Question

（1）80℃時，將0.40mol的N₂O₄氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N₂O₄?2NO₂△H＞0，隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時間（s） n（mol）		20	40	60	80	100
n（N2O4）	0.40	a	0.20	c	d	e
n（NO2）	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

①計算20s～40s內(nèi)用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為______ mol/
②計算在80℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______；
③反應(yīng)進行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，混合氣體的顏色（填“變淺”、“變深”或“不變”）______；
④要增大該反應(yīng)的K值，可采取的措施有（填序號）______
A．增大N₂O₄的起始濃度B．向混合氣體中通入NO₂ C．使用高效催化劑    D．升高溫度
⑤如圖是80℃時容器中N₂O₄物質(zhì)的量的變化曲線，請在該圖中補畫出該反應(yīng)在60℃時N₂O₄物質(zhì)的量的變化曲線______．
（2）難溶電解質(zhì)在水溶液中存在著電離平衡．在常溫下，溶液里各離子濃度以它們化學(xué)計量數(shù)為方次的乘積是一個常數(shù)，叫溶度積常數(shù)（K_sp）．例如Cu（OH）₂（S）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），K_sp=c（Cu²⁺）?[c（OH^-）]²=2×10^-20當(dāng)溶液中各離子濃度方次的乘積大于溶度積時，則產(chǎn)生沉淀，反之固體溶解．若某CuSO₄溶液里c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如果生成Cu（OH）₂沉淀，應(yīng)調(diào)整溶液pH，使之大于______；
要使0.2mol/L的CuSO₄溶液中Cu²⁺沉淀較為完全（使Cu²⁺濃度降至原來的千分之一）則應(yīng)向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH值為______．
（3）常溫下，某純堿（Na₂CO₃）溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色．則該溶液呈______性．在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時，甲同學(xué)認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH所致；乙同學(xué)認為是溶液中Na₂CO₃電離出的CO₃^2-水解所致．請你設(shè)計一個簡單的實驗方案給甲和乙兩位同學(xué)的說法以評判（包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論）
______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①生成0.24molNO₂，消耗N₂O₄為0.12mol，則a=0.40-0.12=0.28mol，所以20s-40s之間，消耗N₂O₄為0.28mol-0.20mol=0.08mol，以此計算反應(yīng)速率；
②由表格中的數(shù)據(jù)可知，平衡時，c（NO₂）==0.6mol/L，c（N₂O₄）=0.4mol/L-0.3mol/L=0.1mol/L，結(jié)合K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比來解答；
③該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，若降低溫度，平衡逆向移動；
④增大該反應(yīng)的平衡常數(shù)，可使平衡正向移動，以此分析；
⑤反應(yīng)在60℃時達到平衡，反應(yīng)速率減小，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度逆向移動，則N₂O₄物質(zhì)的量變大；
（2）c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如果生成Cu（OH）₂沉淀，根據(jù)Ksp計算pH；0.2mol/L的CuSO₄溶液中Cu²⁺沉淀較為完全（使Cu²⁺濃度降至原來的千分之一）則應(yīng)向溶液里加NaOH溶液，c（Cu²⁺）=0.0002mol/L，根據(jù)Ksp計算pH；
（3）碳酸根離子水解顯堿性，并借助水解平衡移動分析原因．
解答：解：（1）①生成0.24molNO₂，消耗N₂O₄為0.12mol，則a=0.40-0.12=0.28mol，所以20s-40s之間，消耗N₂O₄為0.28mol-0.20mol=0.08mol，則20s-40s之間，用N₂O₄表示的平均反應(yīng)速率為=0.002mol?L^-1?s^-1，故答案為：0.002mol?L^-1?s^-1；
②由表格中的數(shù)據(jù)可知，平衡時，c（NO₂）==0.3mol/L，c（N₂O₄）=0.2mol/L-0.15mol/L=0.05mol/L，
K==1.8mol?L^-1，故答案為：1.8mol?L^-1；
③該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，若降低溫度，平衡逆向移動，二氧化氮的濃度減小，顏色變淺，故答案為：變淺；
④增大該反應(yīng)的平衡常數(shù)，可使平衡正向移動，AB均使K減小，C使K不變，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，D升高溫度平衡正向移動，K增大，故答案為：D；
⑤反應(yīng)在60℃時達到平衡，反應(yīng)速率減小，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度逆向移動，則N₂O₄物質(zhì)的量變大，如圖，
故答案為：；
（2）K_sp=c（Cu²⁺）?[c（OH^-）]²=2×10^-20，c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如果生成Cu（OH）₂沉淀，c（0H^-）==10^-9mol/L，c（H⁺）=10^-5mol/L，所以pH=5，即生成Cu（OH）₂沉淀，應(yīng)調(diào)整溶液pH，使之大于5；0.2mol/L的CuSO₄溶液中Cu²⁺沉淀較為完全（使Cu²⁺濃度降至原來的千分之一）則應(yīng)向溶液里加NaOH溶液，c（Cu²⁺）=0.0002mol/L，c（0H^-）==10^-8mol/L，c（H⁺）=10^-6mol/L，所以pH=6，故答案為：5；6；
（3）純堿（Na₂CO₃）溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色，是因碳酸根離子水解顯堿性，NaOH與氯化鋇不反應(yīng)，而碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)導(dǎo)致水解平衡逆向移動，氫氧根離子濃度減小，則向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確，
故答案為：堿；向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確．
點評：本題考查較綜合，涉及化學(xué)平衡的計算、溶度積的計算及鹽類水解等知識點，注重高考常考點的考查，側(cè)重反應(yīng)原理及學(xué)生計算能力的考查，題目難度中等．