Question

【题目】（Ⅰ）工业上通常采用CO（g）和H2（g）催化合成甲醇CH3OH（g）。

（1）已知在某温度和压强下：

①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） △H= -566．0 kJ·mol-1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） △H= - 483．6 kJ·mol-1

③2CH3 OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2 O（g） △H= -1275．6 kJ·mol-1

则在相同的温度和压强下，CO（g）与H2（g）合成CH3OH（g）的热化学方程式是_________________________________________________________。

（2）某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在容积固定为2L的密闭容器内充入1 molCO和 2 molH2，加入合适催化剂（体积可以忽略不计）后在250°C开始反应，甲醇的物质的量的变化如下：

反应时间/min	0	5	10	15	20	25
甲醇/mol	0	0.22	0.36	0.45	0.5	0.5

则从反应开始到20min时，以CO表示的平均反应速率=_________________，该温度下平衡

常数K=________________，若升高温度则K值__________（填“增大”、“减小”或“不变”）；

（3）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________________；

A．2 v (H2)正= v (CH3OH)逆 B．容器内气体的平均摩尔质量保持不变

C．容器中气体的压强保持不变 D．单位时间内生成 n molCO 的同时生成 2n molH2

（Ⅱ）回答下列问题：
（1）体积均为100mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，则Ka(HX) ______ Ka(CH3COOH)（填＞、＜或＝）

（2）25℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得pH=6，则溶液中C(CH3COO)- c(Na+)=________mol·L-1（填精确值）。

Answer 1

【答案】 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H= -128.8 KJ/mol 0.0125mol/(L·min) 4 (mol/L)-2 减小 B C ＞ 9.9×10－7

【解析】试题分析：（Ⅰ）（1）根据盖斯定律书写CO（g）与H2（g）合成CH3OH（g）的热化学方程式；（2）根据 计算反应速率；利用“三段式”计算平衡常数；正反应放热，升高温度平衡逆向移动；（3）根据化学平衡特征分析；（Ⅱ）（1）酸性越弱稀释相同倍数PH变化越小；（2）根据电荷守恒计算；

解析：（Ⅰ）（1）①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） △H= -566．0 kJ·mol-1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） △H= - 483．6 kJ·mol-1

③2CH3 OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2 O（g） △H= -1275．6 kJ·mol-1

根据盖斯定律①+②-③得 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H= -128.8 KJ/mol；

（2）

根据图表数据，20min时甲醇的浓度为0.25mol/L，则消耗CO的浓度是0.25mol/L，v(CO)= 0.0125mol/(L·min)；平衡常数K= ；正反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；

（3）A．平衡状态时，正逆反应速率比等于系数比，2 v (H2)正= v (CH3OH)逆时正逆反应速率比不等于系数比，所以不是平衡状态； B．根据质量守恒定律气体质量不变，气体物质的量是变量，根据 ，平均摩尔质量是变量，容器内气体的平均摩尔质量保持不变一定平衡；C．容器体积不变、容器内气体的物质的量是变量，所以压强是变量，容器中气体的压强保持不变一定平衡； D．单位时间内生成 n molCO 的同时生成 2n molH2，都是表示逆反应速率，反应不一定平衡。故选BC；

（Ⅱ）回答下列问题：（1）酸性越弱稀释相同倍数pH变化越小，根据提示，稀释相同倍数HX的PH变化大于CH3COOH，所以Ka(HX)> Ka(CH3COOH)；

（2）25℃时，pH=6的溶液中 、 ，根据电荷守恒CH3COOH与CH3COONa的混合溶液， C(CH3COO) + C(OH)= c(Na+)+ c(H+)，C(CH3COO) - c(Na+)= c(H+)－C(OH)= =9.9×10－7。