Question

选修四模块的平衡理论主要包括：化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡四种，且均符合勒夏特列原理．请回答下列问题：
（1）一定温度下，在一个固定容积的密闭容器中，可逆反应 A（g）+2B（g）?4C （g）△H＞0 达到平衡时，c（A）=2mol?L^-1，c （ B）=7mol?L^-1，c （ C）=4mol?L^-1．试确定B的起始浓度c （B）的取值范围是

 

；若改变条件重新达到平衡后体系中C的质量分数增大，下列措施可行的是

 

．
A．增加C的物质的量         B．加压
C．升温                   D．使用催化剂
（2）常温下，取 pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示．则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是

 

 （ 填“A”或“B”）． 设盐酸中加入的Zn质量为m₁，醋酸溶液中加入的Zn质量为 m₂． 则
m₁

 

 m₂ （ 选填“＜”、“=”、“＞”） 
（3）在体积为3L的密闭容器中，CO与H₂在一定条件下反应生成甲醇：CO （ g）+2H₂（ g）→CH₃OH（g）△H=-91kJ?mol^-1．反应达到平衡时，平衡常数表达式K=

 

，升高温度，K值

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）难溶电解质在水溶液中也存在溶解平衡．在常温下，溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数，叫溶度积常数．例如：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺ （aq）+2OH^- （ aq），Ksp=c （Cu²⁺ ） c ²（OH ^- ）=2×10 ^-20．当溶液中各离子浓度计量数方次的乘积大于溶度积时，则产生沉淀．若某CuSO₄溶液里c（ Cu²⁺）=0.02mol?L^-1，如果生成Cu（OH）₂沉淀，应调整溶液pH，使pH大于

 

； 要使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀较为完全 （ 使Cu²⁺浓度降至原来的万分之一）则应向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH等于

 

．
（5）常温下，某纯碱（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈红色．则该溶液呈

 

性．在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时，甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH 所致；乙同学认为是溶液中Na₂CO₃电离出的CO₃^2-水解所致．请你设计一个简单的实验方案用来评判甲乙两位同学的观点是否正确（包括操作、现象和结论）

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡常数的含义,弱电解质在水溶液中的电离平衡,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）该反应可能是由C转化为A、B，也可能是由A、B转化为C，采用极限法判断B的取值范围；结合选项运用平衡移动原理分析解答；
（2）pH=2的盐酸和醋酸，醋酸浓度大于盐酸，随着反应的进行，醋酸继续电离出氢离子；酸与足量的金属反应时，需要金属的质量与酸的物质的量成正比；
（3）化学平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（4）要使溶液中产生沉淀，则c（OH^-）＞

Ksp c(Cu2+)

，再根据水的离子积常数计算氢离子浓度，从而计算溶液的pH．
（5）常温下，纯碱（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈红色，则该溶液呈碱性；
向红色溶液中加入足量BaCl₂溶液，生成碳酸钡沉淀，根据颜色的变化分析．

解答： 解：（1）该反应可能是由C转化为A、B，也可能是由A、B转化为C，如果该反应由A、B转化为C，转化为C时需要c（B）=

1

2

c（C）=2mol/L，则B的初始浓度为9mol/L，如果反应是由C转化为A和B，转化为2mol/LA时，转化为B为4mol/L，则原来气体中存在B为3mol/L，所以B初始浓度范围为：3mol?L^-1～9mol?L^-1，若改变条件重新达到平衡后体系中C的质量分数增大，应使平衡向正反应方向移动，
A．增加C的物质的量，等效为增大压强，平衡向逆反应方向移动，C的质量分数降低，故A错误；
B．加压，平衡向逆反应方向移动，C的质量分数降低，故B错误；
C．升温，平衡向正反应方向移动，C的质量分数增大，故C正确；
D．使用催化剂，平衡不移动，C的质量分数不变，故D错误；
故答案为：3mol?L^-1～9mol?L^-1 ；C；
（2）pH=2的盐酸和醋酸，醋酸浓度大于盐酸，随着反应的进行，醋酸继续电离出氢离子，所以醋酸pH变化较缓慢，则醋酸溶液中pH变化曲线为B；
酸与足量的金属反应时，需要金属的质量与酸的物质的量成正比，pH相等的醋酸和盐酸，醋酸浓度大于元素，等体积等pH的醋酸和盐酸，醋酸的物质的量大于盐酸，所以醋酸需要金属的质量多，故答案为：B；＜；
（3）化学平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；升高温度，平衡向逆反应方向移动，则平衡常数减小，故答案为：

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；减小；
（4）要使溶液中产生沉淀，则c（OH^-）＞

Ksp c(Cu2+)

=

2×10-20 0.02

mol/L═10^-9 mol/L，再根据水的离子积常数得氢离子浓度＜

10-14

10-9

mol/L=10^-5mol/L，则pH大于5；使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀较为完全（ 使Cu²⁺浓度降至原来的万分之一），Cu²⁺浓度降至为2×10^-5 mol/L，故c（OH^-）=

2×10-20 2×10-5

mol/L=10^-7mol/L，则c（H⁺）=10^-7mol/L，所以溶液的pH=-lg10^-7=7，
故答案为：5；7；
（5）要验证该溶液遇酚酞呈红色原因，可用以下方法：
方法一：向红色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液显红色，说明甲正确，如果红色褪去，说明乙正确；
方法二：加热，如果红色不变说明甲正确，如果红色加深，说明乙正确，
故答案为：碱；向红色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液还显红色说明甲正确，红色褪去说明乙正确．

点评：本题考查较综合，涉及难溶物的溶解平衡、化学平衡常数、弱电解质的电离、盐类的水解等知识点，根据溶度积常数、化外界条件对化学平衡的影响、弱电解质的电离特点来分析解答，题目难度不大