Question

（15分）甲醇是主要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料。工業(yè)上可以用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：

化學(xué)反應(yīng)及平衡常數(shù)	溫度/℃
500	800
①2H2（g）+CO(g) CH3OH(g) △H1	K1	2.5	0.15
②H2（g）+CO2(g) CO(g) +H2O(g) △H2	K2	1.0	2.50
③3H2（g）+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3	K3

（1）反應(yīng)②的反應(yīng)熱△H2 0（填“＞”、“＜”或“＝”）；

（2）某溫度下反應(yīng)①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖1所示。則平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)______K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）；

（3）根據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3=___________(用K1、K2表示)。500℃時測得反應(yīng)③在某時刻H2（g）、CO2(g) 、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度（mol/L）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時v(正)______v(逆) （填“＞”、“＜”或“＝”）；

（4）在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，已知c(CO)與反應(yīng)時間t變化曲線Ⅰ如圖2所示，若在t0時刻分別改變一個條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ時，改變的條件是___________；當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時，改變的條件是______________________________________；

（5）一定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸。通常狀況下，將amol/L的乙酸與bmol/LBa(OH)2溶液等體積混合，反應(yīng)平衡時，2c(Ba2+)=c(CH3COO-)，用含a和b的代數(shù)式表示該混合溶液中乙酸的電離常數(shù)為_________________________。

Answer 1

（共15分）⑴ ＞ （2分）⑵ =（2分）(3)K1·K2, ＞ （各2分）

(4) 使用催化劑，將容器的體積迅速壓縮至2L（各2分）(5) （3分）

【解析】

試題分析：⑴由于反應(yīng)②，升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，說明升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動。根據(jù)平衡移動原理可知：正反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng)，所以△H2>0；（2）由于化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，而與外界的壓強(qiáng)、濃度等無關(guān)，如圖顯示的是反應(yīng)①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)系由于溫度不變，所以平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)= K(B)；（3）根據(jù)反應(yīng)的方程式可得化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式：K1=;K2=;K3=可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3= K1·K2；500℃時測得反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)K3=2.5×1.0=2.5，在某時刻H2（g）、CO2(g) 、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度（mol/L）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，Qc=<2.5,說明反應(yīng)還沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行，此時v(正) ＞v(逆) ；（4）在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，已知c(CO)與反應(yīng)時間t變化曲線Ⅰ如圖2所示，若在t0時刻分別改變一個條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ時，由于反應(yīng)速率加快，但是CO的平衡含量沒有變化，及平衡未發(fā)生移動則改變的條件是加入催化劑；當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時，CO濃度由原來的2mol/L 突然增大到3mol/L，CO的平衡濃度有原來的3mol/L變?yōu)?.5mol/L,都是原來曲線Ⅰ的1.5倍，則改變的條件是將容器的體積迅速壓縮至2L ；（5）一定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸。通常狀況下，將amol/L的乙酸與bmol/LBa(OH)2溶液等體積混合，反應(yīng)平衡時，2c(Ba2+)=c(CH3COO-)，則電離的醋酸的濃度是2bmol/L,醋酸的總濃度是amol/L，所以用含a和b的代數(shù)式表示該混合溶液中乙酸的電離常數(shù)為K=.

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡常數(shù)的計算、應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向的判斷、影響化學(xué)平衡的因素、物質(zhì)的電離平衡常數(shù)的表達(dá)式的計算的知識。