Question

【題目】CH3COOH為常見的弱酸，在工業生產和生活中有廣泛的應用。

I．(1)常溫下中和100 mL pH＝3的CH3COOH溶液和1 L pH＝4的CH3COOH溶液，需要等物質的量濃度的NaOH溶液的體積分別為V1和V2，則V1_______V2(填“＞”、“＝”或“＜”) ；

(2)常溫下，用0.1000 mol/L的NaOH溶液滴定20.00 mL某未知濃度的CH3COOH溶液，滴定曲線如圖所示。其中A點所示溶液中c(CH3COO－)＝2c(CH3COOH)，C點所示溶液中存在c(CH3COO－)+c(CH3COOH)＝c(Na+)。則常溫下CH3COOH的電離常數Ka＝_________，CH3COOH溶液的實際濃度為____________；

Ⅱ．1100℃時，體積為2 L的恒容容器中發生如下反應：

Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g)。

(1)下列能判斷反應達到平衡狀態的是________；

A．容器中壓強不變

B．混合氣體密度不變

C．1 mol H-H鍵斷裂同時形成2 mol H-O

D．H2的體積分數不變

(2)若2 min時反應達平衡，此時氣體質量增加8 g，則用H2表示該反應的反應速率為___________；

(3)某溫度下該反應達平衡狀態，測得混合氣體的平均相對分子質量為14，則該溫度下的平衡常數K為_____________；

(4)若降低溫度，K值減小，則反應的ΔH______0(填“＞”或“＜”) ；

(5)若反應達平衡后，加入少量的H2，再次平衡后，H2O的體積分數___________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】＞2×10－50.1006 mol/LBD0.125 mol/(L·min)81＞不變

【解析】

I．(1)相同溫度下,酸的濃度越小其電離程度越大,所以pH=3醋酸的濃度大于pH=4醋酸濃度的10倍, 100 mL pH＝3的CH3COOH溶液和1 L pH＝4的CH3COOH溶液，,前者的物質的量大于后者,醋酸和堿反應消耗堿的物質的量與酸的物質的量成正比,所以消耗氫氧化鈉體積 V1>V2；綜上所述，本題答案是: >。

(2) A點所示溶液中c(CH3COO－)＝2c(CH3COOH)，此處pH=5，則c(H+)=10-5mol/L，CH3COOH的電離常數Ka= c(H+)×c(CH3COO－)/c(CH3COOH)= 10-5×2 c(CH3COOH)/c(CH3COOH)=2×10－5；C點所示溶液中存在c(CH3COO－)+c(CH3COOH)＝c(Na+)，此時消耗的氫氧化鈉為20.12mL，則未知濃度的 CH3COOH溶液的實際濃度為0.1000×20.12/20=0.1006 mol/L ；綜上所述，本題答案是： 2×10－5 ；0.1006 mol/L。

Ⅱ．(1) A.該反應為反應前后體積變化為0的反應，無論反應是否達到平衡狀態,容器中壓強始終不變,所以不能據此判斷反應是否達到平衡狀態,故A錯誤；

B.反應向右進行時，氣體的質量增加，而容器的體積不變，所以當混合氣體密度不變時,該反應達到平衡狀態,故B正確；

C.無論反應是否達到平衡狀態,都存在H-H鍵斷裂同時形成2 mol H-O,所以不能據此判斷反應是否達到平衡狀態,故C錯誤；

D．H2的體積分數不變時，氫氣的濃度保持不變，該反應達到平衡狀態,故D正確；

綜上所述，本題選BD。
(2)根據反應可知，有8克氫氣參加反應，反應后氣體質量增加64克，現第2 min時,氣體質量增加8g, 則參加反應的氫氣的質量為1克，物質的量=1/2=0.5mol,氫氣的平均反應速率=0.5/2×2=0.125 mol/(L·min)；綜上所述，本題答案是：0.125 mol/(L·min) 。

(3) 某溫度下該反應達平衡狀態,測得混合氣體的平均相對分子質量為14,設氫氣的物質的量為xmol、水蒸氣的物質的量為ymol,則其平均摩爾質量(2x+18y)/(x+y)=14，x：y=1:3,同一容器其濃度之比為1:3，則該溫度下的平衡常數K=(3/1)4=81；綜上所述，本題答案是：81。

(4) 若降低溫度,K值減小,說明平衡向逆反應方向移動,則正反應是吸熱反應,則反應的ΔH＞ 0；綜上所述，本題答案是：＞。

（5）平衡常數不變，即c(H2O)/c(H2)不變, n(H2O)/n(H2) 不變, n(H2O)/[n(H2O)+n(H2)] 也不變，故水的體積分數不變; 綜上所述，本題答案是：不變。