Question

（20分）对气体的转化与吸收的研究，有着实际意义。

（1）一定条件下，工业上可用CO或CO₂与H₂反应生成可再生能源甲醇，反应如下：

3H₂(g)+CO₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)    △H₁=-49.0KJ/mol     K₁（Ⅰ）

2H₂(g)+CO(g)CH₃OH(g)            △H₂=-90.8KJ/mol    K₂（Ⅱ）

则CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)的△H₃=      KJ/mol和K₃=       （用K₁和K₂表示）

（2）在一定温度下，将0．2mol CO₂和0．8mol H₂充入容积为2L的密闭容器中合成CH₃OH（g）。

5min达到平衡时c(H₂O)=0.025mol/L，则5min内v(H₂)= _______mol/（L·min）。下图图像正确且能表明该反应在第5min时一定处于平衡状态的是______。

若改变某一条件，达到新平衡后CO₂的浓度增大，则下列说法正确的是_______。

a．逆反应速率一定增大    b．平衡一定向逆反应方向移动

c．平衡常数不变或减小    d．CO₂的物质的量可能减小

（3）反应II可在高温时以ZnO为催化剂的条件下进行。实践证明反应体系中含少量的CO₂有利于维持ZnO的量不变，原因是_________（写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明；已知高温下ZnO可与CO发生氧化还原反应）。

（4）实验室里C1₂可用NaOH溶液来吸收。室温下，若将一定量的C1₂缓缓通入0．2mol/L NaOH溶液中，恰好完全反应得溶液A，反应过程中水的电离程度________（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），_________。溶液B为0．05mol/L的（NH₄）₂SO₄溶液，则A、B两溶液中c(ClO^－)、c(Cl^－)、c(NH₄^＋ )、c(SO₄^2-)由大到小的顺序为_________（已知：室温下HClO的电离常数Ka=3.2×10^-8， NH₃·H₂O的电离常数Kb=1.78×10^-5）。

Answer

（1）-41.8K； K2/K1。

（2） 0.015mol/（L·min）；b； cd。

（3）ZnO+COZn+CO2，体系中含有含少量的CO2可抑制ZnO被还原。

（4）变大；变小； c(Cl－)＞c(NH4＋ )＞c(ClO－)＞c(SO42-)。

【解析】

试题分析：（1）已知①3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0KJ/mol K1（Ⅰ）

②2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H2=-90.8KJ/mol K2（Ⅱ）

根据盖斯定律：②-①得CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H3=△H2-△H1=-41.8KJ/mol；根据相关反应知K1=[ H2O][ CH3OH]/[ CO2][ H2]3，K2=[ CH3OH]/[ CO][ H2]2，K3=[ H2][ CO2]/[ CO][ H2O]，则K3=K2/K1。（2）在一定温度下，将0．2mol CO2和0．8mol H2充入容积为2L的密闭容器中合成CH3OH（g）。5min达到平衡时c(H2O)=0.025mol/L，则v(H2O)=0.025mol/L÷5min=0.005 mol/（L·min），根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，则5min内v(H2)= 0.015mol/（L·min）。反应在容积为2L的密闭容器中进行：a．反应在容积不变的容器中进行，反应前后气体的质量不变，密度不随时间的变化而变化，不能作为平衡标志，错误；b．随着反应的进行容器内气体的物质的量逐渐减小，而质量不变，气体的摩尔质量逐渐增大，当其不变时反应达到平衡状态，正确；c．根据题给数据分析反应达平衡时n(CO2)=0.15mol，图像数据与题意不符，错误；d．△H 不随反应的进行而变化，不能作为平衡标志，错误，选b；若改变某一条件，达到新平衡后CO2的浓度增大，a．若通过减小压强实现，反应速率减小，错误；b．若通过压缩体积使CO2的浓度增大，平衡正向移动，错误；c．若通过改变浓度或压强使CO2的浓度增大，平衡常数不变，若通过改变温度使CO2的浓度增大，平衡逆向移动，平衡常数减小，正确；d．若通过压缩体积使CO2的浓度增大，平衡正向移动，CO2的物质的量可能减小，正确，选cd。（3）从化学平衡移动的角度进行分析。反应体系中含少量的CO2有利于维持ZnO的量不变，原因是ZnO+COZn+CO2，体系中含有含少量的CO2可抑制ZnO被还原。（4）C12与NaOH溶液反应的化学方程式为Cl2+2NaOH ==NaCl+NaClO+H2O，反应过程中溶液中氢氧化钠的浓度逐渐减小，次氯酸钠的浓度逐渐增大，氢氧化钠为强碱，抑制水的电离，次氯酸钠为强碱弱酸盐，水解促进水的电离，故反应过程中水的电离程度变大；ClO－+H2OHClO+OH－，根据盐类水解规律“越稀越水解”知变小。溶液A为浓度均为0.1mol/L的氯化钠和次氯酸钠的混合液，溶液B为0．05mol/L的（NH4）2SO4溶液，室温下HClO的电离常数Ka=3.2×10-8， NH3·H2O的电离常数Kb=1.78×10-5，则ClO－的水解程度大于NH4＋ 的水解程度，则A、B两溶液中c(ClO－)、c(Cl－)、c(NH4＋ )、c(SO42-)由大到小的顺序为c(Cl－)＞c(NH4＋ )＞c(ClO－)＞c(SO42-)。

考点：考查反应热的计算、盖斯定律，化学反应速率和化学平衡，水的电离和盐类的水解。