Question

7．隨著學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，CO₂的捕集利用技術(shù)成為研究的重點(diǎn)．完成下列填空：
（1）目前國(guó)際空間站處理CO₂的一個(gè)重要方法是將CO₂還原，所涉及的反應(yīng)方程式為：
CO₂（g）+4H₂（g）$\stackrel{Ru}{?}$CH₄（g）+2H₂O（g）
已知H₂的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加．若溫度從300℃升至400℃，重新達(dá)到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化．（填“增大”、“減小”或“不變”）

v正	v逆	平衡常數(shù)K	轉(zhuǎn)化率α

（2）相同溫度時(shí)，上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達(dá)到平衡，各物質(zhì)的平衡濃度如表：

	[CO2]/mol•L-1	[H2]/mol•L-1	[CH4]/mol•L-1	[H2O]/mol•L-1
平衡Ⅰ	a	b	c	d
平衡Ⅱ	m	n	x	y

a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為$\frac{cwufzlyc^{2}}{a^{4}}$=$\frac{x{y}^{2}}{m{n}^{4}}$．
（3）碳酸：H₂CO₃，K_i1=4.3×10^-7，K_i2=5.6×10^-11
草酸：H₂C₂O₄，K_i1=5.9×10^-2，K_i2=6.4×10^-5 0.1mol/L Na₂CO₃溶液的pH＞0.1mol/L Na₂C₂O₄溶液的pH．（選填“大于”“小于”或“等于”）
等濃度草酸溶液和碳酸溶液中，氫離子濃度較大的是草酸．
若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合，溶液中各種離子濃度大小的順序正確的是ac．（選填編號(hào)）
a．[H⁺]＞[HC₂O₄^-]＞[HCO₃^-]＞[CO₃^2-]b．[HCO₃^-]＞[HC₂O₄^-]＞[C₂O₄^2-]＞[CO₃^2-]
c．[H⁺]＞[HC₂O₄^-]＞[C₂O₄^2-]＞[CO₃^2-]d．[H₂CO₃]＞[HCO₃^-]＞[HC₂O₄^-]＞[CO₃^2-]．

Answer 1

分析 （1）H₂的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加，說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度正逆反應(yīng)速率都增大但平衡逆向移動(dòng)；
（2）同一可逆反應(yīng)中，溫度相同化學(xué)平衡常數(shù)相等；
（3）碳酸的第二步電離平衡常數(shù)小于草酸的第二步電離平衡常數(shù)，則碳酸根離子水解程度大于草酸根離子水解程度；
碳酸第一步電離平衡常數(shù)小于草酸第一步電離平衡常數(shù)，說(shuō)明碳酸酸性小于草酸，則相同濃度的碳酸和草酸，草酸電離程度大于碳酸；
草酸的二級(jí)電離常數(shù)均大于碳酸的，所以草酸的電離程度大于碳酸，且碳酸以第一步電離為主，因此溶液中[H⁺]＞[HC₂O₄^-]＞[C₂O₄^2-]＞[HCO₃^-]＞[CO₃^2-]．

解答 解：（1）H₂的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加，這說(shuō)明升高溫度平衡逆反應(yīng)方向進(jìn)行，即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；升高溫度正、逆反應(yīng)速率均增大，平衡逆反應(yīng)方向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，
故答案為：

v正	v逆	平衡常數(shù)K	轉(zhuǎn)化率α
增大	增大	減小	減小

（2）相同溫度時(shí)平衡常數(shù)不變，則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為$\frac{cbc6acid^{2}}{a^{4}}$=$\frac{x{y}^{2}}{m{n}^{4}}$，故答案為：$\frac{crpoylqn^{2}}{a^{4}}$=$\frac{x{y}^{2}}{m{n}^{4}}$；
（3）根據(jù)電離常數(shù)可知草酸的酸性強(qiáng)于碳酸，則碳酸鈉的水解程度大于草酸鈉，所以0.1 mol/L Na₂CO₃溶液的pH大于0.1 mol/L Na₂C₂O₄溶液的pH，
草酸的酸性強(qiáng)于碳酸，則等濃度草酸溶液和碳酸溶液中，氫離子濃度較大的是草酸，
草酸的二級(jí)電離常數(shù)均大于碳酸的，所以草酸的電離程度大于碳酸，且碳酸以第一步電離為主，因此溶液中[H⁺]＞[HC₂O₄^-]＞[C₂O₄^2-]＞[HCO₃^-]＞[CO₃^2-]，則ac正確，bd錯(cuò)誤．
故答案為：＞；草酸；ac．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及化學(xué)平衡常數(shù)、離子濃度大小比較以及弱電解質(zhì)的電離等知識(shí)，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，注意弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)和其相對(duì)應(yīng)離子水解程度關(guān)系是解本題關(guān)鍵，題目難度不大．