Question

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開(kāi)發(fā)利用，引起了各國(guó)的普遍重視．目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），圖甲表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量（單位為kJ?mol^-1）的變化．
（1）關(guān)于該反應(yīng)的下列說(shuō)法中，正確的是

 

．
A．△H＞0，△S＞0；    B．△H＞0，△S＜0；
C．△H＜0，△S＜0；    D．△H＜0，△S＞0．
（2）該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為

 

．
（3）溫度降低，平衡常數(shù)K

 

 （填“增大”、“不變”或“減小”）．
（4）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖乙所示．從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

mol?L^-1?min^-1．
（5）下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO2)

增大的有

 

．
A．升高溫度；    B．加入催化劑；    C．將H₂O（g）從體系中分離；
D．再充入1molCO₂和3molH₂；        E．充入He（g），使體系總壓強(qiáng)增大．
（6）在溫度t℃下，某NaOH的稀溶液中c（H⁺）=10^-amol/L，c（OH^-）=10^-bmol/L，已知a+b=12，該溫度下水的離子積Kw=

 

；t

 

25℃（填“大于”、“小于”或“等于”）．向該溶液中逐滴加入pH=c的鹽酸（t℃），測(cè)得混合溶液的部分pH如下表所示．

序號(hào)	NaOH溶液的體積/mL	鹽酸的體積/mL	溶液的pH
①	20.00	0.00	8
②	20.00	20.00	6

假設(shè)溶液混合前后的體積變化忽略不計(jì)，則c為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡建立的過(guò)程,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素,物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線

專(zhuān)題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)方程式結(jié)合圖甲解決；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)K=

生成物濃度的系數(shù)冪次方

反應(yīng)物濃度的系數(shù)冪次方

；
（3）反應(yīng)放熱，降溫平衡正向移動(dòng)，K增大；
（4）可以先求出v（CO2），再據(jù)用不同物質(zhì)表示的速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求算；
（5）使

n(CH3OH)

n(CO2)

增大，即n（CH₃OH）增大，或n（CO₂）減小即可；
（6）Kw=c（H⁺）?c（OH^-），當(dāng)溫度高于室溫時(shí)，Kw＞10^-14；該溫度下pH=6為中性溶液，據(jù)此解答．

解答： 解：（1）從圖甲可見(jiàn)，反應(yīng)放熱，△H＜0，從方程式可見(jiàn)，反應(yīng)物有4mol氣體，生成物有2mol氣體，△S＜0，故選：C；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)K=

生成物濃度的系數(shù)冪次方

反應(yīng)物濃度的系數(shù)冪次方

=

[CH3OH]?[H2O]

[CO2]?[H2]3

，故答案為：

[CH3OH]?[H2O]

[CO2]?[H2]3

；
（3）反應(yīng)放熱，降溫平衡正向移動(dòng)，K增大，故答案為：增大；
（4）從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，用二氧化碳濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

0.75mol?L-1

10min

=0.075mol/（L?min），從方程式看v（CO₂）：v（H₂）=1：3，所以，v（H₂）=0.225mol/（L?min），故答案為：0.225；
（5）使

n(CH3OH)

n(CO2)

增大，可以使平衡正向移動(dòng)，A、正反應(yīng)放熱，升溫，平衡逆向移動(dòng)，

n(CH3OH)

n(CO2)

減小，故A錯(cuò)誤；
B、加入催化劑不影響平衡移動(dòng)，

n(CH3OH)

n(CO2)

不變，故B錯(cuò)誤；
C、將水分離出去，平衡正向移動(dòng)，

n(CH3OH)

n(CO2)

增大，故C正確；
D、體積不變，再充入相同物質(zhì)的量的反應(yīng)物，相當(dāng)于給反應(yīng)體系加壓，平衡正向移動(dòng)，

n(CH3OH)

n(CO2)

增大，故D正確；
E、體積不變，充入He氣，平衡不移動(dòng)，

n(CH3OH)

n(CO2)

不變，故E錯(cuò)誤．
故選：CD；
（6）Kw=c（H⁺）?c（OH^-）=10^-a?10^-b=10^-（a+b）=10^-12，其大于常溫下水的離子積常數(shù)Kw=10^-14，所以現(xiàn)在溫度高于25℃；該溫度下pH=6為中性溶液，從表格可見(jiàn)等體積的HCl與NaOH反應(yīng)，恰好中和，則c（HCl）=c（NaOH），該NaOH的pH=8，即c（OH^-）=10^-4mol/L，則c（HCl）=10^-4mol/L，HCl的pH=4，故答案為：10^-12；大于；4．

點(diǎn)評(píng)：本題幾乎考查了化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的所有問(wèn)題，題目難度雖然不是很大，問(wèn)題很到位，需認(rèn)真完成．