Question

【題目】工業上“固定”和利用CO2能有效地減輕“溫室效應”。

I．工業上正在研究利用CO2來生產甲醇燃料的方法，該方法的化學方程式是：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol，某科學實驗將6molCO2和8 molH2充入一容積為2L的密閉容器中(溫度保持不變)，測得H2的物質的量隨時間變化如下圖中實線所示（圖中字母后的數字表示對應的坐標）：

回答下列問題：

（1）該反應在______條件下能自發進行（城編號）。

A．高溫 B．低溫 C．任何溫度

（2）該反應在0 ～8 min內CO2的平均反應速率是_______。

（3）該反應的平街常數K=______________。

（4）僅改變某一條件再進行實驗，測得H2的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示。與實線相比，虛線I改變的條件可能是_________。若實線對應條件下平衡常教為K，虛線I對應條件下平衡常數為K1，盛線II對應條件下平衡常數為K2，則K、K1和K2的大小關系是______。

II．己知25℃時，乙酸和碳酸的電離平衡常數如下表：

（1）用飽和氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，若已知CH3COONH4溶液pH=7，則NH4HCO3溶液顯_____(填“酸性”、“堿性”或“中性”)。

（2）25℃時，在0 . lmol/L乙酸溶液中加入一定量的NaHCO3，保持溫度不變，所得混合液的

pH=6，那么混合液中=_______；該混合溶液中的離子濃度由大到小的順序為：________________。

Answer 1

【答案】 B 0.125mol/(L·min) 0.5(L/mol)2 升溫 K=K2>K1 堿性 18 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

【解析】I．（1）正反應是體積減小的放熱反應，根據△G=△H-T△S＜0可知該反應在低溫條件下能自發進行，答案選B。（2）根據圖像可知該反應在0～8 min內消耗氫氣是6mol，根據方程式可知消耗CO2是2mol，濃度是1.0mol/L，是CO2的平均反應速率是1.0mol/L÷8min＝0.125mol/(L·min)。（3）平衡時氫氣是2mol，生成甲醇和水蒸氣均是6mol，所以該反應的平街常數K=。（4）與實線相比，虛線I到達平衡的時間減少，但氫氣平衡時的量增加，說明平衡向逆反應方向，由于正反應是體積減小的放熱反應，因此改變的條件可能是升高溫度。與實線相比，虛線II到達平衡的時間減少，但氫氣平衡時的量減少，說明平衡向正反應方向，因此改變的條件是增大壓強。又因為平衡常數只與溫度有關系，則K、K1和K2的大小關系是K=K2>K1。II．（1）根據鹽類水解規律，已知CH3COONH4溶液pH=7，又因為H2CO3酸性比CH3COOH弱，水解程度更大，所以 NH4HCO3顯堿性。 ( 2 )根據pH可知c（H+）=10-6mol/L和醋酸的電離常數Ka=c(CH3COO)c(H+)/c(CH3COOH)=1.8×10-5可知c(CH3COO)/c(CH3COOH)=18；溶液顯酸性，則該混合溶液中的離子濃度由大到小的順序為c(CH3COO-)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH-)。