题目内容
对化学反应的研究需要从反应条件、限度、速率、定量关系等方面进行综合分析．下列是关于化学反应的一系列研究，请根据相关信息回答问题．
Ⅰ．关于反应限度的研究
（1）已知25℃时，H3PO4的电离常数为：Ka1=7.1ⅹ10-3，Ka2=6.3ⅹ10-8，Ka3=4.2ⅹ10-13．请推测：NaH2PO4溶液显 性（填“酸”、“碱”或“中”），Na2HPO4显 性（填“酸”、“碱”或“中”）．
（2）在一固定容积的密闭容器中加入X、Y、Z三种气体，保持一定温度，不同时刻测得X、Y、Z三种物质的物质的量如下表．
①上述反应的化学方程式为 ；
③在一容积可变的密闭容器中充入20mol X和10mol Y，Y的平均转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A时，容器的体积为10L．如反应开始时仍充入20mol X和10mol Y，则在平衡状态B时容器的体积V（B）= L．图中P1、P2的大小关系为P1P2．
Ⅱ．关于反应物之间的定量关系的研究
（3）在含3.2a mol HNO3的稀溶液中，加入a mol 铁粉，反应的离子方程式为
（4）工业上常利用反应：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H＜0 合成甲醇，其在230～270℃下反应最为有利．为研究合成气最合适的起始组成比，在230℃、250℃和270℃进行实验，结果如图所示，则230℃时的实验结果所对应的曲线是 ；该温度下工业生产适宜采用的合成气组成n（H2）：n（CO）的值的取值范围是（填字母序号） ．
A.1～1.5 B.2.5～3 C.3.5～4.5
Ⅰ．关于反应限度的研究
（1）已知25℃时，H3PO4的电离常数为：Ka1=7.1ⅹ10-3，Ka2=6.3ⅹ10-8，Ka3=4.2ⅹ10-13．请推测：NaH2PO4溶液显
（2）在一固定容积的密闭容器中加入X、Y、Z三种气体，保持一定温度，不同时刻测得X、Y、Z三种物质的物质的量如下表．
| 测定时刻/s | t1 | t2 | t3 | t4 |
| n（X）mol | 7 | 3 | 1 | 1 |
| n（Y）mol | 5 | 3 | 2 | 2 |
| n（z）mol | 1 | 3 | 4 | 4 |
③在一容积可变的密闭容器中充入20mol X和10mol Y，Y的平均转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A时，容器的体积为10L．如反应开始时仍充入20mol X和10mol Y，则在平衡状态B时容器的体积V（B）=
Ⅱ．关于反应物之间的定量关系的研究
（3）在含3.2a mol HNO3的稀溶液中，加入a mol 铁粉，反应的离子方程式为
（4）工业上常利用反应：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H＜0 合成甲醇，其在230～270℃下反应最为有利．为研究合成气最合适的起始组成比，在230℃、250℃和270℃进行实验，结果如图所示，则230℃时的实验结果所对应的曲线是
A.1～1.5 B.2.5～3 C.3.5～4.5
考点：化学平衡的计算,化学平衡建立的过程,转化率随温度、压强的变化曲线,弱电解质在水溶液中的电离平衡
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据弱酸根的电离和水解程度的大小进行判断；
（2）①根据参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比进行计算，书写该反应的化学方程式；
②增大压强，平衡正向移动，Y的转化率增大；同温下，抓住平衡常数不变根据三段式进行计算；
（3）铁与稀硝酸刚反应，当稀硝酸过量时反应方程式：Fe+4HNO3（稀）=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O；当铁过量时反应方程式
3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++4H2O+2NO↑，分析铁与稀硝酸的量的关系来判断；
（4）依据反应是放热反应，温度越高，反应物转化率越小；反应的配比依据合成氨的工业制备类推；
（2）①根据参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比进行计算，书写该反应的化学方程式；
②增大压强，平衡正向移动，Y的转化率增大；同温下，抓住平衡常数不变根据三段式进行计算；
（3）铁与稀硝酸刚反应，当稀硝酸过量时反应方程式：Fe+4HNO3（稀）=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O；当铁过量时反应方程式
3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++4H2O+2NO↑，分析铁与稀硝酸的量的关系来判断；
（4）依据反应是放热反应，温度越高，反应物转化率越小；反应的配比依据合成氨的工业制备类推；
解答：
解：（1）H2PO4-的电离常数为Ka2=6.3ⅹ10-8，水解常数为Kw/K1=1.33ⅹ10-12，电离大于水解所以显酸性；HPO42-的电离常数为Ka3=4.2ⅹ10-13，水解常数为Kw/K2=1.61×10-7，水解大于电离所以显碱性
故答案：酸；碱；
（2）①△n（X）：△n（Y）：△n（Z）：（7-1）：（5-2）：（4-1）=6：3：3=2：1：1，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，故该反应的化学方程式为：2X+Y?Z，
故答案为：2X+Y?Z；
②增大压强，平衡正向移动，Y的转化率增大，p2时Y的转化率大于p1时，故p1＜p2；
平衡A 2X+Y?Z，
开始 20 10 0
转化 10 5 5
平衡 10 5 5
则K=
=1
平衡B 2X+Y?Z，
开始 20 10 0
转化 16 8 8
平衡 4 2 8
则根据温度不变K不变得，K=
=1，解得V=2L
故答案为：2；＜；
（3）铁与稀硝酸刚反应，当稀硝酸过量时反应方程式：Fe+4HNO3（稀）=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O，故
≥4时只生产三价铁；当铁过量时反应方程式
3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++4H2O+2NO↑，故
≤
时只生产三价铁；现3.2a mol HNO3的稀溶液中，加入a mol 铁粉，
=3.2，刚好在两者之间故即有二价铁又有三价铁生产，所以反应的离子方程式为5Fe+16H++4NO3-=3Fe2++2Fe3++8H2O+4NO↑，
故答案：5Fe+16H++4NO3-=3Fe2++2Fe3++8H2O+4NO↑；
（4）工业上用反应低压合成甲醇，在230℃～270℃最为有利．为研究合成气最合适的起始组成比，分别在230℃、250℃和270℃进行实验，结果如图．合成甲醇是放热反应，温度越低转化率越大，结合图象可知，230℃的实验结果所对应的曲线是 X，；工业生产适宜采用的合成气组成比n（H2）：n（CO）的范围应反应中 一氧化碳的转化率大，提高氢气的量会提高一氧化碳的转化率，所以n（H2）：n（CO）＞2：1，选项中氢气量过量多小号原料，故选B．
故答案为：X，B．
故答案：酸；碱；
（2）①△n（X）：△n（Y）：△n（Z）：（7-1）：（5-2）：（4-1）=6：3：3=2：1：1，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，故该反应的化学方程式为：2X+Y?Z，
故答案为：2X+Y?Z；
②增大压强，平衡正向移动，Y的转化率增大，p2时Y的转化率大于p1时，故p1＜p2；
平衡A 2X+Y?Z，
开始 20 10 0
转化 10 5 5
平衡 10 5 5
则K=
| 0.5 |
| 0.5×1 2 |
平衡B 2X+Y?Z，
开始 20 10 0
转化 16 8 8
平衡 4 2 8
则根据温度不变K不变得，K=
| 8/V |
| (4/V)2×(2/V) |
故答案为：2；＜；
（3）铁与稀硝酸刚反应，当稀硝酸过量时反应方程式：Fe+4HNO3（稀）=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O，故
| n(HNO 3) |
| n(Fe) |
3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++4H2O+2NO↑，故
| n(HNO 3) |
| n(Fe) |
| 8 |
| 3 |
| n(HNO 3) |
| n(Fe) |
故答案：5Fe+16H++4NO3-=3Fe2++2Fe3++8H2O+4NO↑；
（4）工业上用反应低压合成甲醇，在230℃～270℃最为有利．为研究合成气最合适的起始组成比，分别在230℃、250℃和270℃进行实验，结果如图．合成甲醇是放热反应，温度越低转化率越大，结合图象可知，230℃的实验结果所对应的曲线是 X，；工业生产适宜采用的合成气组成比n（H2）：n（CO）的范围应反应中 一氧化碳的转化率大，提高氢气的量会提高一氧化碳的转化率，所以n（H2）：n（CO）＞2：1，选项中氢气量过量多小号原料，故选B．
故答案为：X，B．
点评：本题从反应限度、反应条件等考查化学平衡的相关知识，综合性较强，难度较大．
练习册系列答案
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用铂电极（惰性）电解下列电解质溶液，电解质的浓度增大且溶液的pH不变的是（ ）
| A、NaOH溶液 |
| B、CuSO4溶液 |
| C、Na2SO4溶液 |
| D、NaCl溶液 |
下列实验设计或实验操作中，正确的是（ ）
A、铜与浓硝酸反应制NO2：可采用如图装置 |
| B、分离乙酸和乙醇溶液：用分液漏斗进行分离 |
| C、稀硫酸和锌粒反应制取氢气：加入少许硫酸铜以加快反应速率 |
| D、鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液：分别向两种溶液滴加澄清石灰水至过量 |
可用于鉴别乙酸和乙醇的是（ ）
| A、水 | B、氯化钠溶液 |
| C、高锰酸钾溶液 | D、紫色石蕊试液 |
将1.95g锌粉加入到200mL的0.100mol?L-1MO2+溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是（ ）
| A、M |
| B、M2+ |
| C、M3+ |
| D、MO2+ |
