Question

【题目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义.

(1)海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示：

用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因______________.已知春季海水pH=8.1，预测夏季海水碱性将会_____________(填写“增强”或“减弱”)，理由是_________________________.

(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0，在容积为1L的恒容容器中，分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇.如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系.下列说法正确的是_______________.

A.a、b、c三点H2转化率：c>a>b

B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3

C.a点状态下再通入0.5 mol co和0.5 mol CH3OH，平衡不移动

D.c点状态下再通入1 mol co和4mol H2，新平衡中H2的体积分数增大

(3)NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如图所示：

①NO的作用是___________________。

②已知:O3(g)+0(g)=202(g) △H=-143kJ·mol-l

反应1: O3(g)+NO(g)NO2(g)+O2(g) △H1=-200.2kJ·mol-l

反应2：热化学方程式为_____________________。

(4)大气污染物SO2可用NaOH吸收.已知pKa=-lgKa,25℃时，H2SO3的pKa1=1.85，pKa2=7.19。该温度下用0.1mol· L-1 NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如图所示.b点所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是________________；c点所得溶液中：c(Na+)___________3c(HSO3-)(填“>”、“<”或“=”).

Answer 1

【答案】HCO3-+H2OH2CO3+OH-或CO32-+H2OHCO3-+OH- 增强 一方面水解平衡为吸热反应，夏天温度升高，平衡正向移动，c(OH-)增大，一方面夏天光合作用强，使得CO2+H2OH2CO3平衡逆向移动，酸性减弱，一方面夏天温度高，二氧化碳在水中的溶解度减小，酸性减弱 C 催化剂 NO2(g)+O(g)═NO(g)+O2(g)△H2=+57.2kJ/mol c（Na+）> c（HSO3-）> c（SO32-）>c（H+）>c（OH-） >

【解析】

（1）本小题考查是盐类水解，强碱弱酸盐水解显碱性，强酸弱碱盐显酸性；水解平衡为吸热反应，夏天温度升高，水解平衡正向移动，溶液碱性增强；

（2）A．图中值：c＞b，该值越大，即增大氢气浓度，正向进行程度越大，CO转化率增大，而氢气转化率减小，图中CO转化率：c＞b，则H2转化率：b＞c，a、b两点相同，CO转化率越大，氢气转化率也越大，故氢气转化率：a＞b；

B．图中一定时，CO的转化率：T1>T2>T3，正反应为放热反应，一定时，升高温度平衡逆向移动，CO的转化率会减小，故温度：T1<T2<T3；

C．利用三段式求出T1温度下平衡常数K，在通入0.5 mol co和0.5 mol CH3OH 后求出Qc，比较K和Qc；

（3）①反应过程如图1是臭氧在NO作用下生成二氧化氮和氧气，二氧化氮在氧原子作用下生成NO和氧气；

②Ⅰ．O3（g）+O（g）═2O2（g）△H=-143kJ/mol

Ⅱ．O3（g）+NO（g）═NO2（g）+O2（g）△H1=-200.2kJ/mol

盖斯定律计算Ⅰ-Ⅱ得到反应2的热化学方程式；

（4）b点是用0.1molL-1NaOH溶液20ml滴定20mL0.1molL-1H2SO3溶液，恰好反应生成NaHSO3，溶液显酸性；c点pH=7.19=PKa2，依据平衡常数溶液显碱性，溶液中溶质主要为Na2SO3，SO32-+H2OHSO3-+OH-，Kh=，c(OH-)=，带入计算得到：c（HSO32-）=c（SO32-），溶液中2n（Na）=3c（S），2c（Na+）=3[c（SO32-）+c（H2SO3）+c（HSO3-）]=3[c（H2SO3）+2c（HSO3-）]，c（Na+）>3c（HSO3-）。

（1）海水中无机碳的存在形式主要是HCO3-、CO32-，两种离子为弱酸根离子，水解使海水显碱性，离子方程式为HCO3-+H2OH2CO3+OH-或CO32-+H2OHCO3-+OH-；一方面水解平衡为吸热反应，夏天温度升高，平衡正向移动，c(OH-)增大，一方面夏天光合作用强，使得CO2+H2OH2CO3平衡逆向移动，酸性减弱，一方面夏天温度高，二氧化碳在水中的溶解度减小，酸性减弱。本小题答案为：HCO3-+H2OH2CO3+OH-或CO32-+H2OHCO3-+OH-；增强；一方面水解平衡为吸热反应，夏天温度升高，平衡正向移动，c(OH-)增大，一方面夏天光合作用强，使得CO2+H2OH2CO3平衡逆向移动，酸性减弱，一方面夏天温度高，二氧化碳在水中的溶解度减小，酸性减弱。

（2）A．图中值：c＞b，该值越大，即增大氢气浓度，正向进行程度越大，CO转化率增大，而氢气转化率减小，图中CO转化率：c＞b，则H2转化率：b＞c，a、b两点相同，CO转化率越大，氢气转化率也越大，故氢气转化率：a＞b，可知H2转化率：a＞b＞c，故A错误；

B．图中一定时，CO的转化率：T1>T2>T3，正反应为放热反应，一定时，升高温度平衡逆向移动，CO的转化率会减小，故温度：T1<T2<T3，故B错误；

C．T1温度下，a点＝1.5，起始时CO为1mol，则氢气为1.5mol，平衡时CO转化率为50%，反应的CO为0.5mol，容器体积为1L，则：

CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

起始浓度（mol/L）： 1 1.5 0

变化浓度（mol/L）： 0.5 1 0.5

平衡浓度（mol/L）： 0.5 0.5 0.5

故T1温度下平衡常数K＝，而Qc＝，所以平衡不移动，故C正确；

D．c点状态下再通入1 molCO和4 molH2，等效为在原平衡的基础上压强增大一倍，正反应为气体体积减小的反应，故平衡正向移动，新平衡中H2的体积分数减小，故D错误。答案选C。

（3）①反应过程是臭氧在NO作用下生成二氧化氮和氧气，二氧化氮在氧原子作用下生成NO和氧气，反应过程中NO参与反应最后又生成，作用是催化剂。本小题答案为：催化剂。

②Ⅰ.O3(g)+O(g)═2O2(g)△H=143kJ/mol

Ⅱ.O3(g)+NO(g)═NO2(g)+O2(g)△H1=200.2kJ/mol

盖斯定律计算ⅠⅡ得到反应2的热化学方程式：NO2(g)+O(g)═NO(g)+O2(g)△H2=+57.2kJ/mol。本小题答案为：NO2(g)+O(g)═NO(g)+O2(g)△H2=+57.2kJ/mol。

（4）b点是用0.1molL-1NaOH溶液20ml滴定20mL0.1molL-1H2SO3溶液，恰好反应生成NaHSO3，溶液显酸性，则溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c（Na+）> c（HSO3-）> c（SO32-）>c（H+）>c（OH-）；c点pH=7.19=PKa2，依据平衡常数溶液显碱性，溶液中溶质主要为Na2SO3，SO32-+H2OHSO3-+OH-，Kh=，c(OH-)=，带入计算得到：c（HSO32-）=c（SO32-），溶液中2n（Na）=3c（S），2c（Na+）=3[c（SO32-）+c（H2SO3）+c（HSO3-）]=3[c（H2SO3）+2c（HSO3-）]，c（Na+）>3c（HSO3-）。本小题答案为：c（Na+）> c（HSO3-）> c（SO32-）>c（H+）>c（OH-）；>。