Question

1．在高中階段化學(xué)學(xué)科中所涉及的平衡理論主要包括：化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡和難溶電解質(zhì)溶解平衡四種，均符合勒夏特列原理，它們?cè)诠まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
Ⅰ：（1）工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH₃和CO₂為原料合成尿素[CO（NH₂）₂]，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂ （l）+H₂O（l）．
①已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_195℃＜K_165℃，則該反應(yīng)的△H＜0（填“＞”“=”或“＜”）．
②一定溫度和壓強(qiáng)下，若原料氣中的NH₃和CO₂的物質(zhì)的量之比（氨碳比）$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$=x，如圖1是氨碳比（x）與CO₂平衡轉(zhuǎn)化率（α）的關(guān)系．α隨著x增大的原因是c（NH₃）增大，平衡正向移動(dòng)，CO₂轉(zhuǎn)化率增大；B點(diǎn)處，NH₃的體積分?jǐn)?shù)為25.0%（保留小數(shù)點(diǎn)后一位）．
③取一定量的NH₃和CO₂放在一個(gè)密閉真空容器中，在一定溫度下反應(yīng)達(dá)平衡，若在恒溫、恒容下充入氣體He，CO（NH₂）₂（l）的質(zhì)量不變（填“增加”、“減小”或“不變”）．
Ⅱ：（1）某溫度下，純水中c（H⁺）=2.0×10^-7mol/L，該溫度下，0.9mol/L NaOH溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合（不考慮溶液體積變化）后，溶液的pH=13．
（2）向100mL 0.10mol/L CH₃COOH的溶液中加入0.010mol CH₃COONa固體，溶液pH增大．已知該混合溶液中c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），則c（CH₃COOH）＜c（CH₃COO^-）（填“＞”、“＜”或“=”）
Ⅲ：（1）如圖2為某溫度下，PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，溶液的S^2-濃度、金屬陽(yáng)離子濃度變化情況．如果向三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是FeS（填化學(xué)式）．
（2）向新生成的ZnS濁液中滴入足量含相同濃度的Pb²⁺、Fe²⁺的溶液，振蕩后，ZnS沉淀最終會(huì)轉(zhuǎn)化為PbS（填化學(xué)式）沉淀．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）①依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化分析判斷反應(yīng)吸熱放熱；
②增大反應(yīng)物濃度，平衡正向進(jìn)行；依據(jù)x含義和圖象數(shù)據(jù)分析結(jié)合化學(xué)方程式換算氨氣轉(zhuǎn)化率；
③恒溫恒容條件下，充入稀有氣體，反應(yīng)體系中各組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)；
Ⅱ．Ⅱ（1）純水電離生成的c（H⁺）=c（OH^-），Kw=c（H⁺）×c（OH^-），先計(jì)算出過(guò)量的c（OH^-），再結(jié)合Kw計(jì)算c（H⁺），得出反應(yīng)后的溶液的pH；
（2）存在CH₃COOH?H⁺+CH₃COO^-電離平衡，氫離子濃度減小則pH增大；該混合溶液中c （Na⁺）＜c （CH₃COO^-），則水解小于電離；
Ⅲ．（1）根據(jù)圖2判斷出PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）的溶度積、溶解度大小，溶解度越大，加入鹽酸后先溶解；
（2）根據(jù)PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）的溶解度大小及難溶物溶解平衡判斷沉淀轉(zhuǎn)化情況．

解答 解：Ⅰ．①平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說(shuō)明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，故答案為：＜；      
②2NH₃ （g）+CO₂ （g）?CO（NH₂）₂ （l）+H₂O （l），圖象分析判斷，增大氨氣濃度平衡正向進(jìn)行；
B點(diǎn)處x=4，原料氣中的NH₃和CO₂的物質(zhì)的量之比為4，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為0.50，假設(shè)氨氣為4mol，二氧化碳為1mol，則反應(yīng)的二氧化碳為0.50mol，
依據(jù)化學(xué)方程式2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）反應(yīng)消耗的氨氣為1mol，
NH₃的平衡轉(zhuǎn)化率=$\frac{1}{4}$×100%=25.0%，
故答案為：c（NH₃）增大，平衡正向移動(dòng)，CO₂轉(zhuǎn)化率增大；25.0；
③達(dá)到平衡時(shí)，在恒溫恒容條件下充入稀有氣體，由于各組分的濃度沒(méi)有變化，則化學(xué)平衡不會(huì)移動(dòng)，CO（NH₂）₂（l）的質(zhì)量不變，
故答案為：不變；
Ⅱ．（1）純水電離生成的c（H⁺）=c（OH^-），Kw=c（H⁺）×c（OH^-）=4×10-14，過(guò)量的c（OH^-）=$\frac{0.9V-0.1V}{2V}$=0.4mol/L，
由該溫度下的Kw可知，c（H⁺）=$\frac{4×1{0}^{-14}}{0.4}$mol/L=10^-13mol•L^-1，所以pH=13，
故答案為：13；
（2）存在CH₃COOH?H⁺+CH₃COO^-電離平衡，加入CH₃COONa固體，c （CH₃COO^-）增大，則平衡逆向移動(dòng)，抑制醋酸電離，溶液氫離子濃度減小則pH增大，
該混合溶液中c （Na⁺）＜c （CH₃COO^-），則醋酸根離子的水解程度小于其電離程度，所以c（CH₃COOH）＜c （CH₃COO^-），
故答案為：＜；
Ⅲ．（1）根據(jù)圖2可知，PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）的溶度積大小關(guān)系為：K_sp（CuS）＜K_sp（ZnS）＜K_sp（FeS），則溶解度PbS＜ZnS＜FeS，如果向三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是溶解度最大的FeS，
故答案為：FeS；
（2）向新生成的ZnS濁液中滴入足量含相同濃度的Cu²⁺、Fe²⁺的溶液，由于K_sp（PbS）＜K_sp（ZnS）＜K_sp（FeS），溶解度PbS＜ZnS＜FeS，則振蕩后，ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為更難溶的PbS，
故答案為：PbS．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡影響因素、酸堿混合定性判斷及溶液酸堿性與溶液pH的計(jì)算、難溶物溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化等知識(shí)，題目難度較大，試題題量較大，考查較為綜合，注意明確水的電離、弱電解質(zhì)的電離、鹽類水解、難溶物溶解平衡等知識(shí)即可解答，注意混合后溶液中的溶質(zhì)判斷為解答的關(guān)鍵，試題充分培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．