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=-49.0kJ/mol，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）该反应在______条件下能自发进行（城编号）。

A．高温 B．低温 C．任何温度

（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教为K，虚线I对应条件下平衡常数为K1，盛线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：

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

（2）25℃时，在0 . lmol/L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】 B 0.125mol/(L·min) 0.5(L/mol)2 升温 K=K2>K1 碱性 18 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

【解析】I．（1）正反应是体积减小的放热反应，根据△G=△H-T△S＜0可知该反应在低温条件下能自发进行，答案选B。（2）根据图像可知该反应在0～8 min内消耗氢气是6mol，根据方程式可知消耗CO2是2mol，浓度是1.0mol/L，是CO2的平均反应速率是1.0mol/L÷8min＝0.125mol/(L·min)。（3）平衡时氢气是2mol，生成甲醇和水蒸气均是6mol，所以该反应的平街常数K=。（4）与实线相比，虚线I到达平衡的时间减少，但氢气平衡时的量增加，说明平衡向逆反应方向，由于正反应是体积减小的放热反应，因此改变的条件可能是升高温度。与实线相比，虚线II到达平衡的时间减少，但氢气平衡时的量减少，说明平衡向正反应方向，因此改变的条件是增大压强。又因为平衡常数只与温度有关系，则K、K1和K2的大小关系是K=K2>K1。II．（1）根据盐类水解规律，已知CH3COONH4溶液pH=7，又因为H2CO3酸性比CH3COOH弱，水解程度更大，所以 NH4HCO3显碱性。 ( 2 )根据pH可知c（H+）=10-6mol/L和醋酸的电离常数Ka=c(CH3COO)c(H+)/c(CH3COOH)=1.8×10-5可知c(CH3COO)/c(CH3COOH)=18；溶液显酸性，则该混合溶液中的离子浓度由大到小的顺序为c(CH3COO-)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH-)。