Question

【題目】防治霧霾天氣的主要措施有機動車臨時交通管制、工礦企業停業限產、揚塵污染控制等。

（1）PM2.5是環保部門監測空氣質量的重要指標。將某PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣，測得試樣中無機離子(OH－忽略不計)的種類和平均濃度如下表：

離子種類	Na＋	NH4+	SO42-	NO3-
濃度(mol/L)	2.0×10－6	2.8×10－5	3.5×10－5	6.0×10－5

則試樣的pH為________________________。

（2）一定條件下，以CO和H2合成清潔能源CH3OH，其熱化學方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH，CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示：

①該可逆反應的ΔH__________0(填“>”“<”或“＝”)。A、B、C三點對應的平衡常數KA、KB、KC的大小關系是______________。壓強：p1__________p2(填“>”“<”或“＝”)。在T1條件下，由D點到B點過程中，正、逆反應速率之間的關系：v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

②若在恒溫恒容條件下進行上述反應，能表示該可逆反應達到平衡狀態的是_________(填字母)。

A.CO的體積分數保持不變

B．容器內混合氣體的密度保持不變

C．容器內混合氣體的平均摩爾質量保持不變

D．單位時間內消耗CO的濃度等于生成CH3OH的濃度

③向恒壓密閉容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2、T2條件下達到平衡狀態C點，此時容器容積為2 L，則在該條件下反應的平衡常數K為_________________________。

Answer 1

【答案】4 < KA＝KB>KC < > AC 1 （L/mol）2

【解析】

（1）根據電荷守恒計算c(H＋)；（2）①根據圖像可知，升高溫度，CO的平衡轉化率減小，平衡逆向移動；K只與溫度有關，正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小；CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，正反應氣體物質的量減少，增大壓強平衡正向移動，CO轉化率增大；在T1條件下，由D點到B點過程中，CO轉化率增大，反應正向進行；②當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些變量也不發生變化時，一定達到平衡狀態。③在p2、T2條件下達到平衡狀態C點，CO的平衡轉化率為0.5，利用“三段式”計算平衡常數；

（1）根據電荷守恒，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根據圖像可知，升高溫度，CO的平衡轉化率減小，平衡逆向移動，所以正反應放熱，ΔH<0；K只與溫度有關，A、B溫度相同，所以KA=KB，正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小，BC溫度升高，所以KB>KC，故KA＝KB>KC；CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，正反應氣體物質的量減少，增大壓強平衡正向移動，CO轉化率增大，溫度下，B點轉化率大于A，所以B壓強大于A，p1<p2；在T1條件下，由D點到B點過程中，CO轉化率增大，反應正向進行，所以v(正)>v(逆)；②反應過程中CO的體積分數是變量，當CO的體積分數保持不變時，一定達到平衡狀態，故選A；根據 ，反應過程中密度是恒量，容器內混合氣體的密度保持不變，不一定平衡，故不選B；根據 ，反應過程中，氣體物質的量是變量，所以平均摩爾質量是變量，容器內混合氣體的平均摩爾質量保持不變，一定平衡，故選C；單位時間內消耗CO的濃度等于生成CH3OH的濃度，都是正反應速率，不一定平衡，故不選D。③在p2、T2條件下達到平衡狀態C點，CO的平衡轉化率為0.5，

CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

開始 2mol 4mol 0

轉化 1mol 2mol 1mol

平衡 1mol 2mol 1mol

1 （L/mol）2。