Question

（1）常溫下，將 2種一元酸分別和NaOH溶液等體積混合，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

組別	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甲組實(shí)驗(yàn)中混合溶液中離子濃度由大到小順序?yàn)?div id="zlmp784" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

，
由水電離出的 c（OH^-）=

 

mol/L．
②乙組實(shí)驗(yàn)中HY為強(qiáng)酸，則 HY溶液的c₁

 

（填“＜”，“=”或“＞”）0.1mol/L．
（2）汽車使用乙醇汽油并不能減少NO_x的排放，這使NO_x的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題．
某研究小組在實(shí)驗(yàn)室以Ag-ZSM-5為催化劑，測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況和n（NO）/n（CO）比例變化情況如圖．

①為達(dá)到NO轉(zhuǎn)化為N₂的最佳轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該選用的溫度和n（NO）/n（CO）比例分別為

 

、

 

．
②用 C_xH_y（烴）催化還原NO_x也可消除氮氧化物生成無(wú)污染的物質(zhì)．CH₄與NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H
下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù) （Κ）．

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

①由表中數(shù)據(jù)判斷△H

 

0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②某溫度下，將 2mol CO和 6mol H₂ 充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng) 10min后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c（CO）=0.2mol/L，則此時(shí)的溫度為

 

℃．
③請(qǐng)?jiān)谙铝凶鴺?biāo)中的畫出②中求得溫度下CO、H₂和 CH₃0H的濃度隨時(shí)間變化的曲線，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臉?biāo)注．

Answer 1

考點(diǎn)：酸堿混合時(shí)的定性判斷及有關(guān)ph的計(jì)算,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）①酸和堿恰好反應(yīng)，根據(jù)溶液的酸堿性確定鹽的類型，明確“誰(shuí)強(qiáng)誰(shuí)先性”的規(guī)律；溶液中弱根離子能水解導(dǎo)致溶液呈一定的酸堿性，再結(jié)合陰陽(yáng)離子所帶電荷相等對(duì)溶液中離子進(jìn)行排序，根據(jù)氫離子濃度計(jì)算氫氧根離子濃度，溶液中的氫氧根離子就是水電離出的；
②混合溶液呈中性，說(shuō)明酸和堿恰好反應(yīng)，再根據(jù)酸的強(qiáng)弱確定其物質(zhì)的量濃度；
（2）①根據(jù)圖象分析n（NO）/n（CO）=1時(shí)，在相同溫度下氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率最高；n（NO）/n（CO）=1時(shí)，溫度在900K左右氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率最高；
②根據(jù) C_xH_y（烴）催化還原NO_x也可消除氮氧化物生成無(wú)污染的物質(zhì)可知，CH₄與NO發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳和氮?dú)猓?br />（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，平衡常數(shù)K減小減小該反應(yīng)的焓變；
②根據(jù)根據(jù)題中數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算出平衡常數(shù)，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定反應(yīng)溫度；
③根據(jù)反應(yīng)前一氧化碳、氫氣、甲醇達(dá)到濃度及達(dá)到平衡時(shí)各組分的濃度，畫出該溫度下CO、H₂和 CH₃0H的濃度隨時(shí)間變化的曲線．

解答： 解：（1）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，等體積、等濃度的HX與氫氧化鈉溶液反應(yīng)后生成NaX，溶液顯示堿性，說(shuō)明HX為弱電解質(zhì)，X^-離子在溶液中部分水解，所以反應(yīng)后的溶液中離子濃度大小關(guān)系：c（Na⁺）＞c（X^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；NaX為強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液中的氫氧根離子是水電離的，所以水電離的氫氧根離子濃度為：c（OH^-）=1×10^-5mol/L，
故答案為：c（Na⁺）＞c（X^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；1×10^-5；
②HY為強(qiáng)電解質(zhì)，酸和堿都是一元的，等體積時(shí)反應(yīng)后的溶液pH=7，說(shuō)明兩溶液的物質(zhì)的量濃度相等，即c₁=0.1mol/L，故答案為：=；
（2）①根據(jù)圖象可知，n（NO）/n（CO）比例為1時(shí)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率最高；n（NO）/n（CO）=1時(shí)，溫度在900K左右，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率最高，故答案為：900K；1；
②CH₄與NO發(fā)生反應(yīng)生成無(wú)污染的二氧化碳和氮?dú)�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O，故答案為：CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O；
（3）①升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，根據(jù)表格知，溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0，
故答案為：＜；
②反應(yīng)前c（CO）=1mol/L、c（H₂）=3mol/L，
            CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
反應(yīng)前（mol/L） 1       3          0       
轉(zhuǎn)化（mol/L）   0.8    1.6        0.8
平衡時(shí)（mol/L） 0.2    1.4        0.8
平衡常數(shù)K=

0．82

0.2×1．42

≈2.04，所以該反應(yīng)溫度為：250℃；
故答案為：250；
③反應(yīng)開始前，c（CO）=1mol/L、c（H₂）=3mol/L、c（CH₃OH）=0，達(dá)到平衡時(shí)，c（CO）=0.2mol/L、c（H₂）=1.4mol/L、c（CH₃OH）=0.8mol/L，所以該溫度下CO、H₂和 CH₃0H的濃度隨時(shí)間變化的曲線為，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了酸堿混合時(shí)溶液pH的簡(jiǎn)單計(jì)算、溶液中離子濃度大小比較、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計(jì)算、化學(xué)平衡的計(jì)算等知識(shí)，題目難度較大，注意掌握影響化學(xué)平衡的因素、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計(jì)算方法，試題充分培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．