Question

Ｉ．某二元酸(化学式用H₂A表示)在水中的电离方程式是：H₂A ＝ H^＋ ＋ HA^－，HA^－H^＋＋A^2－。回答下列问题：

（1）在0.1mol·L^－1的Na₂A溶液中，下列微粒浓度关系不正确的是_________。

A．c(A^2－)＋c(HA^－)＋c(H₂A)＝0.1mol·L^－1

B．c(OH^－)＝c(H^＋)＋c(HA^－)

C．c(Na^＋)＋c(H^＋)＝c(OH^－)＋c(HA^－)＋2c(A^2－)

D．c(Na^＋)＝2c(A^2－)＋2c(HA^－)

（2）已知0.1mol·L^－1NaHA溶液的pH＝2，则0.1mol·L^－1H₂A溶液中氢离子的物质的量浓度________(填“＞”、“＜”或“＝”)0.11mol·L^－1。

II．亚磷酸(H₃PO₃)是二元酸，H₃PO₃溶液存在电离平衡：H₃PO₃H⁺ +H₂PO₃^－。亚磷酸与足量NaOH溶液反应，生成Na₂HPO₃。

（1）①某温度下，0.1000 mol·L^-1的H₃PO₃溶液中c (H⁺) = 2.5×10^－２mol·L^-1，除OH^-之外其他离子的浓度由大到小的顺序是            ，

②写出亚磷酸与少量NaOH溶液反应的离子方程式            。

III．“低碳经济”时代，科学家利用“组合转化”等技术对CO₂进行综合利用。

（1）CO₂和H₂在一定条件下可以生成乙烯：6H₂(g)+2CO₂(g)CH₂==CH₂(g)+4H₂O(g) △H=a kJ·mol^-1  已知：H₂(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol^-1，CH₂=CH₂(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol^-1，H₂O(g)= H₂O(l)   △H=-44.0 kJ·mol^-1，则a=______kJ·mol^-1。

（2）上述生成乙烯的反应中，温度对CO₂的平衡转化率及催化剂的催化效率影响如右上图，下列有关说法不正确的是_______(填序号)

①温度越高，催化剂的催化效率越高

②M点平衡常数比N点平衡常数大

③温度低于250℃时，随着温度升高，乙烯的产率增大

④增大压强可提高乙烯的体积分数

⑤N点正反应速率一定大于M点正反应速率

IV．为减轻大气污染，可在汽车尾气排放处加装催化转化装置，反应方程式为：

2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g)。

（3）若在500℃时，投料=1 且NO的起始浓度为amol/L,NO的转化率为80％，则此温度时的平衡常数K=________。

Answer

I．（1）A、（2）＜；

II．（1）①c(H+)>c(H2PO3－)>c(HPO32－)②H3PO3+OH—＝H2PO3—+H2O

III．（1）－127.8；（2）①③⑤；

IV：（3）主要有三种情况：

第一种情况：设c(NO)=1mol·L－1，则K＝160；

第二种情况：设c(NO)=amol·L－1，则K＝160/a；

第三种情况：设c(NO)=amol，则K＝160V/a

【解析】

试题分析：I．（1）A．根据物料守恒，c(A2-)+c(HA-)=0.1mol/L，故A错误；

B．根据质子守恒得：c(OH-)=c(H+)+c(HA-)，故B正确；

C．0.1mol/L的Na2A溶液中，存在电荷守恒：c( Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)，故C正确；

D．原子守恒可以得出c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-)，故D正确；故答案为A；

（2）因为0.1mol•L-1NaHA溶液的pH=2，则由HA-⇌H++A2-可知，电离出0.01mol/LH+；而0.1mol•L-1H2A溶液，H2A=H++HA-，电离出H+0.1mol/L和HA-0.1mol/L，但第一步电离生成的H+抑制了HA-的电离，所以溶液中氢离子的物质的量浓度小于0.1mol/L+0.01mol/L；

Ⅱ．①0.1000mol•L-1的H3PO3溶液pH的读数为1.6，氢离子浓度小于亚磷酸浓度，所以亚磷酸是二元弱酸，在水中分步电离，且第一步电离程度大于第二步，两步电离中都有氢离子生成，所以氢离子浓度最大，离子浓度大小顺序是c(H+)> c(H2PO3－)> c(HPO32－)；

②亚磷酸是二元酸，亚磷酸和少量氢氧化钠反应生成NaH2PO3、H2O，所以该反应方程式为：H3PO3+OH-=H2PO3-+H2O；

Ⅲ．（1）已知：H2(g)的燃烧热为285.8kJ•mol-1，则其热化学方程式为：H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol①；CH2=CH2(g)的燃烧热为1411.0 kJ•mol-1，其热化学方程式为：C2H4(g) + 3O2(g) = 2H2O(l) + 2CO2(g) △H=-1411.0 kJ/mol ②；H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ•mol-1③；利用盖斯定律将①×6-②-③×4可得：6H2(g)+2CO2(g)⇌CH2═CH2(g)+4H2O(g) △H=-127.8kJ•mol-1；

（2）①化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂的催化效率降低，所以v(M)有可能小于v(N)，故①不正确；②升高温度二氧化碳的平衡转化率减低，则升温平衡逆向移动，所以M化学平衡常数大于N，故②正确；③温度低于250℃时，随温度升高平衡逆向进行乙烯的产率减小，故③不正确；④温度越高反应速率越快，N点温度比M点高，则N点正反应速率一定大于M点正反应速率，故④正确；⑤为提高CO2的转化率，平衡正向进行，反应是放热反应，低的温度下进行反应，平衡正向进行，但催化剂的活性、反应速率减小，故⑤不正确；故答案为①③⑤ ；

Ⅳ．若在500℃时，投料=1，NO的转化率为80%，

设c(NO)=1mol•L-1，

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)．

起始量(mol/L) 1 1 0 0

变化量(mol/L) 0.8 0.8 0.8 0.4

平衡量(mol/L) 0.2 0.2 0.8 0.4

则此温度时的平衡常数K==160；

设c(NO)=amol•L-1，

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

起始量(mol/L) a a 0 0

变化量(mol/L) 0.8a 0.8a 0.8a 0.4a

平衡量(mol/L) 0.2a 0.2a 0.8 a 0.4a

则K==160/a；

设n(NO)=amol，容器的容积为V L，

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

起始量(mol/L) a/V a/V 0 0

变化量(mol/L) 0.8a/V 0.8a/V 0.8a/V 0.4a/V

平衡量(mol/L) 0.2a/V 0.2a/V 0.8a/V 0.4a/V

则K==160V/a。

【考点定位】考查盐的水解规律以及离子浓度之间的守恒关系的应用等。

【名师点晴】正确理解弱电解质的电离平衡及盐类水解平衡是解题关键，0.1mol•L-1H2A溶液，H2AH++HA-，电离出H+小于0.1mol/L，0.1mol•L-1NaHA溶液的pH=2，则由HA-H++A2-可知，电离出0.01mol/LH+，但第一步电离生成的H+抑制了HA-的电离；根据亚磷酸的浓度和pH知，亚磷酸是二元弱酸，在水溶液里分步电离，且电离程度逐渐减小，据此确定离子浓度大小；据此解答。