题目内容
开发使用清洁能源，发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题．氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．（1）甲烷水蒸气转化法制H2的主要转化反应如下：
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ?mol-1
CH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0kJ?mol-1
上述反应所得原料气中的CO能使合成氨的催化剂中毒，必须除去．工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2，同时可制得等体积的氢气的方法．此反应称为一氧化碳变换反应，该反应的热化学方程式是
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H＞0
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a．则A、B、C三点处对应平衡常数（KA、KB、KC）的大小关系为
②100℃时，将1mol CH4和2mol H2O通入容积为1L的定容密封容器中，发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是
a．容器内气体密度恒定
b．单位时间内消耗0.1mol CH4同时生成0.3molH2
c．容器的压强恒定
d．3v正（CH4）=v逆（H2）
（3）25℃时，在20mL0.1mol/L氢氟酸中加入VmL0.1mol/L NaOH溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图b所示，下列说法正确的是
A．pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中，由水电离出的c（H+）相等
B．①点时pH=6，此时溶液中，c（F-）-c（Na+）=9.9×10-7mol/L
C．②点时，溶液中的c（F-）=c（Na+）
D．③点时V=20mL，此时溶液中c（Na+）=0.1mol/L
（4）长期以来，一直认为氟的含氧酸不存在．1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO，其结构式为H-O-F．HFO与水反应得到HF和化合物A，该反应的化学方程式为
考点：转化率随温度、压强的变化曲线,热化学方程式,化学平衡状态的判断
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据盖斯定律书写目标热化学方程式；
（2）①平衡常数只受温度影响，处于等温线上各点平衡常数相等，由图可知，压强一定时，温度T2条件下，甲烷的转化率更大，则反应进行的程度更大；
②达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，百分含量不变，以及由此衍生其它一些物理量不变，据此结合选项判断；
（3）A．酸或碱抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；
B．根据电荷守恒计算；
C．根据电荷守恒计算；
D．等物质的量的氢氟酸和氢氧化钠恰好反应生成氟化钠，溶液呈碱性，根据电荷守恒判断，注意等体积混合时，不水解离子浓度变为原来的一半；
（4）电负性F＞O，故H-O-F中F元素表现-1价，与水反应生成HF，发生水解反应，可推知A为H-O-O-H．
（2）①平衡常数只受温度影响，处于等温线上各点平衡常数相等，由图可知，压强一定时，温度T2条件下，甲烷的转化率更大，则反应进行的程度更大；
②达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，百分含量不变，以及由此衍生其它一些物理量不变，据此结合选项判断；
（3）A．酸或碱抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；
B．根据电荷守恒计算；
C．根据电荷守恒计算；
D．等物质的量的氢氟酸和氢氧化钠恰好反应生成氟化钠，溶液呈碱性，根据电荷守恒判断，注意等体积混合时，不水解离子浓度变为原来的一半；
（4）电负性F＞O，故H-O-F中F元素表现-1价，与水反应生成HF，发生水解反应，可推知A为H-O-O-H．
解答：
解：（1）已知：①CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ?mol-1
②CH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0kJ?mol-1
根据盖斯定律，②-①得：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.2 kJ?mol-1，
故答案为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.2 kJ?mol-1；
（2）①平衡常数只受温度影响，B、C处于等温线上，平衡常数相等，由图可知，压强一定时，温度T2条件下，甲烷的转化率更大，则反应进行的程度更大，比温度T1时的平衡常数大，故平衡常数KC=KB＞KA，
故答案为：KC=KB＞KA；
②a．100℃时，反应混合物都是气体，混合气体总质量不变，容器的容积不变，容器内气体密度始终不变，不能说明得到平衡，故a错误；
b．单位时间内消耗0.1mol CH4同时生成0.3molH2，反应始终按此比例进行，不能说明到达平衡，故b错误；
c．随反应进行混合气体总物质的量增大，容器容积不变，压强增大，当容器的压强恒定时，说明到达平衡，故c正确；
d．3v正（CH4）=v逆（H2），不能物质的正逆速率之比等于化学计量数之比，反应到达平衡，故d正确，
故答案为：cd；
（3）A．氢氟酸抑制水电离，氟化钠促进水电离，所以pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中，由水电离出的不相等，故错误；
B．①点时pH=6，溶液中存在电荷守恒，c（F-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+），所以c（F-）-c（Na+）=c（H+）-c（OH-）=9.9×10-7mol/L，故正确；
C．②点时，溶液呈中性，c（OH-）=c（H+），溶液中存在电荷守恒，c（F-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+），所以c（F-）=c（Na+），故正确；
D．③点时V=20mL，此时溶液中溶质在氟化钠，溶液呈碱性，根据电荷守恒知c（F-）＜c（Na+），但等体积混合时不水解的离子浓度变为原来的一半，所以c（F-）＜c（Na+）=0.05mol/L，故错误；
故选BC；
（4）电负性F＞O，故H-O-F中F元素表现-1价，与水反应生成HF，发生水解反应，可推知A为H-O-O-H，该反应的化学方程式为：H2O+HFO=HF+H2O2，
故答案为：H2O+HFO=HF+H2O2．
②CH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0kJ?mol-1
根据盖斯定律，②-①得：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.2 kJ?mol-1，
故答案为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.2 kJ?mol-1；
（2）①平衡常数只受温度影响，B、C处于等温线上，平衡常数相等，由图可知，压强一定时，温度T2条件下，甲烷的转化率更大，则反应进行的程度更大，比温度T1时的平衡常数大，故平衡常数KC=KB＞KA，
故答案为：KC=KB＞KA；
②a．100℃时，反应混合物都是气体，混合气体总质量不变，容器的容积不变，容器内气体密度始终不变，不能说明得到平衡，故a错误；
b．单位时间内消耗0.1mol CH4同时生成0.3molH2，反应始终按此比例进行，不能说明到达平衡，故b错误；
c．随反应进行混合气体总物质的量增大，容器容积不变，压强增大，当容器的压强恒定时，说明到达平衡，故c正确；
d．3v正（CH4）=v逆（H2），不能物质的正逆速率之比等于化学计量数之比，反应到达平衡，故d正确，
故答案为：cd；
（3）A．氢氟酸抑制水电离，氟化钠促进水电离，所以pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中，由水电离出的不相等，故错误；
B．①点时pH=6，溶液中存在电荷守恒，c（F-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+），所以c（F-）-c（Na+）=c（H+）-c（OH-）=9.9×10-7mol/L，故正确；
C．②点时，溶液呈中性，c（OH-）=c（H+），溶液中存在电荷守恒，c（F-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+），所以c（F-）=c（Na+），故正确；
D．③点时V=20mL，此时溶液中溶质在氟化钠，溶液呈碱性，根据电荷守恒知c（F-）＜c（Na+），但等体积混合时不水解的离子浓度变为原来的一半，所以c（F-）＜c（Na+）=0.05mol/L，故错误；
故选BC；
（4）电负性F＞O，故H-O-F中F元素表现-1价，与水反应生成HF，发生水解反应，可推知A为H-O-O-H，该反应的化学方程式为：H2O+HFO=HF+H2O2，
故答案为：H2O+HFO=HF+H2O2．
点评：本题比较综合，涉及热化学方程式、化学平衡图象及影响因素、平衡常数、平衡状态判断、弱电解质的电离、离子浓度比较等，（3）中注意溶液中离子浓度等量关系，经常考虑电荷守恒、物料守恒、质子恒等式等．
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