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【题目】某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:

(1)该反应的化学方程式为_________________

(2)反应开始至2 min,气体Z的平均反应速率为___________。

(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时

①压强是开始时的_________倍;

②若此时将容器的体积缩小为原来的倍,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为_________(填“放热”或“吸热”)反应。

(4) 25°C时,pH=2的盐酸和醋酸各1mL分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如下图所示。请回答如下问题

①曲线_________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)代表盐酸的稀释过程

②a溶液的导电性比c溶液的导电性_________(填“强”或“弱”)

③将a、b两溶液加热至30°C,c(Cl-)/c(CH3COO-)_________(填“变大”、“变小”或“不变”)

④设稀释前的醋酸电离度为0.1%,醋酸的电离常数Ka=_________。

【答案】3X+Y2Z 0.05molL-1min-1 0.9 放热
曲线I 强 变小
1×10-5

【解析】

(1)根据物质的量变化曲线,可知X、Y物质的量减小,为反应物;反应物没有完全反应,所以该反应为可逆反应;Z物质的量增加,为生成物,再根据其物质的量变化量之比等于其计量数之比,可写出化学方程式;

(2)根据2min内Z物质的量变化量和容器体积,可知道浓度变化量,通过计算可知用气体Z表示的反应速率;

(3)①气体的压强之比等于气体的物质的量之比,可求出开始时气体的总物质的量和平衡后气体总物质的量,得到答案;

②体积缩小到原来的0.5倍,则压强变为原来的2倍,平衡向着气体体积缩小的方向移动,根据反应方程式可知,平衡向右移动;体系温度升高,说明平衡向着放热的方向移动,根据分析得出答案;

(4)①盐酸是强酸,完全电离,醋酸是弱酸,部分电离,相同温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液,醋酸浓度较大;

②利用a点、c点溶液中的离子浓度来分析导电性;

③结合升高温度醋酸的电离程度增大分析变化;

④稀释前醋酸溶液的pH=2,溶液中c(H+)=0.01mol/L,醋酸电离度为0.1%,醋酸的浓度为=10mol/L,再结合醋酸的电离常数Ka=计算。

(1)△n(X)=0.3mol;△n(Y)=0.1mol;△n(Z)=0.2mol,所以三者计量数之比为3:1:2,该反应的化学方程式为3X+Y2Z;

(2)v(Z)====0.05molL-1min-1;

(3)①根据图象中可知,开始时气体总物质的量为:2mol;平衡后气体总物质的量为:0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol;===0.9;

②压强变大,平衡向右移动,而体系温度升高,说明正反应方向为放热;

(4)①溶液稀释时,醋酸进一步电离,其溶液中氢离子浓度大于盐酸的氢离子浓度,故曲线I代表盐酸的稀释过程;

②稀释后盐酸溶液中氯离子、氢离子浓度减小的程度大,则溶液导电性较弱,故a溶液的导电性比c溶液的导电性强;

③升高温度后,醋酸的电离程度增大,醋酸根离子浓度增大,而氯离子浓度基本不变,则的比值减小;

④稀释前醋酸溶液的pH=2,溶液中c(H+)=0.01mol/L,醋酸电离度为0.1%,醋酸的浓度为=10mol/L,则醋酸的电离常数Ka===1×10-5。

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