Question

【题目】工业上“固定”和利用CO2能有效地减轻“温室效应”。

I．工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJmol﹣1，某科学实验将6molCO2和8 molH2充入一容积为2L的密闭容器中(温度保持不变)，测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）：

回答下列问题：

（1）以下说法不正确的是（__________）

A．0～1min的平均反应速率大于3～4min的平均反应速率

B．达到平衡时H2的转化率为75%

C． 在其它条件不变时，若提高反应的温度正反应速率增大，逆反应速率减小

（2）该反应在0 ～8 min内CO2的平均反应速率是_______。

（3）该反应的平街常数K=______________。

（4）仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，虚线I改变的条件可能是_________。若实线对应条件下平衡常数为K，虚线I对应条件下平衡常数为K1，虚线II对应条件下平衡常数为K2，则K、K1和K2的大小关系是____。

II．己知25℃时，乙酸和碳酸的电离平衡常数如下表：

物质的化学式	CH3COOH	H2CO3
电离平衡常数	K=1.8×10－5	K1=4.3×10－7	K2=5.6×10－11

（1）用饱和氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，若已知CH3COONH4溶液pH=7，则(NH4)2CO3溶液显_____(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。

（2）25℃时，在0．lmolL﹣1乙酸溶液中加入一定量的NaHCO3，保持温度不变，所得混合液的pH=6，那么混合液中=_______；该混合溶液中的离子浓度由大到小的顺序为：________________。

Answer 1

【答案】C 0.125mol·L﹣1·min﹣1 0.5L2·mol﹣2 升温 K=K2>K1 碱性 18 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

【解析】

I．（1）根据图像中曲线的斜率，可判断速率的大小；根据图像中氢气的物质的量变化可求氢气的转化率；温度升高，反应速率增大，和反应吸放热无关；

（2）二氧化碳的变化量和氢气的变化量之比等于方程式的计量数之比；

（3）用三段式求平衡常数；

（4）根据平衡时氢气的物质的量和原平衡相比以及达到平衡所需的时间判断改变的条件，化学平衡常数只和温度有关；

II．（1）用越弱越水解解答；

（2）用电离平衡常数解答。

（1）A. 斜率越大，反应速率越快；由图像可知0～1min曲线的斜率大于3～4min的曲线斜率，因而0～1min的平均反应速率大于3～4min的平均反应速率，A项正确；

B. 根据图象可知反应进行到8min时达到平衡状态，此时氢气的物质的量的变化量为6mol，此时H2的转化率为×100%=75%，B项正确；

C. 该反应为放热反应，升高温度正逆反应速率均增大，但平衡逆向移动，C项错误；

答案选C；

（2）在0 ～8 min内， 氢气的物质的量的变化量为6mol，变化量之比等于化学计量数之比，故二氧化碳的物质的量的变化量为2mol，则v===0.125 mol·L﹣1·min﹣1；

（3）由三段法可知

CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)

始（mol/L） 3 4 0 0

转（mol/L） 1 3 1 1

平（mol/L） 2 1 1 1

反应的平街常数K===0.5L2·mol﹣2;

（4）由曲线I知，达到平衡的时间缩短，且到达平衡时氢气的浓度增大，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，升高温度能加快反应速率并使平衡逆移，因此虚线I改变的条件可能是升高温度；由曲线II知，达到平衡的时间缩短，且到达平衡时氢气的浓度减小，说明平衡正移，改变的条件为增大了压强，平衡常数只与温度有关，因此K=K2，该反应为放热反应，升高温度平衡常数数值减小，因此有K=K2>K1；

II．（1）由电离平衡常数可知酸性CH3COOH> H2CO3> HCO3-，CO32-的水解程度更大，又因CH3COONH4溶液pH=7，可知CH3COOH的电离程度等于一水合氨的电离程度，因此(NH4)2CO3溶液显碱性；

（2）所得混合液的pH=6，c(H+)=10-6mol/L，醋酸的电离平衡常数K=1.8×10－5，则有K==1.8×10-5，解得=18；乙酸溶液中加入一定量的NaHCO3，混合液显酸性，说明溶液中从c(H+)>c(OH-),且溶液中CH3COO-电离程度大于水解程度，故c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。