Question

请按要求完成下列各小题：
（1）用CO₂来生产燃料甲醇的反应原理为：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），某些化学键的键能数据如下表：

化学键	C-H	H-H	C-O	C=O	H-O
键能/kJ?mol-1	a	b	c	d	e

计算上述反应的焓变△H=

 

（用相应字母表示）．写出上述反应的平衡常数表达式K=

 

；若只加压，则平衡常数K

 

（选填“增大”或“减小”或“不变”）．
（2）在溶液中 NaHSO₃和NaHCO₃等物质的量混合恰好完全反应，该反应的离子方程式为：

 

．
（3）某温度（t℃）时，测得0.01mol?L^-1的NaOH溶液的pH=10．在此温度下，将0.01mol?L^-1的H₂SO₄溶液V a L与pH=12的NaOH溶液V_bL混合，若所得混合液pH=11，则V_a：V_b=

 

．
（4）在25℃时，将c mol?L^-1的醋酸溶液与b mol?L^-1NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性，用含b、c的代数式表示CH₃COOH的电离常数Ka=

 

．
（5）三种弱酸HA、H₂B、HC，电离平衡常数的数值为：①1.8×10^-5、②5.6×10^-11、③4.9×10^-10、④4.3×10^-7（数据顺序已打乱），已知三种酸和它们的盐之间能发生以下反应：
HA+HB^-（少量）=A^-+H₂B，H₂B（少量）+C^-=HB^-+HC．则三种酸对应的电离平衡常数分别为（请用序号填空）

	HA	H2B		HC
Ka	Ka1	Ka2	Ka3	Ka4
数值

Answer 1

考点：反应热和焓变,化学平衡常数的含义,弱电解质在水溶液中的电离平衡,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）焓变△H=反应物总键能-生成物总键能；
平衡常数指一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物浓度化学计量数次数幂之积与生成物浓度化学计量数次数幂之积的比值；
平衡常数指受温度影响；
（2）亚硫酸的酸性比碳酸强；
（3）0.01mol/L NaOH溶液，c（OH^-）=0.01mol/L，pH=10，则c（H⁺）=10^-10mol/L，Kw=c（OH^-）×c（H⁺）=10^-12，pH=12的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为1mol/L，据氢氧根离子物质的量相等求算；
（4）根据电荷守恒可知c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），溶液显中性时c（OH^-）=c（H⁺），故c（CH₃COO^-）=c（Na⁺），根据溶液的pH值计算溶液中c（H⁺），根据钠离子浓度计算c（CH₃COO^-），利用物料守恒计算溶液中c（CH₃COOH），溶液中存在平衡CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，代入CH₃COOH的电离常数表达式计算；
（5）根据溶液中强酸制弱酸的原理以及酸越强电离程度越大来回答．

解答： 解：（1）焓变△H=反应物总键能-生成物总键能，故焓变△H=（3b+2d-3a-c-3e）KJ/mol；
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）的平衡常数表达式K=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

；
平衡常数只受温度影响，加压时平衡常数不变，
故答案为：（3b+2d-3a-c-3e）KJ/mol或-（3a+c+3e-3b-2d）kJ?mol-¹；

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

；不变；
（2）亚硫酸的酸性比碳酸强，亚硫酸根能够与碳酸根反应生成二氧化碳和水，反应的离子方程式为：HSO₃^-+HCO₃^-═SO₃^2-+H₂O+CO₂↑，
故答案为：HSO₃^-+HCO₃^-═SO₃^2-+H₂O+CO₂↑；
（3））0.01mol/L NaOH溶液，c（OH^-）=0.01mol/L，pH=10，则c（H⁺）=10^-10mol/L，Kw=c（OH^-）×c（H⁺）=10^-12，pH=12的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为1mol/L，则有：1mol/LV_b-0.02mol/LVa=（Va+Vb）×0.1mol/L，所以

Va

Vb

=

15

2

，故答案为：

15

2

；
（4）根据电荷守恒可知c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），溶液显中性时c（OH^-）=c（H⁺），故c（CH₃COO^-）=c（Na⁺），溶液中c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液中c（CH₃COO^-）=c（Na⁺）=

1

2

×bmol?L^-1=

b

2

mol?L^-1，故混合后溶液中c（CH₃COOH）=

1

2

×cmol?L^-1-

b

2

mol?L^-1=0.5（c-b）mol/L，CH₃COOH的电离常数K_a=

10-7× b 2

1 2 (c-b)

=

b×10-7

c-b

，
故答案为：

b×10-7

c-b

；
（5）根据溶液中强酸制弱酸的原理以及反应HA+HB^-（少量）=A^-+H₂B，H₂B（少量）+C^-=HB^-+HC，可以确定酸性强弱是：HA＞H₂B＞HC＞HB^-，酸性越强，弱酸的电离平衡常数越大，故答案为：①④②③．

点评：本题考查范围广，题目跨度大，考查了反应热的求算、化学平衡常数及影响因素、离子方程式书写、酸碱中和的计算、弱电解质的电离平衡常数、强酸制弱酸等等，题目难度中等．