Question

【题目】请运用化学反应原理的相关知识研究元素及其化合物的性质．
（1）工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1=﹣116KJmol﹣1
又知：CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H2=﹣283KJmol﹣1
H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H3=﹣242KJmol﹣1
H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H4=﹣286KJmol﹣1
则甲醇的燃烧热为 ．
（2）T℃时，向2L密闭容器中充入4mol CO和6mol H2 ， 5min后达平衡时CH3OH物质的量为2mol．该反应的速率v（H2）为 ；下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是 ．
a．随时将CH3OH与反应混合物分离
b．降低反应温度
c．使用高效催化剂
d．增大体系压强
（3）在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2 ， 在催化剂作用下反应生成甲醇，CO的转化率（a）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示．
①A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间，tA tc（填“大于”、“小于’’或“等于“）．
②若A点时容器的体积为10L，该温度下B点的平衡常数K= ．
（4）Na2SO3的水溶液呈 （填“酸”、“中”、‘‘碱”）性，原因是（用离子方程式表示）：　 ；把CaCO3浊液滴入l.0mol/L的Na2SO3溶液中，能否产生CaSO3沉淀？若不能，说明原因；若可行，请简述判断依据及转化过程
（已知：Ksp（CaSO3）=1.4×10﹣7 ， Ksp（CaCO3）=2.8×10﹣9）．

Answer 1

【答案】﹣739kJ?mol﹣1；0.4mol/（L?min）；d；大于；1；碱；SO32﹣+H2O?HSO3﹣+OH﹣；可行，判断依据是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c（SO32﹣）＞50c（CO32﹣）时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变；转化过程为：把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时，溶液中的c（Ca2+）与c（SO32﹣）之积大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，导致溶液中c（Ca2+）减小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32﹣ ， 向着溶解的方向移动，导致CaCO3溶解．
【解析】（1）由①CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1=﹣116kJmol﹣1
②CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H2=﹣283kJmol﹣1
③H2（g）+O2（g）=H2O （l）△H3=﹣286kJmol﹣1
根据盖斯定律可知，②+③×2﹣①可得 CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2H2O （g）△H=（﹣283kJmol﹣1）+（﹣286kJmol﹣1）×2﹣（﹣116kJmol﹣1）=﹣739kJmol﹣1 ，
所以答案是：﹣739kJmol﹣1；
（2）由图象可知v（CH3OH）= =0.2mol/（Lmin），根据反应速率之比等于化学计量数之比可知v（H2）=2v（CH3OH）=2×0.25mol/（Lmin）=0.4mol/（Lmin），
a．随时将CH3OH与反应混合物分离，提高了反应物的转化率，但没有增大该反应的反应速率，故a错误；
b．降低反应温度，平衡正向移动，提高了反应物的转化率，但减小了该反应的反应速率，故b错误；
c．使用高效催化剂，平衡不移动，反应物的转化率不变，但提高该反应的反应速率，故c错误；
d．增大体系压强，平衡正向移动，提高了反应物的转化率，同时提高了该反应的反应速率，故d正确；
所以答案是：0.4 mol（Lmin）﹣1；d；
（3）①升高温度，反应速率增大，反应开始到达平衡状态所需的时间要少，所以反应开始到达平衡状态所需的时间tA 大于tC ， 所以答案是：大于；
②根据图象可以看出，A点时CO的转化率为50%，则平衡时各物质的量浓度为：c（CO）=0.5mol/L；c（H2）=1mol/L；c（CH3OH）=0.5mol/L，所以平衡常数为K==1；所以答案是：1；
（4）Na2SO3为强碱弱酸盐，亚硫酸根离子水解使溶液显碱性，水解离子反应为：SO32﹣+H2OHSO3﹣+OH﹣ ， 可行，判断依据是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c（SO32﹣）＞50c（CO32﹣）时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变；转化过程为：把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时，溶液中的c（Ca2+）与c（SO32﹣）之积大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，导致溶液中c（Ca2+）减小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3Ca2++CO32﹣ ， 向着溶解的方向移动，导致CaCO3溶解．
所以答案是：碱；SO32﹣+H2OHSO3﹣+OH﹣；可行，判断依据是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c（SO32﹣）＞50c（CO32﹣）时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变；转化过程为：把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时，溶液中的c（Ca2+）与c（SO32﹣）之积大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，导致溶液中c（Ca2+）减小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3Ca2++CO32﹣ ， 向着溶解的方向移动，导致CaCO3溶解．
【考点精析】本题主要考查了燃烧热的相关知识点，需要掌握在101kPa时1mol H2物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的能量，叫该物质的燃烧热才能正确解答此题．