在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。（1）一定温度下，向 1L 0...

在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。

（1）一定温度下，向 1L 0.1mol·L－1 CH3COOH 溶液中加入 0.1molCH3COONa 固体，则溶液中 _____（填“增大”、“不变”或“减小”）；写出该溶液中的电荷守恒关系_____。

（2）土壤的 pH 一般在 4~9 之间。土壤中 Na2CO3 含量较高时，pH 可达 10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因：_____。加入石膏（CaSO4·2H2O）可以使土壤碱性降低，有关反应的化学方程式为_____。

（3）水垢的主要成分 CaCO3 可以用过量食醋溶解，请结合化学用语，从沉淀溶解平衡的角度进行解释______________。

（4）常温下在 20mL0.1mol·L－1Na2CO3 溶液中逐滴加入 0.1mol·L－1HCl 溶液 40mL，溶液中含碳元素的各种微粒（CO2 因逸出未画出）物质的量分数（纵轴）随溶液 pH 变化的部分情况如图所示。回答下列问题：

①在同一溶液中 H2CO3 和CO____________________（填“能”或“不能”）大量共存。

②当 pH＝7 时，溶液中含碳元素的最主要微粒为_____，溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为_________。

③已知在 25℃时，CO 水解反应的平衡常数=2.0×10－4，当溶液中c(HCO):c(CO)＝2:1 时，溶液的 pH＝_____。

不变 c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）+c（Na+） CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH- CaSO4•2H2O+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4+2H2O CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq），加入过量食醋，食醋的主要成份醋酸电离出的氢离子与CO32-离子反应，CO32-浓度降低，水解平衡向右移动，使CaCO3溶解不能 HCO3-、H2CO3 c（Na+）>c（Cl-）>c（HCO3-）> c（OH-）=c（H+） 10 【解析】（1）CH3COOH的电离平衡常数K=，温度不变，电离平衡常数不变；混合溶液中存在电荷守恒关系c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）+c（Na+）；（2）Na2CO3为强碱弱酸盐，CO32-在溶液中分步水解使土壤呈碱性，加入石膏后，CaSO4与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀，CO32-浓度降低，水解平衡向左移动，OH-浓度降低，使土壤碱性降低；（3）水垢的主要成分CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq），加入过量食醋，食醋的主要成份醋酸电离出的氢离子与CO32-离子反应，CO32-浓度降低，水解平衡向右移动，使CaCO3溶解；（4）①由图象可以看出，H2CO3存在于PH＜8的溶液中，CO32-存在于pH＞8的溶液中； ②由图可知，H=7时溶液中c（OH-）=c（H+），溶液中含碳元素的主要微粒为HCO3-和H2CO3，此时溶液中溶质为NaCl、NaHCO3和H2CO3，由电荷守恒可知溶液中c（Na+）>c（Cl-），由碳酸钠与盐酸的反应可知溶液中c（Cl-）>c（HCO3-）； ③CO32-的水解常数Kh==2.0×10－4可知，当溶液中c（HCO3-）：c（CO32-）=2：1时，溶液中c（OH-）=1.0×10-4mol/L。（1）CH3COOH的电离平衡常数K=，温度不变，电离平衡常数不变；混合溶液中存在电荷守恒关系c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）+c（Na+），故答案为：不变；c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）+c（Na+）；（2）Na2CO3为强碱弱酸盐，CO32-在溶液中分步水解使土壤呈碱性，水解的离子方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-，加入石膏后，CaSO4与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀，CO32-浓度降低，水解平衡向左移动，OH-浓度降低，使土壤碱性降低，使土壤碱性降低，反应方程式为CaSO4•2H2O+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4+2H2O，故答案为：CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-；CaSO4•2H2O+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4+2H2O；（3）醋酸的酸性强于碳酸，水垢的主要成分CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq），加入过量食醋，食醋的主要成份醋酸电离出的氢离子与CO32-离子反应，CO32-浓度降低，水解平衡向右移动，使CaCO3溶解，故答案为：CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq），加入过量食醋，食醋的主要成份醋酸电离出的氢离子与CO32-离子反应，CO32-浓度降低，水解平衡向右移动，使CaCO3溶解；（4）①由图象可以看出，H2CO3存在于PH＜8的溶液中，CO32-存在于pH＞8的溶液中，二者不能大量共存于同一溶液中，故答案为：不能； ②由图可知，pH=7时溶液中c（OH-）=c（H+），溶液中含碳元素的主要微粒为HCO3-和H2CO3，此时溶液中溶质为NaCl、NaHCO3和H2CO3，由电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（Cl-）+c（HCO3-）+c（OH-）可知，溶液中c（Na+）>c（Cl-），由反应Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3和NaHCO3+HCl=NaCl+ H2CO3可知，溶液中c（Cl-）>c（HCO3-），则溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为c（Na+）>c（Cl-）>c（HCO3-）> c（OH-）=c（H+），故答案为：HCO3-、H2CO3；c（Na+）>c（Cl-）>c（HCO3-）> c（OH-）=c（H+）； ③CO32-的水解常数Kh==2.0×10－4可知，当溶液中c（HCO3-）：c（CO32-）=2：1时，溶液中c（OH-）=1.0×10-4mol/L，则溶液中c（H+）==10-10mol/L，溶液pH=10，故答案为：10。

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考点分析：

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近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化生产研究，实现可持续发展。

（1）已知：CO2(g)+H2(g)H2O(g) +CO(g) ΔH1= + 41.1 kJ•mol-1 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=－90.0 kJ•mol-1

写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：_________________________________。

（2）为提高CH3OH产率，理论上应采用的条件是_______________________（填字母）。

A．高温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．低温高压

（3）250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g)，下图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X 平衡转化率变化曲线。

① 反应物X 是_____（填“CO2”或“H2”）。

② 判断依据是_____。

（4）250℃、在体积为 2.0L 的恒容密闭容器中加入6mol H2、2mol CO2和催化剂，10min 时反应达到平衡，测得 c(CH3OH) = 0.75 mol·L－1。

① 前 10min 的平均反应速率 v(H2)＝_____mol·L－1·min－1。

② 经计算化学平衡常数 K =_____________________。

③ 催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如下：

实验编号	温度（K）	催化剂	CO2转化率（%）	甲醇选择性（%）
A	543	Cu/ZnO 纳米棒	12.3	42.3
B	543	Cu/ZnO 纳米片	11.9	72.7
C	553	Cu/ZnO 纳米棒	15.3	39.1
D	553	Cu/ZnO 纳米片	12.0	70.6