Question

甲醇是重要的化工原料和清潔液體燃料．工業(yè)上可利用CO或CO₂來(lái)生產(chǎn)甲醇．甲醇制備的相關(guān)信息如下表：

化學(xué)反應(yīng)	平衡常數(shù)	平衡常數(shù)數(shù)值
		500℃	800℃
①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）	K1	2.5	0.15
②H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）	K2	1.0	2.50
③3H2（g）+CO2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）	K3	2.5	0.375

（l）反應(yīng)②是

 

反應(yīng)（選填“吸熱”“放熱”）．
（2）據(jù)上表信息推導(dǎo)出K₁、K₂與K₃之間的關(guān)系，K₃=

 

（用K₁、K₂表示）．500℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻，H₂（g），CO₂（g），CH₃OH（g），H₂O（g）的濃度（mol/L）分別為0 8、0.1、0 3、0 15，此時(shí)v_正

 

v_逆（選填“＞”“＜”“=”）．
（3）若某溫度下反應(yīng)①?gòu)拈_(kāi)始到平衡CO和CH₃OH的濃度變化如圖一所示，則用H₂濃度變化表示此段時(shí)間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v（H₂）=

 

．若某溫度下反應(yīng)①中H₂的平衡轉(zhuǎn)化率（a）與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖二所示，則平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K_（A）

 

K_（B）（選填“＞”“＜”“=”）．
（4）一定溫度下，在體積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，可判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是

 

．（用相應(yīng)字母表示）
A．容器中總壓強(qiáng)不變
B．混臺(tái)氣體的平均摩爾質(zhì)量不變
C．混合氣體的密度不變
D．CO₂（g）或CO（g）的濃度不變
（5）-定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可合成醋酸．室溫下，將a mol/L醋酸溶液與bmol/LNaOH溶液等體積混合．若溶液顯中性，則a

 

b（選填“＞，＜”“=”）．若c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），則溶液顯

 

性（選填“酸”“堿”“中”）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,酸堿混合時(shí)的定性判斷及有關(guān)ph的計(jì)算

專(zhuān)題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化分析判斷反應(yīng)能量變化；
（2）依據(jù)平衡常數(shù)概念和表達(dá)式計(jì)算分析得到關(guān)系；
（3）根據(jù)甲醇的濃度變化計(jì)算出反應(yīng)速率，利用計(jì)量數(shù)之比等于反應(yīng)速率之比，得到答案；平衡常數(shù)隨溫度變化；
（4）依據(jù)化學(xué)平衡標(biāo)志分析判斷，正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變分析選項(xiàng)；
（5）依據(jù)酸堿恰好反應(yīng)生成醋酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液中水解顯堿性，結(jié)合溶液中電荷守恒分析．

解答： 解：（1）反應(yīng)②的平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說(shuō)明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱；
（2）①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g），K₁=

c(CH3OH)

c2(H2)c(CO)

②H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g），K₂=

c(CO)c(H2O)

c(H2)c(CO2)

③3H₂（g）+CO₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），K₃=

c(H2O)c(CH3OH)

c3(H2)c(CO2)

K₁?K₂=K₃，500℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻，H₂（g），CO₂（g），CH₃OH（g），H₂O（g）的濃度（mol/L）分別為0 8、0.1、0 3、0 15，濃度商Q=

0.3×0.15

0．83×0.1

=0.88＜K=2.5，反應(yīng)正向進(jìn)行v_正＞v_逆；
故答案為：K₁?K₂；＞；
（3）甲醇濃度變化為0.75mol/L，反應(yīng)速率為

0.75mol/L

10min

=0.075mol/（L?min），反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，則氫氣反應(yīng)速率為甲醇反應(yīng)速率的3倍，故氫氣的反應(yīng)速率為：2×0.075mol/（L?min）=0.15mol/（L?min），若某溫度下反應(yīng)①中H₂的平衡轉(zhuǎn)化率（a）與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖二所示，則平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨壓強(qiáng)變化．則平衡常數(shù)K_（A）=K_（B）；
故答案為：0.15mol/（L?min）；=；
（4）H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g），反應(yīng)是氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，
A．反應(yīng)前后氣體體積不變，容器中總壓強(qiáng)不變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，物質(zhì)的量不變，混臺(tái)氣體的平均摩爾質(zhì)量始終不變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量體積不變，混合氣體的密度不變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．CO₂（g）或CO（g）的濃度不變是平衡標(biāo)志，能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
故選D；
（5）-定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可合成醋酸．室溫下，將a mol/L醋酸溶液與bmol/LNaOH溶液等體積混合，恰好反應(yīng)生成醋酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液中水解顯堿性，若溶液顯中性，則醋酸濃度大于氫氧化鈉，a＞b；溶液中電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），若c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），則溶液c（H⁺）＞c（OH^-），溶液顯酸性，
故答案為：＞；酸．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡影響因素，平衡常數(shù)計(jì)算分析判斷，電解質(zhì)溶液中電荷守恒分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．