Question

【題目】（Ⅰ）工業上通常采用CO（g）和H2（g）催化合成甲醇CH3OH（g）。

（1）已知在某溫度和壓強下：

①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） △H= -566．0 kJ·mol-1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） △H= - 483．6 kJ·mol-1

③2CH3 OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2 O（g） △H= -1275．6 kJ·mol-1

則在相同的溫度和壓強下，CO（g）與H2（g）合成CH3OH（g）的熱化學方程式是_________________________________________________________。

（2）某化學研究性學習小組模擬工業合成甲醇的反應，在容積固定為2L的密閉容器內充入1 molCO和 2 molH2，加入合適催化劑（體積可以忽略不計）后在250°C開始反應，甲醇的物質的量的變化如下：

反應時間/min	0	5	10	15	20	25
甲醇/mol	0	0.22	0.36	0.45	0.5	0.5

則從反應開始到20min時，以CO表示的平均反應速率=_________________，該溫度下平衡

常數K=________________，若升高溫度則K值__________（填“增大”、“減小”或“不變”）；

（3）下列描述中能說明上述反應已達平衡的是________________；

A．2 v (H2)正= v (CH3OH)逆 B．容器內氣體的平均摩爾質量保持不變

C．容器中氣體的壓強保持不變 D．單位時間內生成 n molCO 的同時生成 2n molH2

（Ⅱ）回答下列問題：
（1）體積均為100mL pH=2的CH3COOH與一元酸HX，加水稀釋過程中pH與溶液體積的關系如圖所示，則Ka(HX) ______ Ka(CH3COOH)（填＞、＜或＝）

（2）25℃時，CH3COOH與CH3COONa的混合溶液，若測得pH=6，則溶液中C(CH3COO)- c(Na+)=________mol·L-1（填精確值）。

Answer 1

【答案】 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H= -128.8 KJ/mol 0.0125mol/(L·min) 4 (mol/L)-2 減小 B C ＞ 9.9×10－7

【解析】試題分析：（Ⅰ）（1）根據蓋斯定律書寫CO（g）與H2（g）合成CH3OH（g）的熱化學方程式；（2）根據 計算反應速率；利用“三段式”計算平衡常數；正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動；（3）根據化學平衡特征分析；（Ⅱ）（1）酸性越弱稀釋相同倍數PH變化越小；（2）根據電荷守恒計算；

解析：（Ⅰ）（1）①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） △H= -566．0 kJ·mol-1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） △H= - 483．6 kJ·mol-1

③2CH3 OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2 O（g） △H= -1275．6 kJ·mol-1

根據蓋斯定律①+②-③得 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H= -128.8 KJ/mol；

（2）

根據圖表數據，20min時甲醇的濃度為0.25mol/L，則消耗CO的濃度是0.25mol/L，v(CO)= 0.0125mol/(L·min)；平衡常數K= ；正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小；

（3）A．平衡狀態時，正逆反應速率比等于系數比，2 v (H2)正= v (CH3OH)逆時正逆反應速率比不等于系數比，所以不是平衡狀態； B．根據質量守恒定律氣體質量不變，氣體物質的量是變量，根據 ，平均摩爾質量是變量，容器內氣體的平均摩爾質量保持不變一定平衡；C．容器體積不變、容器內氣體的物質的量是變量，所以壓強是變量，容器中氣體的壓強保持不變一定平衡； D．單位時間內生成 n molCO 的同時生成 2n molH2，都是表示逆反應速率，反應不一定平衡。故選BC；

（Ⅱ）回答下列問題：（1）酸性越弱稀釋相同倍數pH變化越小，根據提示，稀釋相同倍數HX的PH變化大于CH3COOH，所以Ka(HX)> Ka(CH3COOH)；

（2）25℃時，pH=6的溶液中 、 ，根據電荷守恒CH3COOH與CH3COONa的混合溶液， C(CH3COO) + C(OH)= c(Na+)+ c(H+)，C(CH3COO) - c(Na+)= c(H+)－C(OH)= =9.9×10－7。