Question

9．在一個(gè)體積為2L的真空密閉容器中加入0.5molCaCO₃，發(fā)生反應(yīng)CaCO₃（s）=CaO （s）+CO₂（g），測(cè)得二氧化碳的物質(zhì)的量濃度隨溫度的變化關(guān)系如圖表示，圖中A表示CO₂的平衡濃度與溫度的關(guān)系曲線，B表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時(shí)間時(shí)CO₂的物質(zhì)的量濃度的變化曲線．請(qǐng)按要求回答下列問題：
（1）該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填吸或放），溫度為T₅℃時(shí)，該反應(yīng)耗時(shí)40s達(dá)到平衡，則T₅℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值為0.2．
（2）如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)bc（選填編號(hào)）．
a．一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)      b．在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小
c．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)      d．在平衡移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速率先減小后增大
（3）請(qǐng)說明隨溫度的升高，曲線B向曲線A逼近的原因：隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短．

物質(zhì)	電離平衡常數(shù)（25℃）
C6H5OH	Ki=1.28×10-10
H2CO3	Ki1=4.3×10-7
	Ki2=5.6×10-11

（4）在T₅℃下，維持溫度和容器體積不變，向上述平衡體系中再充入0.5molN₂，則最后平衡時(shí)容器中的CaCO₃的質(zhì)量為10g．
（5）已知苯酚和碳酸的電離平衡常數(shù)如圖所示請(qǐng)寫出二氧化碳通入苯酚鈉溶液的化學(xué)反應(yīng)離子方程式C₆H₅O^-+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+HCO₃^-，請(qǐng)用電離平衡原理解釋上述反應(yīng)發(fā)生的原因以及確定生成物的依據(jù)二氧化碳與水結(jié)合生成碳酸，且碳酸酸性比苯酚酸性強(qiáng)，故能生成苯酚．碳酸的電離分兩步：第一步：H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，該步電離出的H⁺更容易結(jié)合C₆H₅O^-生成酸性更弱的C₆H₅OH，導(dǎo)致第一步電離平衡正向移動(dòng)，第二步電離：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，C₆H₅OH酸性大于HCO₃^-，所以第二步電離出的H⁺更容易結(jié)合CO₃^2-而不容易結(jié)合C₆H₅O^-，故不影響第二步電離平衡．

Answer 1

分析 （1）由圖象判斷溫度與平衡移動(dòng)的影響，再判斷反應(yīng)中的熱效應(yīng)；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式可知，平衡常數(shù)K=c（CO₂）計(jì)算；
（2）平衡常數(shù)增大，說明平衡正向移動(dòng)，結(jié)合溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響判斷；
（3）根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響判斷：溫度越高，反應(yīng)速率越大，反之，溫度越低；
（4）由于容器體積不變，平衡體系中再充入0.5molN₂，平衡不移動(dòng)，據(jù)此計(jì)算；
（5）由電離平衡常數(shù)可知，苯酚的酸性弱于碳酸但比碳酸氫根強(qiáng)，據(jù)此答題．

解答 解：（1）由圖象可知，隨著溫度的升高，二氧化碳的平衡濃度增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式可知，平衡常數(shù)K=c（CO₂），所以T₅℃時(shí)，K=c（CO₂）=0.2，
故答案為：吸熱； 0.2；
（2）平衡常數(shù)增大，說明平衡正向移動(dòng)，此時(shí)改變的條件為升高溫度，如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，則
a．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故a錯(cuò)誤；
b．在平衡移動(dòng)時(shí)，由于是升高溫度，所以正、逆反應(yīng)速率都增大，由于該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以平衡移動(dòng)后溫度會(huì)有所降低，所以正逆反應(yīng)速率都會(huì)減小，故b正確；
c．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故c正確；
d．根據(jù)b的分析可知，d錯(cuò)誤；
故選bc；
（3）根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響可知，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短，所以曲線B向曲線A逼近，
故答案為：隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短；
（4）由于容器體積不變，平衡體系中再充入0.5molN₂，平衡不移動(dòng)，所以在T₅℃時(shí)，二氧化碳的物質(zhì)的量為2L×0.2mol/L=0.4mol，則被分解的CaCO₃的質(zhì)量為100×0.4g=40g，所以平衡時(shí)容器中的CaCO₃的質(zhì)量為0.5mol×100g/mol-40g=10g，
故答案為：10；
（5）二氧化碳通入苯酚鈉溶液的化學(xué)反應(yīng)離子方程式為C₆H₅O^-+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+HCO₃^-，由電離平衡常數(shù)可知，苯酚的酸性弱于碳酸但比碳酸氫根強(qiáng)，二氧化碳與水結(jié)合生成碳酸，且碳酸酸性比苯酚酸性強(qiáng)，故能生成苯酚，碳酸的電離分兩步：第一步：H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，該步電離出的H⁺更容易結(jié)合C₆H₅O^-生成酸性更弱的C₆H₅OH，導(dǎo)致第一步電離平衡正向移動(dòng)，第二步電離：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，C₆H₅OH酸性大于HCO₃^-，所以第二步電離出的H⁺更容易結(jié)合CO₃^2-而不容易結(jié)合C₆H₅O^-，故不影響第二步電離平衡，
故答案為：C₆H₅O^-+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+HCO₃^-；由電離平衡常數(shù)可知，苯酚的酸性弱于碳酸但比碳酸氫根強(qiáng)，二氧化碳與水結(jié)合生成碳酸，且碳酸酸性比苯酚酸性強(qiáng)，故能生成苯酚，碳酸的電離分兩步：第一步：H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，該步電離出的H⁺更容易結(jié)合C₆H₅O^-生成酸性更弱的C₆H₅OH，導(dǎo)致第一步電離平衡正向移動(dòng)，第二步電離：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，C₆H₅OH酸性大于HCO₃^-，所以第二步電離出的H⁺更容易結(jié)合CO₃^2-而不容易結(jié)合C₆H₅O^-，故不影響第二步電離平衡．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了影響平衡常數(shù)的因素、影響平衡移動(dòng)的因素、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用等知識(shí)，中等難度，答題時(shí)注意學(xué)會(huì)從圖中獲取信息，并注意對(duì)平衡常數(shù)概念的理解．