Question

2．（1）向甲、乙兩個(gè)均為1L的密閉容器中，分別充入5mol SO₂和3mol O₂，發(fā)生反應(yīng)：2SO₂ （g）+O₂ （g）?2SO₃（g）△H＜0．甲容器在溫度為T₁的條件下反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)SO₃的物質(zhì)的量為4.5mol；乙容器在溫度為T₂的條件下反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)SO₃的物質(zhì)的量為4.6mol．則T₁＞T₂（填“＞”“＜”），甲容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=108L•mol^-1．
（2）如圖1所示，A是恒容的密閉容器，B是一個(gè)體積可變的充氣氣囊．保持恒溫，關(guān)閉K₂，分別將1mol N₂和3mol H₂通過K₁、K₃充入A、B中，發(fā)生的反應(yīng)為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），起始時(shí)A、B的體積相同均為1L．

①圖2示意圖中正確，且既能說明A容器中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，又能說明B容器中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是d．
②容器A中反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)所需時(shí)間t s，達(dá)到平衡后容器的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的$\frac{5}{6}$，則平均反應(yīng)速率v（H₂）=$\frac{1}{at}$mol•L^-1•S^-1．
（3）將0.1mol氨氣分別通入1L pH=1的鹽酸、硫酸和醋酸溶液中，完全反應(yīng)后三溶液中NH₄⁺離子濃度分別為c₁、c₂、c₃，則三者濃度大小的關(guān)系為c₁=c₂＜c₃ （用c₁、c₂、c₃和＞、＜、=表示）．

Answer 1

分析 （1）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，生成的SO₃越少；先利用三段式求出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，再根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$計(jì)算；
（2）①化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進(jìn)行判斷；
②已知反應(yīng)為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），通入1mol N₂和3mol H₂，達(dá)到平衡后容器的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的5/6，根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量比結(jié)合三段式計(jì)算；
（3）pH=1的醋酸中醋酸的濃度大于0.1mol/L，則通入0.1mol氨氣反應(yīng)后，醋酸有剩余，醋酸電離的氫離子能抑制銨根離子的電離，氨氣與硫酸和鹽酸恰好反應(yīng)．

解答 解：（2）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，生成的SO₃越少，達(dá)到平衡時(shí)甲容器中生成的三氧化硫的物質(zhì)的量少，則甲容器的溫度高，即T₁＞T₂；
2SO₂ （g）+O₂ （g）?2SO₃（g）
起始（mol/L）：5 3 0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：x 0.5x x
平衡（mol/L）：5-x 3-0.5x x
達(dá)到平衡時(shí)SO₃的物質(zhì)的量為4.5mol，則x=4.5mol/L，所以K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{4．{5}^{2}}{0．{5}^{2}×0.75}$=108L•mol^-1；
故答案為：＞；108L•mol^-1；
（3）①a．密度=$\frac{總質(zhì)量}{體積}$，總質(zhì)量一定，A中體積不變，故密度不變，所以不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．恒溫條件下，平衡常數(shù)保持不變，則不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；
c．都是正反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；
d．N₂的轉(zhuǎn)化率先增大，后保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，與圖象相符，故d正確；
故答案為：d；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）：1      3         0
轉(zhuǎn)化（mol）：x      3x       2x
平衡（mol）：1-x   3-3x      2x
達(dá)到平衡后容器的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的$\frac{5}{6}$，則$\frac{4-2x}{4}$=$\frac{5}{6}$，解得x=$\frac{1}{3}$，
v（H₂）=$\frac{\frac{1mol}{aL}}{ts}$=$\frac{1}{at}$mol•L^-1•S^-1；
故答案為：$\frac{1}{at}$mol•L^-1•S^-1；
（3）pH=1的醋酸中醋酸的濃度大于0.1mol/L，則通入0.1mol氨氣反應(yīng)后，醋酸有剩余，醋酸電離的氫離子能抑制銨根離子的電離，銨根離子濃度較大，氨氣與硫酸和鹽酸恰好反應(yīng)，所以溶液中銨根離子濃度：c₁=c₂＜c₃；
故答案為：c₁=c₂＜c₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及平衡常數(shù)計(jì)算、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡狀態(tài)判斷、弱電解質(zhì)的電離等知識(shí)點(diǎn)，這些都是高考高頻點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析、計(jì)算及知識(shí)運(yùn)用能力，注意只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，注意化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算中用物質(zhì)濃度而不是物質(zhì)的量計(jì)算，這些都是易錯(cuò)點(diǎn)．