Question

（17分）化學反應原理在科研和生產中有廣泛應用。
（1）一定條件下，模擬某礦石形成的反應aW+bQ→cN+dP+eR得到兩個圖像。

①該反應的△H            0（填“>”、“=”或“<”）。
②某溫度下，平衡常數表達式為K =c²（X），則由圖（2）判定X代表的物質為____。
（2）將E和F加入密閉容器中，在一定條件下發生反應：E（g）+F（s）2G（g）。忽略
固體體積，平衡時G的體積分數（%）隨溫度和壓強的變化如下表所示：

則K（915℃）與K（810℃）的關系為K（915℃）____K（810℃）（填“大于”、“等于”或“小于”），a、b、f三者的大小關系為       ，1000℃、3．0 MPa時E的轉化率為____。（3）25℃時，H₂CO₃ HCO₃^－+H⁺的電離常數K_a=4×10^—7 mo1·L^－1，則該溫度下，NaHCO₃的水解常數K_h=           ，請用適當的試管實驗證明Na₂CO₃溶液中存在CO₃^2－+H₂O  HCO₃^－+OH^－的事實               。

Answer 1

（1）①＞。②R。（2）大于；f＞a＞b；69.5%。（3）2.5×10^—8，取少量碳酸鈉溶液置于試管中，滴加氯化鋇溶液有白色沉淀生成，證明含有碳酸根；另取少量碳酸鈉溶液置于試管中，滴加酚酞溶液變紅，證明有氫氧根生成。

解析試題分析：（1）①根據圖（1）知，該反應的K_正隨溫度的升高而增大，則該反應正向為吸熱反應，△H＞0。②根據圖（2）知，該反應的化學方程式為2W+Q→3N+P+2R；某溫度下，平衡常數表達式為K =c²（X），根據平衡常數表達式的書寫原則：固體或純液體不寫入平衡常數表達式，則由圖（2）判定X代表的物質為R。
（2）反應：E（g）+F（s） 2G（g）正向為氣體體積減小的反應，加壓，平衡逆向移動，G的體積分數（%）減小，結合題給數據分析，橫行為壓強對平衡影響的數據，即54.0＞a＞b；c＞75.0＞d；e＞f＞82.0；可得a、b、f三者的大小關系為f＞a＞b。根據上述分析知，e＞c＞54.0,表中數據縱行為溫度對平衡的影響，升溫，G的體積分數（%）增大，平衡正向移動，則該反應正向為吸熱反應，則K（915℃）與K（810℃）的關系為K（915℃）大于K（810℃）。根據題給數據知，1000℃、3．0 MPa時G的體積分數（%）為82.0，根據反應：E（g）+F（s） 2G（g）利用三行式計算，設起始加入的E物質的量為1mol，轉化的為x。
E（g）+F（s） 2G（g）
起始（mol）：1    足量        0
轉化（mol）：x                 2x
平衡（mol）：1—x              2x
則2x/1+x=82.0%，解得x=0.695，E的轉化率為69.5%。
（3）25℃時，H₂CO₃電離常數K_a=c(HCO₃^—)c(H^＋)/c(H₂CO₃)，NaHCO₃的水解常數K_h=c(H₂CO₃)c(OH^－)/c(HCO₃^—)，則K_a·K_h=K_w，K_h=K_w/K_a=10^—14/4×10^—7=2.5×10^—8，證明Na₂CO₃溶液中存在
CO₃^2－+H₂O        HCO₃^－+OH^－的事實為取少量碳酸鈉溶液置于試管中，滴加氯化鋇溶液有白色沉淀生成，證明含有碳酸根；另取少量碳酸鈉溶液置于試管中，滴加酚酞溶液變紅，證明有氫氧根生成。
考點：考查化學平衡圖像和平衡計算，外界條件對化學平衡的影響，弱電解質的電離和鹽類的水解平衡。