问题 问答题

平衡问题是中学化学理论中的核心问题,请完成以下相关小题:

(1)若在某温度下向恒压容器中投入反应物A、B,当反应A(g)+3B(g)

2C(g)达到平衡时,测得容器中含有A 1mol B 0.4mol,C 0.4mol,此时容积为2L.则A的起始投入量为______mol,平衡常数K=______,恒温恒压时,再向此容器内通入1.8mol A,平衡将______ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动.

(2)已知Ksp(BaSO4)≈1×10-10,Ksp(BaCO3)≈5×10-9,则饱和:BaSO4溶液中c(SO42-)mol•L-1,向BaSO4悬浊液中逐渐加入Na2CO3固体至c(CO32-)=______mol.L-1时,BaSO4开始向BaCO3沉淀转化.

(3)若25°C时某一元酸HA的电离平衡常数Ka=1×10-6,则相同温度下NaA的水溶液呈碱性的原因可用离子方程式表示为______,相同物质的量浓度的HA和NaA两溶液等体积混合后,溶液显______性(±真“酸”、“碱”或“中”).

答案

(1)达到平衡时,△n(C)=0.4mol,物质的量之比等于化学计量数之比,所以△n(A)=

1
2
△n(C)=
1
2
×0.4mol=0.2mol,故n(A)初始=n(A)平衡+△n(A)=1mol+0.2mol=1.2mol;

达到平衡时,c(A)=

1mol
2L
=0.5mol/L,c(B)=
0.4mol
2L
=0.2mol/L,c(C)=
0.4mol
2L
=0.2mol/L,该温度下,反应平衡常数为k=
[c(C)]2
c(C)[c(B)]3
=
(0.2mol/L)2
0.5mol/L×(0.2mol/L)3
=10mol-2•L2

恒温恒压时,再向此容器内通入1.8mol A,假定平衡不移动,体积之比等于物质的量之比,令此时体积为VL,则:

2L:VL=(1mol+04mol+0.4mol):(2.8mol+0.4mol+0.4mol),解得V=4,此时各物质的浓度为c(A)=

2.8mol
4L
=0.7mol/L,c(B)=
0.4mol
4L
=0.1mol/L,c(C)=
0.4mol
4L
=0.1mol/L,浓度商Qc=
(0.1mol/L)2
0.7mol/L×(0.1mol/L)3
=14.3mol-2•L2,大于10mol-2•L2,所以平衡向逆反应进行.

故答案为:1.2;10mol-2•L2;逆反应;

(2)溶液中c(Ba2+)=

1×10-10
=10-5mol/L,所以c(CO32-)=
Ksp(BaCO3)
c(Ba2+)
=
5×10-9
10-5
=5×10-4mol/L,故答案为:5×10-4

(3)HA为弱酸,HA的电离平衡常数Ka=1×10-6,A-与水电离出的H+结合成HA使NaA的水溶液呈碱性,水解方程式为A-+H2O⇌HA+OH-,其水解常数为Kh=

KW
Ka
=
10-14
10-6
=10-8,小于HA的电离平衡常数Ka=1×10-6,电离大于水解程度,相同物质的量浓度的HA和NaA两溶液等体积混合后,浓度相等,所以溶液呈酸性.

故答案为:A-+H2O⇌HA+OH-;酸性.

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