Question

（1）目前国际空间站处理CO₂的一个重要方法是将CO₂还原，所涉及的反应方程式为：CO₂（g）+4H₂（g）CH₄（g）+2H₂O（g） △H﹤0

则升高温度平衡体系中H₂的体积分数将___________；（选填“增大”、“减小”或“不变”）

（2）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：

	[CO2]/mol·L^-1	[H2]/mol·L^-1	[CH4]/mol·L^-1	[H2O]/mol·L^-1
平衡Ⅰ	a	b	c	d
平衡Ⅱ	m	n	x	y

a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________。

（3）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H⁺+ HCO₃^-H₂CO₃，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。____________________

（4）查阅资料获知如下信息：

i．H₂CO₃：K_i1=4.3×10^-7，K_i2=5.6×10^-11（以K_i1为主）

ii．标况下，CO₂的溶解度为约为1:1

iii．H₂O+CO₂  H₂CO₃  

iv.   ㏒（6）=0.8

请尝试估算：

①饱和二氧化碳溶液中碳酸的物质的量浓度c(H₂CO₃)约为_______________mol/L；

②饱和二氧化碳溶液中碳酸的电离度α约为_____________。

③正常雨水的pH约为____________。

Answer

（1）增大；（2）

（3）当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液中的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。

（4）① 7.5×10-5mol/L；②电离度α约为7.7×10-2；③5.2

【解析】

试题分析：（1）反应：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g） △H﹤0，升高温度，平衡逆向移动，平衡体系中H2的体积分数将增大；

（2）化学平衡常数等于生成物平衡浓度系数次幂的积与反应物平衡浓度系数次幂的积的比值。相同温度时，反应的平衡常数不变。根据表中数据知a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为。

（3）人体血液中存在平衡：H++ HCO3- H2CO3，当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液中的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。

（4）①标况下，CO2的溶解度为约为1:1，即1L水中溶解1LCO2，物质的量为0.045mol，CO2的浓度约为0.045mol/L，又H2O+CO2 H2CO3 的平衡常数K=c(H2CO3)/c(CO2)=1/600，饱和二氧化碳溶液中碳酸的物质的量浓度c(H2CO3)约为7.5×10-5mol/L ；②H2CO3：Ki1=4.3×10-7，Ki2=5.6×10-11（以Ki1为主），即c(H＋)c(HCO3—)/ c(H2CO3)= 4.3×10-7，c(H＋)=c(HCO3—)，则c2(H＋)=32×10-12，c(H＋)=6×10-6，饱和二氧化碳溶液中碳酸的电离度α约为（5.6×10-6）÷7.5×10-5=7.7×10-2；③c(H＋)=5.6×10-6正常雨水的pH=lgc(H＋)=5.2。

考点：考查化学平衡的移动、弱电解质的电离