Question

请回答下列问题：
（1）CH₄和H₂O在催化剂表面发生反应CH₄+H₂O（g）?CO+3H₂，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：

温度/℃	800	1 000	1 200	1 400
平衡常数	0.45	1.92	276.5	1 771.5

①该反应是

 

（填“吸热”或“放热”）反应
②T℃时，向1L密闭容器中投入1mol CH₄和1mol H₂O（g），5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时c（CH₄）=0.5mol?L^-1，计算该温度下CH₄+H₂O（g）?CO+3H₂的平衡常数K=

 

，该温度下达到平衡时H₂的平均生成速率为

 

（2）常温下，取pH=2的盐酸和醋酸各100mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示．则图中表示醋酸pH变化曲线的是

 

（填“A”或“B”）．设盐酸中加入的Zn粒质量为m₁，醋酸中加入的Zn粒质量为m₂．则m₁

 

m₂（填“＜”、“=”或“＞”）．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：

分析：（1）①根据平衡移动判断反应的热量变化；
②根据平衡常数表达式计算其数值；据v=

△c

△t

求算；
（2）从醋酸是弱电解质的角度分析，醋酸与Zn反应同时，电离出H⁺，pH变化较缓慢．

解答： 解：（1）①温度升高，平衡常数增大即平衡向正反应方向移动，故该反应为吸热反应，
故答案为：吸热；
②T℃时，向1L密闭容器中投入1molCH₄和1mol H₂O（g），平衡时c（CH₄）=0.5mol?L^-1，该温度K=

[CO]?[H2]3

[CH4]?[H2O]

=

0.5×1．53

0.5×0.5

=6.75mol²/L²，v（CH₄）=

△c

△t

=

1mol/L-0.5mol/L

5h

=0.1mol/（L?h），速率之比与化学计量数之比相等，所以v（H₂）=3×0.1mol/（L?h）=0.3mol/（L?h），
故答案为：6.75mol²/L²；0.3mol/（L?h）；
（2）由于醋酸是弱电解质，与Zn反应同时，电离出H⁺，所以pH变化较缓慢，所以B曲线是醋酸溶液的pH变化曲线．由图知盐酸和醋酸的pH变化都是由2到4，盐酸中氢离子浓度逐渐减小，但醋酸中存在电离平衡，氢离子和锌反应时促进醋酸电离，补充反应的氢离子，所以醋酸是边反应边电离H⁺，故消耗的Zn多，所以m₁＜m₂．
故答案为：B；＜．

点评：本题考查了化学平衡的移动、化学平衡常数和化学反应速率的计算以及弱电解质的电离，题目难度中等．