Question

化學反應原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應用。

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

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

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

③能夠說明上述反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的有_________（填序號）。

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，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的煙氣會形成酸雨，危害環(huán)境。用Na2SO3溶液吸收SO2的過程中，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

 

當吸收液呈中性時，溶液中離子濃度由大到小的順序為_________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）① (2分，化學式寫錯不得分，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，順序錯誤不得分，離子符號寫錯不得分，漏寫“c( )”其他正確只得1分）

【解析】

試題分析：（1）①化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，因此根據(jù)反應的方程式W(s)＋I2(g)WI2(g)可知，該反應的平衡常數(shù)表達式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＝

所以反應達到平衡時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，這說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以正方應是放熱反應，即△H＜0。

③在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)，據(jù)此判斷。a．平衡時濃度不變，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的濃度相等不能說明反應達到平衡狀態(tài)，a不正確；b．W的質(zhì)量不再變化，說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，b正確；c．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應過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，所以當容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變時可以說明反應達到平衡狀態(tài)，c正確；d．單位時間內(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，但二者的反應速率方向是一致的，因此不能說明反應達到平衡狀態(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方向移動，因此溶液中將減小。

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當n(SO32－): n ( HSO3－)＝1:1時溶液顯堿性，因此當溶液顯中性時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：考查平衡常數(shù)的判斷、計算與應用；外界條件對平衡狀態(tài)、水解平衡的影響；以及溶液中離子濃度大小比較