Question

Ⅰ．800℃時(shí)，向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO和H₂O維持恒溫，發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)，反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：

反應(yīng)時(shí)間/min	0	2	4	6
n(CO)/mol	1.20	0.90		0.80
n(H2O)/ mol	0.60		0.20

 

①反應(yīng)在2 min內(nèi)的平均速率為v(H₂O)＝___________；

②800℃時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)K的值為_______________；

③保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20 mol H₂O，與原平衡相比，達(dá)到新平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率______（填“增大”或“減小”或“不變”）。

④在恒溫恒壓密閉容器中通入CO和H₂O各1 mol發(fā)生該反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，維持溫度與壓強(qiáng)不變，t₁時(shí)再通入各1 mol的CO和H₂O的混合氣體，請?jiān)谟覉D中畫出正(v_正)、逆(v_逆)反應(yīng)速率在t₁后隨時(shí)間t變化的曲線圖。

Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室中利用復(fù)分解反應(yīng)制取Mg(OH)₂。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象如下表所示（溶液體積均取用1mL）：

組別	藥品1	藥品2	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
I	0.01 mol/L NaOH溶液	0.01 mol/L MgCl2溶液	生成白色沉淀
II	0.01 mol/L氨水	0.01 mol/L MgCl2溶液	無現(xiàn)象
III	0.1 mol/L氨水	0.1  mol/L MgCl2溶液	現(xiàn)象III
IV	0.1 mol/L氨水	0.01 mol/L MgCl2溶液	生成白色沉淀
V	0.01 mol/L氨水	0.1 mol/L MgCl2溶液	無現(xiàn)象

 

①現(xiàn)象III是              ；

②如果向0.028 mol/L的MgCl₂溶液中加入等體積的NaOH溶液，請計(jì)算NaOH溶液的濃度至少達(dá)到

          mol/L時(shí)，溶液中開始出現(xiàn)白色沉淀（Ksp(Mg(OH)₂)= 5.6×10^-12）。

③MgCl₂溶液和氨水混合后存在下列化學(xué)平衡：Mg²⁺(aq) + 2NH₃·H₂O(aq)2NH₄⁺(aq) + Mg(OH)₂(s)該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=                      ，列出該反應(yīng)平衡常數(shù)K與K_b(NH₃·H₂O)、Ksp(Mg(OH)₂)的關(guān)系式              。

 

Answer 1

【答案】

（共15分）Ⅰ ①0.075 mol·L^－1·min^－1（2分）      ②1（2分） ③增大(1分)

④   （2分）

Ⅱ ①生成白色沉淀（2分）  ②4×10^-5 mol·L^－1（2分）③K＝；

K＝K_b²/K_sp（各2分）

【解析】

試題分析：Ⅰ.①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)在2 min時(shí)CO的物質(zhì)的量減少了1.20mol－0.90mol＝0.30mol。根據(jù)方程式可知，水蒸氣的物質(zhì)的量也減少0.30mol，其濃度是0.30mol÷2L＝0.15mol/L，所以2min內(nèi)的平均速率為v(H₂O)＝＝0.075 mol·L^－1·min^－1。

②2min時(shí)水蒸氣的物質(zhì)的量是0.30mol，3min時(shí)是0.20mol，減少0.10mol，則3min時(shí)CO的物質(zhì)的量是0.80mol。由于4min時(shí)CO的物質(zhì)的量也是0.8mol，這說明反應(yīng)在3min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，則

CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)

起始濃度（mol/L） 0.60    0.30       0      0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.20    0.20       0.20   0.20

平衡濃度（mol/L） 0.40    0.10       0.20   0.20

所以平衡常數(shù)K＝＝1.0

③保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20 mol H₂O，增大水蒸氣的濃度，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此CO的轉(zhuǎn)化率增大。

④維持溫度與壓強(qiáng)不變，t₁時(shí)再通入各1 mol的CO和H₂O的混合氣體，則容器的容積必然增大。由于反應(yīng)前后體積不變，所以平衡是等效的。但正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，而平衡狀態(tài)不變，因此正確的圖像是。

Ⅱ ①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)Ⅲ和Ⅳ相比，氨水的濃度相同，實(shí)驗(yàn)Ⅲ中氯化鎂的濃度高于實(shí)驗(yàn)Ⅳ中氯化鎂的濃度。由于實(shí)驗(yàn)Ⅳ中有白色沉淀氫氧化鎂生成，所以所以Ⅲ中一定生成白色沉淀氫氧化鎂。

②設(shè)NaOH溶液的濃度至少達(dá)到x，則混合物后溶液中是OH^－濃度0.5x。由于混合后溶液中鎂離子濃度是0.014mol/L，所以要生成氫氧化鎂沉淀，則(0.5x)²·0.014≥5.6×10^-12，解得x≥4×10^-5 mol/L。

③化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)方程式可知，該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。K＝＝K_b²/K_sp。

考點(diǎn)：考查反應(yīng)速率和平衡常數(shù)的計(jì)算；外界條件對平衡狀態(tài)的影響；溶解平衡以及溶度積常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用等