Question

I．800℃时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H₂O维持恒温，发生反应CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)，反应过���中测定的部分数据见下表：

反应时间/min	0	2	4	6
n(CO)/mol	1.20	0.90		0.80
n(H2O)/ mol	0.60		0.20

①反应在2 min内的平均速率为v(H₂O)＝__________；

②800℃时，化学平衡常数K的值为______________；

③保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H₂O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率______（填“增大”或“减小”或“不变”）。

④在恒温恒压密闭容器中通入CO和H₂O各1 mol发生该反应，当反应达到平衡后，维持温度与压强不变，t₁时再通入各1 mol的CO和H₂O的混合气体，请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率在t₁后随时间t变化的曲线图。

II.实验室中利用复分解反应制取Mg(OH)₂。实验数据和现象如下表所示（溶液体积均取用1mL）：

①现象III是             ；

②如果向0.028 mol/L的MgCl₂溶液中加入等体积的NaOH溶液，请计算NaOH溶液的浓度至少达到      mol/L时，溶液中开始出现白色沉淀（Ksp(Mg(OH)₂)= 5.6×10^-12）。

③MgCl₂溶液和氨水混合后存在下列化学平衡：

Mg²⁺(aq) + 2NH₃·H₂O(aq)2NH₄⁺(aq) + Mg(OH)₂(s)该反应化学平衡常数的表达式为K=                   ，列出该反应平衡常数K与K_b(NH₃·H₂O)、K_sp(Mg(OH)₂)的关系式       。

Answer

Ⅰ ①0.075 mol·L－1·min－1           ②1   ③增大

④  

Ⅱ ①生成白色沉淀  ②4×10-5 mol·L－1③K＝；K＝

【解析】Ⅰ.①根据表中数据可知，反应在2 min时CO的物质的量减少了1.20mol-0.90mol＝0.30mol。根据方程式可知，水蒸气的物质的量也减少0.30mol，其浓度是0.30mol÷2L＝0.15mol/L，所以2min内的平均速率为v(H2O)＝0.15mol/2min＝0.075 mol·L－1·min－1。

②2min时水蒸气的物质的量是0.30mol，3min时是0.20mol，减少0.10mol，则3min时CO的物质的量是0.80mol。由于4min时CO的物质的量也是0.8mol，这说明反应在3min时达到平衡状态，则

CO(g)+H2O(g)H2(g)  + CO2(g)

起始物质的浓度（mol/L）    0.60    0.30            0      0

变化物质的量浓度（mol/L）  0.20    0.20            0.20   0.20

平衡物质的量浓度（mol/L）  0.40    0.10            0.20   0.20

所以平衡常数K＝0.20×0.20/0.40×0.10＝1.0

③保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O，增大水蒸气的浓度，平衡向正反应方向进行，因此CO的转化率增大。

④维持温度与压强不变，t1时再通入各1 mol的CO和H2O的混合气体，则容器的容积必然增大。由于反应前后体积不变，所以平衡是等效的。但正反应速率增大，逆反应速率减小，而平衡状态不变，因此正确的图像是

。

Ⅱ ①根据表中数据可知，实验Ⅲ和Ⅳ相比，氨水的浓度相同，实验Ⅲ中氯化镁的浓度高于实验Ⅳ中氯化镁的浓度。由于实验Ⅳ中有白色沉淀氢氧化镁生成，所以所以Ⅲ中一定生成白色沉淀氢氧化镁。

②设NaOH溶液的浓度至少达到x，则混合物后溶液中是OH－浓度0.5x。由于混合后溶液中镁离子浓度是0.014mol/L，所以要生成氢氧化镁沉淀，则(0.5x)2·0.014≥5.6×10-12，解得x≥4×10-5mol/L。

③化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式可知，该可逆反应的平衡常数K＝。K＝＝