Question

(共14分)甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和液體燃料。工業(yè)上可利用CO或CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：

化學(xué)反應(yīng)	平衡常數(shù)	溫度（℃）
		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

（1）反應(yīng)②是      （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。
（2）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)系如圖所示。則平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K_(A)            K_(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）判斷反應(yīng)③△H      0； △S      0（填“>”“=”或“<”）
在500℃、2L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)③，測得某時(shí)刻H₂、CO₂、 CH₃OH、H₂O的物質(zhì)的量分別為6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此時(shí)v_(正)      v_(逆)（填“>”“=”或“<”）
（4）一定溫度下，在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，已知c(CO)與反應(yīng)時(shí)間t變化曲線Ⅰ如圖所示，若在t₀時(shí)刻分別改變一個(gè)條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ時(shí)，改變的條件是                   。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時(shí)，改變的條件是                  。

（5）一定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸。通常狀況下， 
將0.2 mol/L的乙酸與0.1 mol/LBa(OH)₂溶液等體積混合，則混合溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?                                        

Answer 1

(共14分)
（1）吸熱（1分）
（2）=（1分）
（3）< 、<（各2分）；>（2分）
（4）加入催化劑（2分）；
將容器的體積快速壓縮至2L（2分，只寫出加壓或縮小容器體積得1分）
（5） c(CH₃COO^-)>c(Ba²⁺)>c(OH^-)>c(H⁺)（2分）

試題分析：（1）對(duì)于反應(yīng)②，溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明升高溫度對(duì)正反應(yīng)有利，所以該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
（2）平衡常數(shù)是溫度常數(shù)，只隨溫度變化，所以A、B點(diǎn)的溫度相同，平衡常數(shù)也相同，K_(A)=K_(B)
（3）反應(yīng)③=反應(yīng)①+反應(yīng)②，所以K₃=K₁·K₂，500℃K₃=2.5,800℃ K₃=0.375，溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明溫度升高對(duì)逆反應(yīng)有利，正向是放熱反應(yīng)，所以△H<0，由化學(xué)方程式的系數(shù)可知，反應(yīng)物中氣體的總系數(shù)是4，生成物的總系數(shù)是2，所以△S<0；
（4）t₀時(shí)刻曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ時(shí)，CO的濃度未變，到達(dá)平衡的時(shí)間縮短，說明反應(yīng)速率加快，平衡不移動(dòng)，所以改變的條件是加入催化劑；曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時(shí)，CO的濃度由2.0mol/L增大到3.0mol/L，濃度增大1.5倍，說明容器的體積由原來的3L迅速縮小1.5倍，變?yōu)?L，達(dá)平衡時(shí)CO的濃度是4.5mol/L,所以改變的條件只能是將容器的體積快速壓縮至2L;
（5）0.2 mol/L的乙酸與0.1 mol/LBa(OH)₂溶液等體積混合，醋酸與氫氧化鋇恰好完全反應(yīng)，生成醋酸鋇溶液，盡管醋酸根離子水解，但醋酸根離子濃度仍大于鋇離子濃度，水解使溶液顯堿性，所以離子濃度的大小關(guān)系是c(CH₃COO^-)>c(Ba²⁺)>c(OH^-)>c(H⁺)。