衡常数K=

 

．（单位必须写），若在T₃温度时，达平衡时测得反应放出的热量为Q₁．此时再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂并使之重新达到平衡，测得又放出热量Q₂．则下列说法正确的是

 

．（填字母编号）
a．容器的压强增大原来的两倍            b．Q₂一定等于Q₁
c．新平衡时SO₂的转化率一定大于80%      d．T₃时的平衡常数大于T₁时的平衡常数
（2）已知：25℃时，K_sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12，K_sp（MgF₂）=7.4×10^-11．25℃时，在Mg（OH）₂的悬浊液中加入少量的NH₄Cl固体，c（Mg²⁺）

 

 （填增大、减小或不变）；在等浓度的KOH和KF混合溶液中加入稀MgCl₂溶液，首先生成的沉淀是

 

 （写化学式）．
（3）Al₂（SO₄）₃溶液显示酸性，其原因是

 

（写离子方程式），向某酸化的Al₂（SO₄）₃溶液中加入NaHCO₃固体，出现的现象是：有大量气体产生，同时有白色沉淀，试用平衡移动原理解释原因：

 

．
（4）加热蒸发下列溶液，能析出得到原溶质的是

 

．
a．KNO₃溶液    b．AlCl₃溶液    c．Al₂（SO₄）₃溶液       d．盐酸
（5）25℃时，pH为4的氯化铵溶液和pH为4盐酸溶液中，由水电离出的H⁺浓度之比为

 

．

Answer 1

考点：转化率随温度、压强的变化曲线,化学平衡常数的含义,盐类水解的应用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题,盐类的水解专题

分析：（1）温度T1时，平衡点为A，D点二氧化硫转化率小于A，反应向正方向进行，V正＞V逆，根据温度T1时，反应的转化率列出三段求出平衡时各物质的浓度，带入平衡常数表达式；
T3时，达平衡时测得反应放出的热量为Q₁．此时再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，相当于原容器加压，平衡向正反应方向移动，所以放出的热量增大，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，平衡常数只与温度有关，根据图中数据，温度升高SO₂的转化率越小，平衡向逆反应移动，逆方向为吸热反应，正方向为放热反应，升高温度平衡常数降低；
（2）根据Mg（OH）₂沉淀溶解平衡Mg（OH）₂ （s）  Mg²⁺（aq）+2OH^- （aq），加入氯化铵，NH₄⁺消耗氢氧根使平衡右移，镁离子浓度增大；
氢氧化镁与氟化镁，结构相同，溶度积越小越先沉淀；
（3）Al₂（SO₄）₃是强酸弱碱盐，铝离子水解，溶液显示酸性，向某酸化的Al₂（SO₄）₃溶液中加入NaHCO₃固体，溶液中的铝离子与碳酸氢根离子发生双水解，生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体；
（4）b．AlCl₃溶液中氯化铝水解生成氢氧化铝和氯化氢，氯化氢加热易挥发，促进氯化铝的水解，故得不到氯化铝溶液；
d．氯化氢为易挥发性酸，加热降低氯化氢的溶解度，促进氯化氢的挥发；
（5）氯化铵是可水解的盐，对水的电离起到促进作用，盐酸是酸对水的电离起到抑制的作用．分别求出两种溶液中有水电离出的氢离子浓度，即可求解．

解答： 解：（1）温度T1时，平衡点为A，D点二氧化硫转化率小于A，反应向正方向进行，V正＞V逆，
转化的二氧化硫的物质的量：2mol×90%=1.8mol 
          2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）
起始浓度  1mol/L     0.5mol/L     0
转化浓度  0.9mol/L   0.45mol/L   0.9mol/L
平衡浓度  0.1mol/L   0.05mol/L   0.9mol/L   K=

[SO3]2

[SO2]2[O2]

=1620L/mol，故答案为：1620L/mol；
T3时，若再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，若平衡不移动压强变为原来的2倍，但是该反应前后气体系数不同，加入2mol SO₂、1mol O₂，相当增大压强平衡向正方向移动，故a错误；达平衡时测得反应放出的热量为Q₁．此时再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，相当于原容器加压，平衡向正反应方向移动，所以放出的热量增大，故Q₂＞Q₁，故b错误；平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，故c正确；正反应为放热反应，升高温度K减小，故d错误，故选c，
故答案为：＞；1620L/mol；c；
（2）根据Mg（OH）₂沉淀溶解平衡Mg（OH）₂ （s）Mg²⁺（aq）+2OH^- （aq），加入氯化铵，NH₄⁺消耗氢氧根使平衡右移，镁离子浓度增大；故答案为：增大；
氢氧化镁与氟化镁，结构相同，K_sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12，K_sp（MgF₂）=7.4×10^-11，二者氢氧化镁溶解度更小，先沉淀，故答案为：Mg（OH）₂；
故答案为：增大；Mg（OH）₂；所以溶液显酸性；
（3）Al₂（SO₄）₃是强酸弱碱盐，铝离子水解：Al³⁺+3H₂O   Al（OH）₃+3H⁺所以溶液显酸性，加入碳酸氢钠后，碳酸氢根离子发生水解：HCO₃^-+H₂O H₂CO₃+OH^-，水解生成的氢氧根离子与铝离子水解生成的氢离子反应，双方相互促进，发生双水解，所以有大量气体产生，同时有白色沉淀，
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；铝离子和碳酸氢根离子发生双水解，相互促进，使水解平衡向正方向进行；
（4）a．硝酸钾溶液中不存在水解物质，蒸干水后得到硝酸钾固体，故a正确；
b．AlCl₃水解生成氢氧化铝和氯化氢，加热氯化氢易挥发，促进水解平衡向右移动，所以整个该溶液得到的是氢氧化铝固体，故b错误；
c．Al₂（SO₄）₃虽然水解但是生产的硫酸是难挥发性酸，蒸干溶液得到仍然是硫酸铝固体，故c正确；
d．盐酸是挥发性酸，加热促进氯化氢的挥发，蒸干后得不到原溶质，故d错误；
故选ac；
（5）pH=4的氯化铵溶液中，水电离的氢离子浓度：C（H⁺）=10^-4mol/L，pH=4的盐酸溶液中，水电离的氢离子的浓度：C（H⁺）′=10^-10mol/L，C（H⁺）：C（H⁺）′=10⁶（或 10⁶：1），故答案为：10⁶（或 10⁶：1）．

点评：本题考查化学平衡图象与影响因素、化学平衡常数计算、沉淀溶解平衡移动的影响因素与溶度积规则、水的电离，题目较为综合，是对知识的综合利用，注意转化率温度图象的应用，水解平衡移动的影响因素，难度中等．