Question

【題目】在一個體積為2L的真空密閉容器中加入0.5molCaCO3，發生反應CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)，測得二氧化碳的物質的量濃度隨溫度的變化關系如圖表示，圖中A表示CO2的平衡濃度與溫度的關系曲線，B表示不同溫度下反應經過相同時間時CO2的物質的量濃度的變化曲線。請按要求回答下列問題：

(1)該反應正反應為___(填“吸”或“放”)熱反應，溫度為T5℃時，該反應耗時40s達到平衡，則T5℃時，該反應的平衡常數數值為___。

(2)如果該反應的平衡常數K值變大，該反應___ (選填編號)。

a．一定向逆反應方向移動 b．在平衡移動時正反應速率先增大后減小

c．一定向正反應方向移動 d．在平衡移動時逆反應速率先減小后增大

(3)請說明隨溫度的升高，曲線B向曲線A逼近的原因：___。

(4)在T5℃下，維持溫度和容器體積不變，向上述平衡體系中再充入0.5molN2，則最后平衡時容器中的CaCO3的質量為___ g。

(5)已知苯酚和碳酸的電離平衡常數如圖所示。請寫出二氧化碳通入苯酚鈉溶液的化學反應離子方程式___，請用電離平衡原理解釋上述反應發生的原因以及確定生成物的依據___。

物質	電離平衡常數(25℃)
C6H5OH	Ki=1.28×10-10
H2CO3	Ki1=4.3×10-7
	Ki2=5.6×10-11

Answer 1

【答案】吸熱 0.2 bc 隨著溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需要的時間變短 10 C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3- 二氧化碳與水結合生成碳酸，且碳酸酸性比苯酚酸性強，故能生成苯酚。碳酸的電離分兩步：第一步：H2CO3H++HCO3-，該步電離出的H+更容易結合C6H5O-生成酸性更弱的C6H5OH，導致第一步電離平衡正向移動，第二步電離：HCO3-H++CO32-，C6H5OH酸性大于HCO3-，所以第二步電離出的H+更容易結合CO32-而不容易結合C6H5O-，故不影響第二步電離平衡

【解析】

(1)由圖象判斷溫度與平衡移動的影響，再判斷反應中的熱效應；根據化學反應方程式可知，平衡常數K=c(CO2)計算；

(2)平衡常數增大，說明平衡正向移動，結合溫度對平衡常數的影響判斷；

(3)根據溫度對反應速率的影響判斷；

(4)由于容器體積不變，平衡體系中再充入0.5molN2，平衡不移動，據此計算；

(5)由電離平衡常數可知，苯酚的酸性弱于碳酸但比碳酸氫根強，據此答題。

(1)由圖象可知，隨著溫度的升高，CO2平衡時的濃度增大，說明平衡向正反應方向移動，所以該反應為吸熱反應。根據化學反應方程式可知，平衡常數K=c(CO2)，所以T5℃時，K=c(CO2)=0.2；

(2)平衡常數增大，說明平衡正向移動，此時改變的條件為升高溫度，如果該反應的平衡常數K值變大，則

a．一定向正反應方向移動，a錯誤；

b．在平衡移動時，由于是升高溫度，所以正、逆反應速率都增大，由于該反應是吸熱反應，所以平衡移動后溫度會有所降低，所以正反應速率又逐漸減小，b正確；

c．一定向正反應方向移動，c正確；

d．根據b的分析可知，d錯誤；

故選bc；

(3)根據溫度對反應速率的影響可知，隨著溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需要的時間變短，所以曲線B向曲線A逼近；

(4)由于容器體積不變，平衡體系中再充入0.5molN2，平衡不移動，所以在T5℃時，n(CO2)=2L×0.2mol·L－1=0.4mol，則被分解的CaCO3的質量為100×0.4g=40g，所以平衡時容器中的CaCO3的質量為0.5mol×100g·mol－1-40g=10g；

(5)CO2入苯酚鈉溶液的化學反應離子方程式為C6H5O－+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3－，由電離平衡常數可知，苯酚的酸性弱于H2CO3但比HCO3－強，CO2與H2O結合生成H2CO3，且H2CO3酸性比苯酚酸性強，故能生成苯酚，H2CO3的電離分兩步：第一步：H2CO3H＋+HCO3－，該步電離出的H＋更容易結合C6H5O－生成酸性更弱的C6H5OH，導致第一步電離平衡正向移動，第二步電離：HCO3－H＋+CO32－，C6H5OH酸性大于HCO3－，所以第二步電離出的H＋更容易結合CO32－而不容易結合C6H5O－，故不影響第二步電離平衡。