Question

热化学和各类平衡等都是化学研究的对象

(1)已知：①2O₂(g)+N₂(g)==N₂O₄(l)   △H₁；

②N₂(g)+2H₂(g)==N₂H₄(g)   △H₂；

③O₂(g)+2H₂(g)==2H₂O(g)   △H₃；

④2N₂H₄(g) +N₂O₄(1)==3N₂(g)+4H₂O(g)   △H₄。

上述反成热效应之间的关系式为△H₄ =_______(用含△H₁、△H₂、△H₃的代数式表示）。

(2)将不同量的H₂O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H₂O(g)+CO(g) H₂(g)+CO₂(g)，得到如下表三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡 所需时间/min
H2O	CO	H2	CO
1	800	2	4	4/3	8/3	6
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①该反应的逆反应为______(填“吸热”或“放热”）反应；实验2的平衡常数K=________。

②若实验3达到平衡时与实验2达到平衡状态时各物质的体积分数分别相等，且t<3，则a、b应满足的关系是_______(用含a、b的代数式表示）。

③若保持温度和容积不变，向实验1再增加4molH₂O(g)，使反应达到新的平衡。下列说法不正确的是______（填序号）。

A.新、旧平衡时容器内气体的压强之比是5 : 3

B.新平衡时H₂O的转化率增大

C.新平衡时CO的浓度是0.8 mol·L^-l

D.新、旧平衡时容器内气体密度之比为5 : 3

(3)室温下，用0.1 mol·L^-l的KOH溶液滴定10.00Ml0.10 mol·L^-l H₂C₂O₄ (二元弱酸）溶液，所得滴定曲线如图(混合溶液的体积可看成混合前溶液的体积之和)。请回答下列问题：

a.点②所示溶液中的电荷守恒式为________________________。

b.点③所示溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为___________________。

c.成④所示溶液中c(K⁺)+c(H₂C₂O₄)+c(HC₂O₄^-)+c(C₂O₄^2-)=________mol/L。

Answer

2△H3-2△H2-△H1 吸热 0.17（或） b=2a且a>1 BD c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-) c(K+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-) 0.10

【解析】（1）本题考查热化学反应方程式的计算，根据盖斯定律，应是2×③－②×2－①得出△H4=2△H3－2△H2－△H1；（2）①考查化学平衡常数计算，

实验1组 H2O(g)+CO(g) H2(g)+CO2(g)

起始浓度： 1 2 0 0

变化浓度：2/3 2/3 2/3 2/3

平衡浓度：1/3 4/3 2/3 2/3 根据平衡常数的表达式K=c(CO2)×c(H2)/[c(CO)×c(H2O)]=2×2/(1×4)=1，同理实验2的化学平衡常数为1/6，升高温度平衡向逆反应方向移动，即逆反应方向是吸热反应；②考查等效平衡，两组实验达到平衡，组分的体积分数相等，说明两个平衡是等效平衡，即a/b=2/4，b=2a，实验3达到平衡所用时间比实验2少，说明实验3反应速率快，反应物物质的量比实验2大，即a>1，综上所述，，b=2a，且a>1；③再通入4mol水蒸气时，设生成二氧化碳x mol·L－1，则 H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)

初始浓度： 3 2 0 0

变化浓度： x x x x

平衡浓度： 3－x 2－x   x x 温度不变，化学平衡常数不变，则有K=x2/[(3－x)×(2－x)]=1，解得x=1.2，A、压强之比等于物质的量之比，旧平衡物质的量为(1/3＋4/3＋2/3＋2/3)×2mol=6mol，新平衡物质的量为(1.8＋0.8＋1.2＋1.2)×2mol=10，新平衡与旧平衡的压强之比为10：6=5：3，故A说法正确；B、旧平衡H2O的转化率为2/3，新平衡H2O的转化率为0.4，因此新平衡H2O的转化率降低，故B说法错误；C新平衡是CO的浓度为0.8mol·L－1，故C说法正确；D、两个平衡容器的容积相同，即密度之比等于气体质量之比，旧平衡的密度与新平衡的密度之比为(1×18＋2×28)×2：(3×18＋2×28)×2=74：110 ≠3：5，故D说法错误；（3）a.因为草酸是二元弱酸，当加入10mLKOH时，溶液中的溶质为KHC2O4，因此点②时，溶液中的溶质为NaHC2O4和H2C2O4，电荷守恒：c(K＋)+c(H＋)=c(HC2O4－)+2c(C2O42－)+c(OH－)；b.根据a的分析，此时溶液中溶质为KHC2O4，③时溶液显酸性，说明HC2O4－的电离程度大于其水解程度，即离子浓度大小关系是c(K＋)>c(HC2O4－)>c(H＋)>c(C2O42－)>c(OH－) ；c.当加入20mLKOH时，溶液中的溶质为K2C2O4，因此④点时的溶质为KHC2O4和K2C2O4，根据物料守恒：c(H2C2O4)＋c(HC2O4－)＋c(C2O42－)=10×10－3×0.1/25×10－3mol·L－1=0.04mol·L－1，c(K＋)=15×10－3×0.1/25×10－3mol·L－1=0.06mol·L－1， c( K＋) +c( H2C2O4) +c( HC2O4－)+c(C2O42－)=0.1mol·L－1。

点睛：本题的难点问题（2）②，本题考查等效平衡，因为是等温等容，气体系数之和相等，因此投入量的比值等于原平衡投入量的比值，两个平衡达到等效，即b=2a，学生容易错的是忽略a>1，应注意题目中所给t<3，说明实验3的反应速率大于实验2，影响此反应速率的因素是浓度，因此确定a>1 。