Question

(共14分)甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO₂来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度（℃）
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）反应②是       （填“吸热”或“放热”）反应。

（2）某温度下反应①中H₂的平衡转化率（a）与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K_(A)             K_(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）判断反应③△H       0； △S       0（填“>”“=”或“<”）

在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得某时刻H₂、CO₂、 CH₃OH、H₂O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此时v_(正)       v_(逆) （填“>”“=”或“<”）

（4）一定温度下，在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t₀时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是                    。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是                   。

（5）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下， 

将0.2 mol/L的乙酸与0.1 mol/LBa(OH)₂溶液等体积混合，则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为                                        

Answer

(共14分)

（1）吸热（1分）

（2）=（1分）

（3）< 、<（各2分）；>（2分）

（4）加入催化剂（2分）；

将容器的体积快速压缩至2L（2分，只写出加压或缩小容器体积得1分）

（5） c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)（2分）

【解析】

试题分析：（1）对于反应②，温度升高，平衡常数增大，说明升高温度对正反应有利，所以该反应是吸热反应；

（2）平衡常数是温度常数，只随温度变化，所以A、B点的温度相同，平衡常数也相同，K(A)=K(B)

（3）反应③=反应①+反应②，所以K3=K1·K2，500℃K3=2.5,800℃ K3=0.375，温度升高，平衡常数减小，说明温度升高对逆反应有利，正向是放热反应，所以△H<0，由化学方程式的系数可知，反应物中气体的总系数是4，生成物的总系数是2，所以△S<0；

（4）t0时刻曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，CO的浓度未变，到达平衡的时间缩短，说明反应速率加快，平衡不移动，所以改变的条件是加入催化剂；曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，CO的浓度由2.0mol/L增大到3.0mol/L，浓度增大1.5倍，说明容器的体积由原来的3L迅速缩小1.5倍，变为2L，达平衡时CO的浓度是4.5mol/L,所以改变的条件只能是将容器的体积快速压缩至2L;

（5）0.2 mol/L的乙酸与0.1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合，醋酸与氢氧化钡恰好完全反应，生成醋酸钡溶液，尽管醋酸根离子水解，但醋酸根离子浓度仍大于钡离子浓度，水解使溶液显碱性，所以离子浓度的大小关系是c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)。

考点：考查化学热效应的判断，化学平衡常数的应用，图像的分析，溶液的离子浓度的比较