Question

（1）常溫下，將 2種一元酸分別和NaOH溶液等體積混合，實驗數(shù)據(jù)如下：

組別	一元酸	NaOH	混合溶液的pH
甲	c（HX）=0.1mol/L	c（NaOH）=0.1mol/L	pH=9
乙	c（HY）=c1mol/L	c（NaOH）=0.1mol/L	pH=7

①甲組實驗中混合溶液中離子濃度由大到小順序為

 

，
由水電離出的 c（OH^-）=

 

mol/L．
②乙組實驗中HY為強酸，則 HY溶液的c₁

 

（填“＜”，“=”或“＞”）0.1mol/L．
（2）汽車使用乙醇汽油并不能減少NO_x的排放，這使NO_x的有效消除成為環(huán)保領域的重要課題．
某研究小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，測得NO轉化為N₂的轉化率隨溫度變化情況和n（NO）/n（CO）比例變化情況如圖．

①為達到NO轉化為N₂的最佳轉化率，應該選用的溫度和n（NO）/n（CO）比例分別為

 

、

 

．
②用 C_xH_y（烴）催化還原NO_x也可消除氮氧化物生成無污染的物質．CH₄與NO發(fā)生反應的化學方程式為

 

．
（3）工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H
下表所列數(shù)據(jù)是該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù) （Κ）．

溫 度	250℃	300℃	350℃
Κ	2.041	0.270	0.012

①由表中數(shù)據(jù)判斷△H

 

0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②某溫度下，將 2mol CO和 6mol H₂ 充入2L的密閉容器中，充分反應 10min后，達到平衡時測得c（CO）=0.2mol/L，則此時的溫度為

 

℃．
③請在下列坐標中的畫出②中求得溫度下CO、H₂和 CH₃0H的濃度隨時間變化的曲線，并進行適當?shù)臉俗ⅲ?br />

Answer 1

考點：酸堿混合時的定性判斷及有關ph的計算,化學平衡常數(shù)的含義,物質的量或濃度隨時間的變化曲線,轉化率隨溫度、壓強的變化曲線,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）①酸和堿恰好反應，根據(jù)溶液的酸堿性確定鹽的類型，明確“誰強誰先性”的規(guī)律；溶液中弱根離子能水解導致溶液呈一定的酸堿性，再結合陰陽離子所帶電荷相等對溶液中離子進行排序，根據(jù)氫離子濃度計算氫氧根離子濃度，溶液中的氫氧根離子就是水電離出的；
②混合溶液呈中性，說明酸和堿恰好反應，再根據(jù)酸的強弱確定其物質的量濃度；
（2）①根據(jù)圖象分析n（NO）/n（CO）=1時，在相同溫度下氮氣的轉化率最高；n（NO）/n（CO）=1時，溫度在900K左右氮氣的轉化率最高；
②根據(jù) C_xH_y（烴）催化還原NO_x也可消除氮氧化物生成無污染的物質可知，CH₄與NO發(fā)生反應生成二氧化碳和氮氣；
（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，平衡常數(shù)K減小減小該反應的焓變；
②根據(jù)根據(jù)題中數(shù)據(jù)計算出平衡濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)表達式計算出平衡常數(shù)，然后根據(jù)計算結果確定反應溫度；
③根據(jù)反應前一氧化碳、氫氣、甲醇達到濃度及達到平衡時各組分的濃度，畫出該溫度下CO、H₂和 CH₃0H的濃度隨時間變化的曲線．

解答： 解：（1）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，等體積、等濃度的HX與氫氧化鈉溶液反應后生成NaX，溶液顯示堿性，說明HX為弱電解質，X^-離子在溶液中部分水解，所以反應后的溶液中離子濃度大小關系：c（Na⁺）＞c（X^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；NaX為強堿弱酸鹽，溶液中的氫氧根離子是水電離的，所以水電離的氫氧根離子濃度為：c（OH^-）=1×10^-5mol/L，
故答案為：c（Na⁺）＞c（X^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；1×10^-5；
②HY為強電解質，酸和堿都是一元的，等體積時反應后的溶液pH=7，說明兩溶液的物質的量濃度相等，即c₁=0.1mol/L，故答案為：=；
（2）①根據(jù)圖象可知，n（NO）/n（CO）比例為1時，氮氣的轉化率最高；n（NO）/n（CO）=1時，溫度在900K左右，氮氣的轉化率最高，故答案為：900K；1；
②CH₄與NO發(fā)生反應生成無污染的二氧化碳和氮氣，反應的化學方程式為CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O，故答案為：CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O；
（3）①升高溫度，平衡向吸熱方向移動，根據(jù)表格知，溫度越高，化學平衡常數(shù)越小，說明平衡向逆反應方向移動，所以正反應是放熱反應，即△H＜0，
故答案為：＜；
②反應前c（CO）=1mol/L、c（H₂）=3mol/L，
            CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
反應前（mol/L） 1       3          0       
轉化（mol/L）   0.8    1.6        0.8
平衡時（mol/L） 0.2    1.4        0.8
平衡常數(shù)K=

0．82

0.2×1．42

≈2.04，所以該反應溫度為：250℃；
故答案為：250；
③反應開始前，c（CO）=1mol/L、c（H₂）=3mol/L、c（CH₃OH）=0，達到平衡時，c（CO）=0.2mol/L、c（H₂）=1.4mol/L、c（CH₃OH）=0.8mol/L，所以該溫度下CO、H₂和 CH₃0H的濃度隨時間變化的曲線為，
故答案為：．

點評：本題考查了酸堿混合時溶液pH的簡單計算、溶液中離子濃度大小比較、化學平衡常數(shù)的概念及計算、化學平衡的計算等知識，題目難度較大，注意掌握影響化學平衡的因素、化學平衡常數(shù)的概念及計算方法，試題充分培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．