10.回答下列問題
(1)向一體積不變的密閉容器中加入2molNO2氣體,發(fā)生反應2NO2(g)?N2O4(g),反應達平衡后,N2O4的體積分數(shù)為a,在溫度不變的條件下,再向該容器加入1molN2O4氣體,反應重新達平衡后,N2O4的體積分數(shù)為b,則a<b(填“>”“=”“<”,)
(2)已知膽礬溶于水時溶液溫度降低.膽礬分解的熱化學方程式為CuSO4•5H2O(s)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4(s)+5H2O(l)△H=+Q1 mol•L-1.室溫下,若將1mol無水硫酸銅溶解為溶液時放熱Q2 kJ,則Q1>Q2(填寫>,=或<)
(3)水的電離平衡曲線如圖所示,若以A點表示25℃時水電離平衡的離子的濃度,當溫度升高至100℃時,水的電離平衡狀態(tài)變?yōu)榱薆點,則
①25℃時,將pH=11的NaOH溶液與pH=4的硫酸溶液混合,若所得混合溶液pH=9,則NaOH溶液與硫酸溶液的體積比為1:9.
②pH=8的Ba(OH)2溶液與pH=5的稀鹽酸混合,并保持100℃恒溫,欲使混合溶液pH=7,則Ba(OH)2溶液與鹽酸體積之比為2:9.
③100℃時若10體積的某強酸溶液與1體積的某強堿溶液混合后,溶液呈中性,則混合前該強酸的pH與強堿的pH之間應滿足的關系式是pH+pH=13.

分析 (1)據(jù)壓強增大時,平衡向氣體體積減小的方向移動分析;
(2)膽礬溶于水時可分為兩步,一是膽礬分解成無水硫酸銅,二是無水硫酸銅溶解,然后結合蓋斯定律來解答;
(3)①設出氫氧化鈉溶液為x和硫酸溶液的體積為y,根據(jù)題中數(shù)據(jù)列式計算出體積之比;
②設出氫氧化鋇溶液、鹽酸溶液的體積,然后根據(jù)溶液的pH列式計算出二者的體積比;
③設出酸溶液的pH為a,堿溶液的pH為b,根據(jù)100℃時及體積關系列式計算.

解答 解:(1)體積不變,溫度不變的條件下,再向該容器加入1molN2O4,由于生成物濃度增大,平衡逆向移動,但逆向移動時壓強增大,所以,移動的結果不如原平衡,所以,N2O4的體積分數(shù)比原平衡大,故答案為:<;
(2)膽礬溶于水時溶液溫度降低,可知其為吸熱過程,△H>0,
1mol膽礬分解生成1molCuSO4(s)時,CuSO4•5H2O(s)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4(s)+5H2O(l)△H=+Q1 KJ•mol-1
1molCuSO4(s)溶解時放熱Q2 kJ
可得如下圖所示關系,

根據(jù)蓋斯定律,則有△H=Q1+(-Q2)>0,則Q1>Q2,
故答案為:>;
(3)①設氫氧化鈉溶液的體積為xL,硫酸溶液的體積為yL,pH=11的NaOH溶液中,氫氧根離子的濃度為:10-3mol/L,pH=4的硫酸溶液中氫離子濃度為:10-4mol/L,
二者混合后溶液的pH=9,溶液酸性堿性,溶液中氫氧根離子的濃度為10-5mol/L,即氫氧化鈉過量,即10-3mol/L×xL-10-4mol/L×y=10-5mol/L(x+y),
解得x:y=1:9,
故答案為:1:9;
②設氫氧化鋇容溶液的體積為xL,鹽酸的體積為y,pH=8的Ba(OH)2溶液,溶液中c(OH-)=1×10-4mol/L,
pH=5的稀鹽酸溶液中c(H+)=1×10-5mol/L,
欲使混合溶液pH=7,溶液此時顯堿性,即混合后c(OH-)=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=1×10-5mol/L,即$\frac{1{0}^{-4}x-1{0}^{-5}y}{x+y}$=1×10-5mol/L,解得x:y=2:9,
故答案為:2:9;
③設強酸溶液的pH為a,體積為10V,溶液中氫離子濃度為:10-amol/L;堿溶液的pH為b,體積為V,溶液中氫氧根離子的濃度為:10-(12-b)mol/L,
混合后溶液呈中性,則滿足溶液中氫離子的物質的量大于氫氧根離子的物質的量,即10-amol/L×10VL=10-(12-b)mol/L×VL,
解得:1-a=b-12,a+b=13,
故答案為:pH+pH=13.

點評 本題考查了水的電離平衡分析,離子積常數(shù)的計算應用,注意離子積是一定溫度下的常數(shù),隨溫度改變,掌握基礎是關鍵,題目難度中等.

練習冊系列答案
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C.用廣泛pH試紙測得某溶液的pH為2.3
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(2)可能存在的物質是NaNO3
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