Question

化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。

（1）利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”提純金屬鎢的反應(yīng)原理為W(s)＋I2(g)WI2(g) (I)。該反應(yīng)在石英真空管中進(jìn)行，如下圖所示：

①反應(yīng)(I)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝_______，若K＝，向某恒容密閉容器中加入1mol I2(g)和足量W(s)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)I2(g)的轉(zhuǎn)化率為__________。

②反應(yīng)(I)的△H____0（填“＞”或“＜”），上述反應(yīng)體系中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_________。

③能夠說(shuō)明上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有_________（填序號(hào)）。

a．I2與WI2的濃度相等

b．W的質(zhì)量不再變化

c．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變

d．單位時(shí)間內(nèi)，金屬鎢消耗的物質(zhì)的量與碘化鎢生成的物質(zhì)的量相等

（2）25℃時(shí)，NaHSO3的水解平衡常數(shù)＝1.0×10－12mol/L，則該溫度下H2SO3HSO3－＋H＋的電離常數(shù)Ka＝____mol/L，若向H2SO3溶液中加入少量的I2，則溶液中將________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（3）直接排放含SO2的煙氣會(huì)形成酸雨，危害環(huán)境。用Na2SO3溶液吸收SO2的過(guò)程中，pH隨n（SO32－）：n(HSO3－)變化關(guān)系如下表：

n(SO32－): n ( HSO3－)	91:9	1:1	1:91
pH(25℃)	8.2	7.2	6.2

 

當(dāng)吸收液呈中性時(shí)，溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>_________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）① (2分，化學(xué)式寫錯(cuò)不得分，漏寫“c( )”其他正確只得1分）? 33.3%? 或33%（2分，合理答案即可）② ＜（2分，寫“小于”不得分）?? I2（或碘）（2分，寫“化學(xué)式”或“名稱”均得分）③bc （b 1分，c 1分，b、c 2分，其他情況不得分，大寫字母不得分）

（2）1.0×10-2 （2分，或10-2或0.01）? 減小 (2分)

（3）c(Na+)＞c(HSO3－)＞c(SO32－)＞c(H+)＝c(OH-)（2分，順序錯(cuò)誤不得分，離子符號(hào)寫錯(cuò)不得分，漏寫“c( )”其他正確只得1分）

【解析】

試題分析：（1）①化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，因此根據(jù)反應(yīng)的方程式W(s)＋I2(g)WI2(g)可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝，根據(jù)方程式可知

W(s)＋I2(g)WI2(g)

起始量（mol）??????? 1??????? 0

轉(zhuǎn)化量（mol）???? ?? x??????? x

平衡量（mol）????? 1－x?????? x

由于反應(yīng)前后體積不變，則可以用物質(zhì)的量代替濃度表示平衡常數(shù)

所以K＝＝＝

解得x＝

所以反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)I2(g)的轉(zhuǎn)化率為×100%＝33.3%。

②根據(jù)裝置圖可知，單質(zhì)W在溫度較高的情況下有利于生成，這說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0。

③在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，據(jù)此判斷。a．平衡時(shí)濃度不變，但物質(zhì)的濃度之間不一定相等或滿足某種關(guān)系，所以I2與WI2的濃度相等不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a不正確；b．W的質(zhì)量不再變化，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，b正確；c．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過(guò)程中容積始終是不變的，但氣體的質(zhì)量是變化的，因此密度是變化的，所以當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變時(shí)可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c正確；d．單位時(shí)間內(nèi)，金屬鎢消耗的物質(zhì)的量與碘化鎢生成的物質(zhì)的量相等，但二者的反應(yīng)速率方向是一致的，因此不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d不正確，答案選bc。

（2）NaHSO3的水解方程式為HSO3－＋H2OH2SO3＋OH－，則水解平衡常數(shù)表達(dá)式＝，則=＝1.0×10mol/L，所以該溫度下H2SO3HSO3－＋H＋的電離常數(shù)Ka＝＝1.0×10-2mol/L；若向H2SO3溶液中加入少量的I2，由于單質(zhì)碘能把亞硫酸氧化生成硫酸，所以使亞硫酸的電離平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，因此溶液中將減小。

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)n(SO32－): n ( HSO3－)＝1:1時(shí)溶液顯堿性，因此當(dāng)溶液顯中性時(shí)n(SO32－): n ( HSO3－)＜1:1，所以溶液中離子濃度大小關(guān)系是c(Na+)＞c(HSO3－)＞c(SO32－)＞c(H+)＝c(OH-)。

考點(diǎn)：考查平衡常數(shù)的判斷、計(jì)算與應(yīng)用；外界條件對(duì)平衡狀態(tài)、水解平衡的影響；以及溶液中離子濃度大小比較