Question

（14分）（Ⅰ）甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度℃
500	800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)	K1	2．5	0．15
②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g)	K2	1．0	2．50
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g)	K3

（1）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3= （用K1、K2表示）。500℃时测得反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度（mol/L）分别为0．8、0．1、0．3、0．15，则此时V正 V逆（填“>”、“=”或“<”）。

（2）在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c(CO)-反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是 。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是 。

（3）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下，将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合，反应平衡时，2c(Ba2＋)= c(CH3COO－)，用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为 。

（Ⅱ）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性。

（1）常温下，向10 mL 0．01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0．01mol·L-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系 ；

（2）称取6．0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样，加水溶解配成250 mL 溶液。量取两份此溶液各25 mL，分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞试液，滴加0．25mol·L-1 NaOH 溶液至20mL时，溶液由无色变为浅红色。第二份溶液滴加0．10 mol·L-1 酸性KMnO4溶液至16mL时反应完全。则原试样中H2C2O4·2H2O的的质量分数为_______。

Answer 1

（Ⅰ）（1）K1·K2（2分）； >（2分）

（2）加入催化剂（2分）；将容器的体积(快速)压缩至2L（2分，仅答加压的给1分）

（3）×10－7（2分）

（Ⅱ）（1）c(Na+)> c(HC2O4-)> c(H+)> c(C2O42-) > c(OH-)；（2分）

（2）21%。（2分）

【解析】

试题分析：（Ⅰ）（1）反应①的平衡常数表达式K1=[CH3OH]/[CO][H2]2，反应②的平衡常数表达式K2=[CO] [H2O]/[CO2][H2]，反应③的平衡常数表达式K3=[CH3OH] [H2O]/[CO2][H2]3，则K3= K1·K2。500℃时反应③的平衡常数K3= K1·K2=2.5，在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O (g)的浓度（mol/L）分别为0.8、0.1、0.3、0.15， Q=（0.3×0.15）÷（0.8×0.1）=0.5625，Q＜K，反应正向进行，则此时 V正＞V逆。（2）对于反应②：在t0时刻改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ，由图像可知平衡时c(CO)不变，说明平衡没有移动，但缩短了达平衡的时间，改变的条件为加入催化剂；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，CO的平衡浓度由3.0mol/L迅速变为4.5 mol/L，反应在3 L容积可变的密闭容器中发生，且该反应两边气体物质的系数相等，则改变的条件为将容器的体积(快速)压缩至2L。（3）醋酸的电离方程式为CH3COOH CH3COO-+H+,要计算醋酸的电离常数也就是求[CH3COOH]、[CH3COO-]和[H+]，根据题给信息反应后剩余醋酸的浓度为（a-2b）/2mol/L，混合液中的电荷守恒式为2[Ba2+]+[H+]=[CH3COO-]+[OH-]，又反应平衡时，反应平衡时，2c(Ba2＋)= c(CH3COO－)，得[CH3COO-]=b mol/L，[H+]=[OH-]=10－7 mol/L，带入平衡常数表达式计算可得醋酸的电离常数为×10－7。（Ⅱ）（1）常温下，向10 mL 0．01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0．01mol·L-1 NaOH溶液时二者反应生成草酸氢钠溶液，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性，则草酸氢根的电离程度大于其水解程度，溶液中各种离子浓度的大小关系c(Na+)> c(HC2O4-)> c(H+)> c(C2O42-) > c(OH-)；（2）设25mL溶液中含xmol H2C2O4·2H2O 、ymol KHC2O4，根据酸碱中和滴定可以得出：2x+y=0.25×0.02，根据氧化还原反应判断，5C2O42———2MnO4—，可以得出：x+y=0.1×0.016×2.5，解得x=0.001mol，所以在250mL中 H2C2O4·2H2O的物质的量为0.01mol，质量为1.26g，质量分数为21%。

考点：考查化学反应速率和化学平衡，溶液中的离子反应及相关计算。

考点分析： 考点1：化学平衡状态及移动 考点2：弱电解质的电离 考点3：盐类水解 试题属性

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