Question

（18分）运用化学反应原理分析解答以下问题。

（1）弱酸在水溶液中存在电离平衡，部分0.1 mol·L^－1弱酸的电离平衡常数如下表：

弱酸	电离平衡常数（25℃）
HClO	K=2.98×10^－^8
H2CO3	K1=4.3×10^－^7 K2=5.6×10^－^11
H2SO3	K1=1.54×10^－^2 K2=1.02×10^－^7

①当弱酸的浓度一定时，升高温度，K值______（填“变大”、“变小”或“不变”）。

②下列离子方程式和有关说法错误的是           。

a．少量的CO₂通入次氯酸钠溶液中：2ClO^－+ H₂O + CO₂ = 2HClO + CO₃^2－

b．少量的SO₂通入碳酸钠溶液中：SO₂＋H₂O＋2CO₃^2－ = 2HCO₃^－＋SO₃^2－

c．相同温度时，等pH三种盐溶液的物质的量浓度关系：c（Na₂CO₃）＜ c（NaClO）＜ c（Na₂SO₃）

d．相同温度时，等物质的量浓度三种弱酸与足量NaOH溶液完全中和消耗NaOH的体积为：V(H₂CO₃） ＞V(H₂SO₃） ＞V(HClO）

③亚硒酸(H₂SeO₃）也是一种二元弱酸，有较强的氧化性。往亚硒酸溶液中不断通入SO₂会产生红褐色单质，写出该反应的化学方程式：                     ，该反应的氧化产物是           。

（2）工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－，它们对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理后方可排放。

①在废水中存在平衡：2CrO₄^2－(黄色）+2H⁺Cr₂O₇^2－(橙色）+H₂O。若改变条件使上述平衡向正反应方向移动，则下列说法正确的是        。

a．平衡常数K值可以不改变

b．达到新平衡CrO₄^2－的消耗速率等于Cr₂O₇^2－的消耗速率

c．再达平衡前正反应速率一定大于逆反应速率

d．平衡移动后达到新平衡溶液pH一定增大

②Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－最终生成的Cr(OH）₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：

Cr(OH）₃(s）Cr³⁺(aq）+3OH‾(aq）

常温下，Cr(OH）₃的溶度积Ksp=c(Cr³⁺）•c³(OH^－）=10^－32，当c(Cr³⁺）降至10^－3 mol·L^－1，溶液的pH调至4时，________（填“有”或“没有”）沉淀产生。

（3）已知：①CO(g）+2H₂(g）CH₃OH(g）

②2CH₃OH(g）CH₃OCH₃(g）+H₂O(g）

③CO(g）+H₂O(g）CO₂(g）+H₂(g）

某温度下三个反应的平衡常数的值依次为a₁、a₂、a₃，则该温度下反应 3CO(g）+3H₂(g）CH₃OCH₃(g）+CO₂(g）的化学平衡常数K=       L⁴·mol^－4（用含a₁、a₂、a₃的代数式表示）。向某固定体积的密闭容器中加入3molCO和3molH₂，充分反应后恢复至原来温度，测定容器的压强为反应前的2/3，则CO的转化率_________。

Answer

（18分，除标明分值外，其余每空均为2分）

（1）①变大 ②ad ③H2SeO3 + 2SO2+H2O＝Se↓+ 2H2SO4 H2SO4

（2）① ac ②没有

（3）a12·a2·a3（3分） 50%（3分）

【解析】

试题分析：（1）①当弱酸的浓度一定时，升高温度，促进电离，则K值变大。

②a．次氯酸的酸性强于碳酸氢钠，但弱于碳酸，则少量的CO2通入次氯酸钠溶液中反应的离子方程式为ClO－+ H2O + CO2 = HClO + HCO3－，a错误；b．亚硫酸的酸性强于碳酸，则少量的SO2通入碳酸钠溶液中反应的离子方程式为SO2＋H2O＋2CO32－= 2HCO3－＋SO32－，b正确；c．根据电离常数可知酸性强弱顺序是NaHSO3＞HClO＞NaHCO3，酸越弱相应的盐越容易水解，碱性越强。则相同温度时，等pH三种盐溶液的物质的量浓度关系：c（Na2CO3）＜ c（NaClO）＜ c（Na2SO3），c正确；d．相同温度时，等物质的量浓度三种弱酸与足量NaOH溶液完全中和消耗NaOH的体积为：V(H2CO3） ＝V(H2SO3） ＞V(HClO），d错误，答案选ad。

③亚硒酸(H2SeO3）是一种二元弱酸，有较强的氧化性。往亚硒酸溶液中不断通入SO2会产生红褐色单质，这说明二者发生了氧化还原反应，SO2被氧化为硫酸，亚硒酸被还原为单质硒，该反应的化学方程式为H2SeO3 + 2SO2+H2O＝Se↓+ 2H2SO4，该反应的氧化产物是H2SO4。

（2）工业废水中常含有一定量的Cr2O72－和CrO42－，它们对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理后方可排放。

①a．平衡常数只与温度有关系，如果平衡向正反应方向进行，则平衡常数K值可以不改变，例如可以通过增大反应物浓度，a正确；b．达到新平衡CrO42－的消耗速率是Cr2O72－的消耗速率的2倍，b错误；c．平衡向正反应方向进行，则再达平衡前正反应速率一定大于逆反应速率，c正确；d．平衡移动后达到新平衡溶液pH不一定增大，例如增大氢离子浓度使平衡右移，d错误，答案选ac。

②当c(Cr3+）降至10－3 mol·L－1，溶液的pH调至4时，溶液中氢氧根的浓度是10—10mol/L，此时浓度商＝10—3×(10—10）3＝10—33＜10－32，因此没有沉淀产生。

（3）已知：①CO(g）+2H2(g） CH3OH(g） ，②2CH3OH(g） CH3OCH3(g）+H2O(g） ，③CO(g） +H2O(g） CO2(g）+H2(g），则根据盖斯定律可知①×2+②+③即得到3CO(g） +3H2(g） CH3OCH3(g） +CO2(g），所以该反应的平衡常数K= a12·a2·a3。

3CO(g） +3H2(g） CH3OCH3(g） +CO2(g）

起始量（mol） 3 3 0 0

转化量（mol） 3x 3x x x

平衡量（mol）3—3x 3—3x x x

则

解得x＝0.5

则CO的转化率＝

考点：考查电离平衡常数、氧化还原反应、外界条件对平衡状态的影响和平衡状态计算、溶度积常数