题目内容

【题目】随着学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点.完成下列填空:
(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:
CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)
已知H2的体积分数随温度的升高而增加.若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化.(填“增大”、“减小”或“不变”)

v

v

平衡常数K

转化率α


(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如表:

[CO2]/molL1

[H2]/molL1

[CH4]/molL1

[H2O]/molL1

平衡Ⅰ

a

b

c

d

平衡Ⅱ

m

n

x

y

a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为
(3)碳酸:H2CO3 , Ki1=4.3×107 , Ki2=5.6×1011
草酸:H2C2O4 , Ki1=5.9×102 , Ki2=6.4×105 0.1mol/L Na2CO3溶液的pH0.1mol/L Na2C2O4溶液的pH.(选填“大于”“小于”或“等于”)
等浓度草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是
若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是 . (选填编号)
a.[H+]>[HC2O4]>[HCO3]>[CO32]b.[HCO3]>[HC2O4]>[C2O42]>[CO32]
c.[H+]>[HC2O4]>[C2O42]>[CO32]d.[H2CO3]>[HCO3]>[HC2O4]>[CO32].

【答案】
(1)增大;增大;减小;减小
(2)=
(3)>;草酸;ac
【解析】解:(1)H2的体积分数随温度的升高而增加,这说明升高温度平衡逆反应方向进行,即正反应是放热反应;升高温度正、逆反应速率均增大,平衡逆反应方向进行,平衡常数减小,反应物的转化率减小,
所以答案是:

v

v

平衡常数K

转化率α

增大

增大

减小

减小

(2)相同温度时平衡常数不变,则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为 = ,所以答案是: = ;(3)根据电离常数可知草酸的酸性强于碳酸,则碳酸钠的水解程度大于草酸钠,所以0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH,
草酸的酸性强于碳酸,则等浓度草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是草酸,
草酸的二级电离常数均大于碳酸的,所以草酸的电离程度大于碳酸,且碳酸以第一步电离为主,因此溶液中[H+]>[HC2O4]>[C2O42]>[HCO3]>[CO32],则ac正确,bd错误.
所以答案是:>;草酸;ac.
【考点精析】认真审题,首先需要了解化学平衡的计算(反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%),还要掌握弱电解质在水溶液中的电离平衡(当弱电解质分子离解成离子的速率等于结合成分子的速率时,弱电解质的电离就处于电离平衡状态;电离平衡是化学平衡的一种,同样具有化学平衡的特征.条件改变时平衡移动的规律符合勒沙特列原理)的相关知识才是答题的关键.

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