Question

Ⅰ．800℃時，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，發生反應CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)，反應過程中測定的部分數據見下表：

反應時間/min	0	2	4	6
n(CO)/mol	1.20	0.90		0.80
n(H2O)/ mol	0.60		0.20

 

①反應在2 min內的平均速率為v(H₂O)＝___________；

②800℃時，化學平衡常數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，達到新平衡時CO轉化率______（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發生該反應，當反應達到平衡后，維持溫度與壓強不變，t₁時再通入各1 mol的CO和H₂O的混合氣體，請在右圖中畫出正(v_正)、逆(v_逆)反應速率在t₁后隨時間t變化的曲線圖。

Ⅱ.實驗室中利用復分解反應制取Mg(OH)₂。實驗數據和現象如下表所示（溶液體積均取用1mL）：

組別	藥品1	藥品2	實驗現象
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	無現象
III	0.1 mol/L氨水	0.1  mol/L MgCl2溶液	現象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	無現象

 

①現象III是              ；

②如果向0.028 mol/L的MgCl₂溶液中加入等體積的NaOH溶液，請計算NaOH溶液的濃度至少達到

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

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

 

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根據表中數據可知，反應在2 min時CO的物質的量減少了1.20mol－0.90mol＝0.30mol。根據方程式可知，水蒸氣的物質的量也減少0.30mol，其濃度是0.30mol÷2L＝0.15mol/L，所以2min內的平均速率為v(H₂O)＝＝0.075 mol·L^－1·min^－1。

②2min時水蒸氣的物質的量是0.30mol，3min時是0.20mol，減少0.10mol，則3min時CO的物質的量是0.80mol。由于4min時CO的物質的量也是0.8mol，這說明反應在3min時達到平衡狀態，則

CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)

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

轉化濃度（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，平衡向正反應方向進行，因此CO的轉化率增大。

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

Ⅱ ①根據表中數據可知，實驗Ⅲ和Ⅳ相比，氨水的濃度相同，實驗Ⅲ中氯化鎂的濃度高于實驗Ⅳ中氯化鎂的濃度。由于實驗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NaOH溶液的濃度至少達到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化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以根據方程式可知，該可逆反應的平衡常數K＝。K＝＝K_b²/K_sp。

考點：考查反應速率和平衡常數的計算；外界條件對平衡狀態的影響；溶解平衡以及溶度積常數的計算和應用等