Question

（17分）化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

  （1）一定条件下，模拟某矿石形成的反应aW+bQ→cN+dP+eR得到两个图像。

①该反应的△H            0（填“>”、“=”或“<”）。

②某温度下，平衡常数表达式为K =c²（X），则由图（2）判定X代表的物质为____。

（2）将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E（g）+F（s）2G（g）。忽略

固体体积，平衡时G的体积分数（%）随温度和压强的变化如下表所示：

则K（915℃）与K（810℃）的关系为K（915℃）____K（810℃）（填“大于”、“等于”或“小于”），a、b、f三者的大小关系为        ，1000℃、3．0 MPa时E的转化率为____。（3）25℃时，H₂CO₃ HCO₃^－+H⁺的电离常数K_a=4×10^—7 mo1·L^－1，则该温度下，NaHCO₃的水解常数K_h=            ，请用适当的试管实验证明Na₂CO₃溶液中存在CO₃^2－+H₂O HCO₃^－+OH^－的事实                。

Answer

（1）①＞。②R。（2）大于；f＞a＞b；69.5%。（3）2.5×10—8，取少量碳酸钠溶液置于试管中，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成，证明含有碳酸根；另取少量碳酸钠溶液置于试管中，滴加酚酞溶液变红，证明有氢氧根生成。

【解析】

试题分析：（1）①根据图（1）知，该反应的K正随温度的升高而增大，则该反应正向为吸热反应，△H＞0。②根据图（2）知，该反应的化学方程式为2W+Q→3N+P+2R；某温度下，平衡常数表达式为K =c2（X），根据平衡常数表达式的书写原则：固体或纯液体不写入平衡常数表达式，则由图（2）判定X代表的物质为R。

（2）反应：E（g）+F（s） 2G（g）正向为气体体积减小的反应，加压，平衡逆向移动，G的体积分数（%）减小，结合题给数据分析，横行为压强对平衡影响的数据，即54.0＞a＞b；c＞75.0＞d；e＞f＞82.0；可得a、b、f三者的大小关系为f＞a＞b。根据上述分析知，e＞c＞54.0,表中数据纵行为温度对平衡的影响，升温，G的体积分数（%）增大，平衡正向移动，则该反应正向为吸热反应，则K（915℃）与K（810℃）的关系为K（915℃）大于K（810℃）。根据题给数据知，1000℃、3．0 MPa时G的体积分数（%）为82.0，根据反应：E（g）+F（s） 2G（g）利用三行式计算，设起始加入的E物质的量为1mol，转化的为x。

E（g）+F（s） 2G（g）

起始（mol）：1 足量 0

转化（mol）：x 2x

平衡（mol）：1—x 2x

则2x/1+x=82.0%，解得x=0.695，E的转化率为69.5%。

（3）25℃时，H2CO3 电离常数Ka=c(HCO3—)c(H＋)/c(H2CO3)，NaHCO3的水解常数Kh=c(H2CO3)c(OH－)/c(HCO3—)，则Ka·Kh=Kw，Kh=Kw/Ka=10—14/4×10—7=2.5×10—8，证明Na2CO3溶液中存在

CO32－+H2O HCO3－+OH－的事实为取少量碳酸钠溶液置于试管中，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成，证明含有碳酸根；另取少量碳酸钠溶液置于试管中，滴加酚酞溶液变红，证明有氢氧根生成。

考点：考查化学平衡图像和平衡计算，外界条件对化学平衡的影响，弱电解质的电离和盐类的水解平衡。