Question

（1）常温下，将 2种一元酸分别和NaOH溶液等体积混合，实验数据如下：

组别	一元酸	NaOH	混合溶液的pH
甲	c（HX）=0.1mol/L	c（NaOH）=0.1mol/L	pH=9
乙	c（HY）=c1mol/L	c（NaOH）=0.1mol/L	pH=7

①甲组实验中混合溶液中离子浓度由大到小顺序为

 

，
由水电离出的 c（OH^-）=

 

mol/L．
②乙组实验中HY为强酸，则 HY溶液的c₁

 

（填“＜”，“=”或“＞”）0.1mol/L．
（2）汽车使用乙醇汽油并不能减少NO_x的排放，这使NO_x的有效消除成为环保领域的重要课题．
某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，测得NO转化为N₂的转化率随温度变化情况和n（NO）/n（CO）比例变化情况如图．

①为达到NO转化为N₂的最佳转化率，应该选用的温度和n（NO）/n（CO）比例分别为

 

、

 

．
②用 C_xH_y（烃）催化还原NO_x也可消除氮氧化物生成无污染的物质．CH₄与NO发生反应的化学方程式为

 

．
（3）工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数 （Κ）．

温 度	250℃	300℃	350℃
Κ	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断△H

 

0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②某温度下，将 2mol CO和 6mol H₂ 充入2L的密闭容器中，充分反应 10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则此时的温度为

 

℃．
③请在下列坐标中的画出②中求得温度下CO、H₂和 CH₃0H的浓度随时间变化的曲线，并进行适当的标注．

Answer 1

考点：酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算,化学平衡常数的含义,物质的量或浓度随时间的变化曲线,转化率随温度、压强的变化曲线,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）①酸和碱恰好反应，根据溶液的酸碱性确定盐的类型，明确“谁强谁先性”的规律；溶液中弱根离子能水解导致溶液呈一定的酸碱性，再结合阴阳离子所带电荷相等对溶液中离子进行排序，根据氢离子浓度计算氢氧根离子浓度，溶液中的氢氧根离子就是水电离出的；
②混合溶液呈中性，说明酸和碱恰好反应，再根据酸的强弱确定其物质的量浓度；
（2）①根据图象分析n（NO）/n（CO）=1时，在相同温度下氮气的转化率最高；n（NO）/n（CO）=1时，温度在900K左右氮气的转化率最高；
②根据 C_xH_y（烃）催化还原NO_x也可消除氮氧化物生成无污染的物质可知，CH₄与NO发生反应生成二氧化碳和氮气；
（3）①根据表中数据可知，温度升高，平衡常数K减小减小该反应的焓变；
②根据根据题中数据计算出平衡浓度，再根据平衡常数表达式计算出平衡常数，然后根据计算结果确定反应温度；
③根据反应前一氧化碳、氢气、甲醇达到浓度及达到平衡时各组分的浓度，画出该温度下CO、H₂和 CH₃0H的浓度随时间变化的曲线．

解答： 解：（1）①根据表中数据可知，等体积、等浓度的HX与氢氧化钠溶液反应后生成NaX，溶液显示碱性，说明HX为弱电解质，X^-离子在溶液中部分水解，所以反应后的溶液中离子浓度大小关系：c（Na⁺）＞c（X^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；NaX为强碱弱酸盐，溶液中的氢氧根离子是水电离的，所以水电离的氢氧根离子浓度为：c（OH^-）=1×10^-5mol/L，
故答案为：c（Na⁺）＞c（X^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；1×10^-5；
②HY为强电解质，酸和碱都是一元的，等体积时反应后的溶液pH=7，说明两溶液的物质的量浓度相等，即c₁=0.1mol/L，故答案为：=；
（2）①根据图象可知，n（NO）/n（CO）比例为1时，氮气的转化率最高；n（NO）/n（CO）=1时，温度在900K左右，氮气的转化率最高，故答案为：900K；1；
②CH₄与NO发生反应生成无污染的二氧化碳和氮气，反应的化学方程式为CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O，故答案为：CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O；
（3）①升高温度，平衡向吸热方向移动，根据表格知，温度越高，化学平衡常数越小，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；
②反应前c（CO）=1mol/L、c（H₂）=3mol/L，
            CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
反应前（mol/L） 1       3          0       
转化（mol/L）   0.8    1.6        0.8
平衡时（mol/L） 0.2    1.4        0.8
平衡常数K=

0．82

0.2×1．42

≈2.04，所以该反应温度为：250℃；
故答案为：250；
③反应开始前，c（CO）=1mol/L、c（H₂）=3mol/L、c（CH₃OH）=0，达到平衡时，c（CO）=0.2mol/L、c（H₂）=1.4mol/L、c（CH₃OH）=0.8mol/L，所以该温度下CO、H₂和 CH₃0H的浓度随时间变化的曲线为，
故答案为：．

点评：本题考查了酸碱混合时溶液pH的简单计算、溶液中离子浓度大小比较、化学平衡常数的概念及计算、化学平衡的计算等知识，题目难度较大，注意掌握影响化学平衡的因素、化学平衡常数的概念及计算方法，试题充分培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．