Question

实际上电离平衡、盐的水解平衡等，它们都可看作是化学平衡的一种．请根据所学化学知识回答下列问题：
（1）工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．分析该反应并回答下列问题：
①平衡常数表达式为K=

 

．
②如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．
T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁

 

K₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
③已知在常温常压下：
2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-akJ?mol^-1；
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-bkJ?mol^-1；
H₂O（g）═H₂O（l）△H=-ckJ?mol^-1；
则，CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H

 

kJ?mol^-1．
（2）常温下，如果取0.1mol?L^-1HA溶液与0.1mol?L^-1NaOH溶液等体积混合（不计混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH=8，请回答下列问题：
①混合后溶液的pH=8的原因（用离子方程式表示）：

 

．
②混合溶液中c（Na⁺）-c（A^-）=

 

mol?L^-1（填精确计算结果的具体数字）．
③已知NH₄A溶液为中性、将HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，试推断NH₄HCO₃溶液的pH

 

7（填＜、＞、=）

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,用盖斯定律进行有关反应热的计算,pH的简单计算

专题：化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题,电化学专题

分析：（1）①化学平衡常数等于生成物浓度的系数次幂之积除以反应物浓度的系数次幂之积，据此写出平衡常数的表达式；
②根据图可知，T₂线的起始斜率大，说明T₂的温度高，而此时一氧化碳的转化率小，说明升高温度平衡逆向移动，所以K₁＞K₂；
③利用盖斯定律可以算出△H值；
（2）①取0.1mol?L^-1HA溶液与0.1mol?L^-1NaOH溶液等体积混合，生成NaA的浓度为0.051mol?L^-1，NaA为强碱弱酸盐，发生水解，使溶液呈碱性，据此答题；
②利用溶液中电荷守恒进行计算；
③HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，说明HA酸性强于碳酸，NH₄A溶液为中性说明铵根离子水解程度和A^-的水解程度相等，所以碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子，碳酸氢根离子水解呈碱性，据此答题；

解答： 解：（1）①化学平衡常数等于生成物浓度的系数次幂之积除以反应物浓度的系数次幂之积，所以平衡常数的表达式为

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

，故答案为：

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

；
②根据图可知，T₂线的起始斜率大，说明T₂的温度高，而此时一氧化碳的转化率小，说明升高温度平衡逆向移动，所以K₁＞K₂，故答案为：＞；
③将反应①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-akJ?mol^-1；②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-bkJ?mol^-1；③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-ckJ?mol^-1；
进行合并，

①-②+③×4

2

可得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l），根据盖斯定律可知，△H=

-a-(-b)+4×(-c)

2

kJ?mol^-1=

b-a-4c

2

kJ?mol^-1，故答案为：

b-a-4c

2

；
（2）①取0.1mol?L^-1HA溶液与0.1mol?L^-1NaOH溶液等体积混合，生成NaA的浓度为0.05mol?L^-1，NaA为强碱弱酸盐，发生水解，使溶液呈碱性，离子方程式为：A^-+H₂O?HA+OH^-，故答案为：A^-+H₂O?HA+OH^-；
②根据溶液中电荷守恒有c（Na⁺）+c（H⁺）=c（A^-）+c（OH^-），则c（Na⁺）-c（A^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=（10^-6-10^-8）mol/L=9.9×10^-7mol/L，故答案为：9.9×10^-7；
③HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，说明HA酸性强于碳酸，NH₄A溶液为中性说明铵根离子水解程度和A^-的水解程度相等，所以碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子，碳酸氢根离子水解呈碱性，所溶液的PH值大于7，故答案为：＞；

点评：本题主要考查了化学平衡常数的表达、盖斯定律、盐类的水解等知识，综合性较强，中等难度，解题的难点是电解质溶液中的守恒关系的运用．