Question

4．化學學科中的平衡理論主要包括：化學平衡、電離平衡、水解平衡和溶解平衡四種，且均符合勒夏特列原理．請回答下列問題：


（1）常溫下，取 pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL，向其中分別加入適量的Zn粒，反應過程中兩溶液的pH變化如圖1所示．則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是B （ 填“A”或“B”）． 設鹽酸中加入的Zn質(zhì)量為m₁，醋酸溶液中加入的Zn質(zhì)量為 m₂． 則m₁＜ m₂ （ 選填“＜”、“=”、“＞”）
（2）在體積為3L的密閉容器中，CO與H₂在一定條件下反應生成甲醇：CO （ g）+2H₂（ g）→CH₃OH（g）．反應達到平衡時，平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$，升高溫度，K值減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．在500℃，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H₂）=$\frac{{n}_{B}}{3{t}_{B}}$
（3）常溫下，某純堿溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色．說明該溶液呈堿性．在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時，甲同學認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH 所致；乙同學認為是溶液中Na₂CO₃電離出的CO₃^2-水解所致．請你設計一個簡單的實驗方案給甲和乙兩位同學的說法以評判（包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論）向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確．

Answer 1

分析 （1）醋酸為弱酸，等pH時，醋酸濃度較大，與鋅反應時，醋酸進一步電離出氫離子，則醋酸的pH變化較小，醋酸中存在電離平衡，氫離子和鋅反應時促進醋酸電離，補充反應的氫離子，pH變化等量時，消耗的鋅較多，以此解答；
（2）化學平衡常數(shù)等于生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應物的濃度系數(shù)次冪之積；化合反應一般為放熱反應，升高溫度平衡向吸熱方向移動；用v=$\frac{△c}{△t}$求算；
（3）酚酞遇堿變紅色，可知純堿溶液呈堿性；向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液（或加熱碳酸鈉溶液），根據(jù)顏色的變化分析．

解答 解：（1）由于醋酸是弱電解質(zhì)，與Zn反應同時，電離出H⁺，所以pH變化較緩慢，所以B曲線是醋酸溶液的pH變化曲線．由圖知鹽酸和醋酸的pH變化都是由2到4，鹽酸中氫離子濃度逐漸減小，但醋酸中存在電離平衡，氫離子和鋅反應時促進醋酸電離，補充反應的氫離子，所以醋酸是邊反應邊電離H⁺，故消耗的Zn多，所以m₁＜m₂．
故答案為：B；＜；
（2）因化學平衡常數(shù)等于生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應物的濃度系數(shù)次冪之積，所以K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$，化合反應一般為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，K值變小，v（H₂）=$\frac{△c（{H}_{2}）}{△t}$=$\frac{\frac{{n}_{B}mol}{3L}}{{t}_{B}}$=$\frac{{n}_{B}}{3{t}_{B}}$mol/（L•min），
故答案為：$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$；減小；$\frac{{n}_{B}}{3{t}_{B}}$；
（3）酚酞遇堿變紅色，該溶液呈紅色說明是堿性溶液，要驗證該溶液遇酚酞呈紅色原因，可用以下方法，
方法一：向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液顯紅色，說明甲正確，如果紅色褪去，說明乙正確；
方法二：加熱，如果紅色不變說明甲正確，如果紅色加深，說明乙正確，
故答案為：堿；向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確．

點評 本題考查弱電解質(zhì)的電離，側(cè)重于學生的分析能力的考查，為高考常見題型和高頻考點，有利于培養(yǎng)學生的良好的科學素養(yǎng)，提高學生學習的積極性，注意把握弱電解質(zhì)的電離特點和影響因素，難度不大．