Question

（14分）（Ⅰ）甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料。工業(yè)上可利用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)	平衡常數(shù)	溫度℃
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）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“<”）。

（2）在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，已知c(CO)-反應(yīng)時間t變化曲線Ⅰ如圖所示，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 。

（3）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a mol/L的醋酸與b mol/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醋酸的電離常數(shù)為 。

（Ⅱ）已知草酸是一種二元弱酸，草酸氫鈉（NaHC2O4）溶液顯酸性。

（1）常溫下，向10 mL 0．01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0．01mol·L-1 NaOH溶液時，比較溶液中各種離子濃度的大小關(guān)系 ；

（2）稱取6．0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的試樣，加水溶解配成250 mL 溶液。量取兩份此溶液各25 mL，分別置于兩個錐形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞試液，滴加0．25mol·L-1 NaOH 溶液至20mL時，溶液由無色變?yōu)闇\紅色。第二份溶液滴加0．10 mol·L-1 酸性KMnO4溶液至16mL時反應(yīng)完全。則原試樣中H2C2O4·2H2O的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。

Answer 1

（Ⅰ）（1）K1·K2（2分）； >（2分）

（2）加入催化劑（2分）；將容器的體積(快速)壓縮至2L（2分，僅答加壓的給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】

試題分析：（Ⅰ）（1）反應(yīng)①的平衡常數(shù)表達(dá)式K1=[CH3OH]/[CO][H2]2，反應(yīng)②的平衡常數(shù)表達(dá)式K2=[CO] [H2O]/[CO2][H2]，反應(yīng)③的平衡常數(shù)表達(dá)式K3=[CH3OH] [H2O]/[CO2][H2]3，則K3= K1·K2。500℃時反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3= K1·K2=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， Q=（0.3×0.15）÷（0.8×0.1）=0.5625，Q＜K，反應(yīng)正向進(jìn)行，則此時 V正＞V逆。（2）對于反應(yīng)②：在t0時刻改變一個條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ，由圖像可知平衡時c(CO)不變，說明平衡沒有移動，但縮短了達(dá)平衡的時間，改變的條件為加入催化劑；當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時，CO的平衡濃度由3.0mol/L迅速變?yōu)?.5 mol/L，反應(yīng)在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生，且該反應(yīng)兩邊氣體物質(zhì)的系數(shù)相等，則改變的條件為將容器的體積(快速)壓縮至2L。（3）醋酸的電離方程式為CH3COOH CH3COO-+H+,要計算醋酸的電離常數(shù)也就是求[CH3COOH]、[CH3COO-]和[H+]，根據(jù)題給信息反應(yīng)后剩余醋酸的濃度為（a-2b）/2mol/L，混合液中的電荷守恒式為2[Ba2+]+[H+]=[CH3COO-]+[OH-]，又反應(yīng)平衡時，反應(yīng)平衡時，2c(Ba2＋)= c(CH3COO－)，得[CH3COO-]=b mol/L，[H+]=[OH-]=10－7 mol/L，帶入平衡常數(shù)表達(dá)式計算可得醋酸的電離常數(shù)為×10－7。（Ⅱ）（1）常溫下，向10 mL 0．01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0．01mol·L-1 NaOH溶液時二者反應(yīng)生成草酸氫鈉溶液，草酸氫鈉（NaHC2O4）溶液顯酸性，則草酸氫根的電離程度大于其水解程度，溶液中各種離子濃度的大小關(guān)系c(Na+)> c(HC2O4-)> c(H+)> c(C2O42-) > c(OH-)；（2）設(shè)25mL溶液中含xmol H2C2O4·2H2O 、ymol KHC2O4，根據(jù)酸堿中和滴定可以得出：2x+y=0.25×0.02，根據(jù)氧化還原反應(yīng)判斷，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的物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量為1.26g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21%。

考點：考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，溶液中的離子反應(yīng)及相關(guān)計算。

考點分析： 考點1：化學(xué)平衡狀態(tài)及移動 考點2：弱電解質(zhì)的電離 考點3：鹽類水解 試題屬性

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