Question

【题目】防治雾霾天气的主要措施有机动车临时交通管制、工矿企业停业限产、扬尘污染控制等。

（1）PM2.5是环保部门监测空气质量的重要指标。将某PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样，测得试样中无机离子(OH－忽略不计)的种类和平均浓度如下表：

离子种类	Na＋	NH4+	SO42-	NO3-
浓度(mol/L)	2.0×10－6	2.8×10－5	3.5×10－5	6.0×10－5

则试样的pH为________________________。

（2）一定条件下，以CO和H2合成清洁能源CH3OH，其热化学方程式为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：

①该可逆反应的ΔH__________0(填“>”“<”或“＝”)。A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是______________。压强：p1__________p2(填“>”“<”或“＝”)。在T1条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系：v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

②若在恒温恒容条件下进行上述反应，能表示该可逆反应达到平衡状态的是_________(填字母)。

A.CO的体积分数保持不变

B．容器内混合气体的密度保持不变

C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变

D．单位时间内消耗CO的浓度等于生成CH3OH的浓度

③向恒压密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2、T2条件下达到平衡状态C点，此时容器容积为2 L，则在该条件下反应的平衡常数K为_________________________。

Answer 1

【答案】4 < KA＝KB>KC < > AC 1 （L/mol）2

【解析】

（1）根据电荷守恒计算c(H＋)；（2）①根据图像可知，升高温度，CO的平衡转化率减小，平衡逆向移动；K只与温度有关，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，正反应气体物质的量减少，增大压强平衡正向移动，CO转化率增大；在T1条件下，由D点到B点过程中，CO转化率增大，反应正向进行；②当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些变量也不发生变化时，一定达到平衡状态。③在p2、T2条件下达到平衡状态C点，CO的平衡转化率为0.5，利用“三段式”计算平衡常数；

（1）根据电荷守恒，c(H＋)= 2×3.5×10－5+6.0×10－5-2.0×10－6-2.8×10－5=1×10－4 mol/L，所以pH=4；（2）①根据图像可知，升高温度，CO的平衡转化率减小，平衡逆向移动，所以正反应放热，ΔH<0；K只与温度有关，A、B温度相同，所以KA=KB，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，BC温度升高，所以KB>KC，故KA＝KB>KC；CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，正反应气体物质的量减少，增大压强平衡正向移动，CO转化率增大，温度下，B点转化率大于A，所以B压强大于A，p1<p2；在T1条件下，由D点到B点过程中，CO转化率增大，反应正向进行，所以v(正)>v(逆)；②反应过程中CO的体积分数是变量，当CO的体积分数保持不变时，一定达到平衡状态，故选A；根据 ，反应过程中密度是恒量，容器内混合气体的密度保持不变，不一定平衡，故不选B；根据 ，反应过程中，气体物质的量是变量，所以平均摩尔质量是变量，容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变，一定平衡，故选C；单位时间内消耗CO的浓度等于生成CH3OH的浓度，都是正反应速率，不一定平衡，故不选D。③在p2、T2条件下达到平衡状态C点，CO的平衡转化率为0.5，

CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

开始 2mol 4mol 0

转化 1mol 2mol 1mol

平衡 1mol 2mol 1mol

1 （L/mol）2。