Question

甲醇是重要的化工原料和清洁液体燃料．工业上可利用CO或CO₂来生产甲醇．甲醇制备的相关信息如下表：

化学反应	平衡常数	平衡常数数值
		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	2.5	0.375

（l）反应②是

 

反应（选填“吸热”“放热”）．
（2）据上表信息推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，K₃=

 

（用K₁、K₂表示）．500℃时测得反应③在某时刻，H₂（g），CO₂（g），CH₃OH（g），H₂O（g）的浓度（mol/L）分别为0 8、0.1、0 3、0 15，此时v_正

 

v_逆（选填“＞”“＜”“=”）．
（3）若某温度下反应①从开始到平衡CO和CH₃OH的浓度变化如图一所示，则用H₂浓度变化表示此段时间内该反应的平均速率v（H₂）=

 

．若某温度下反应①中H₂的平衡转化率（a）与体系总压强（P）的关系如图二所示，则平衡状态由A变到B时，平衡常数K_（A）

 

K_（B）（选填“＞”“＜”“=”）．
（4）一定温度下，在体积固定的密闭容器中发生反应②，可判断该反应已经达到平衡的是

 

．（用相应字母表示）
A．容器中总压强不变
B．混台气体的平均摩尔质量不变
C．混合气体的密度不变
D．CO₂（g）或CO（g）的浓度不变
（5）-定条件下甲醇与一氧化碳反应可合成醋酸．室温下，将a mol/L醋酸溶液与bmol/LNaOH溶液等体积混合．若溶液显中性，则a

 

b（选填“＞，＜”“=”）．若c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），则溶液显

 

性（选填“酸”“碱”“中”）．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）依据平衡常数随温度变化分析判断反应能量变化；
（2）依据平衡常数概念和表达式计算分析得到关系；
（3）根据甲醇的浓度变化计算出反应速率，利用计量数之比等于反应速率之比，得到答案；平衡常数随温度变化；
（4）依据化学平衡标志分析判断，正逆反应速率相同，各组分含量保持不变分析选项；
（5）依据酸碱恰好反应生成醋酸钠是强碱弱酸盐，溶液中水解显碱性，结合溶液中电荷守恒分析．

解答： 解：（1）反应②的平衡常数随温度升高增大，说明正反应为吸热反应，故答案为：吸热；
（2）①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g），K₁=

c(CH3OH)

c2(H2)c(CO)

②H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g），K₂=

c(CO)c(H2O)

c(H2)c(CO2)

③3H₂（g）+CO₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），K₃=

c(H2O)c(CH3OH)

c3(H2)c(CO2)

K₁?K₂=K₃，500℃时测得反应③在某时刻，H₂（g），CO₂（g），CH₃OH（g），H₂O（g）的浓度（mol/L）分别为0 8、0.1、0 3、0 15，浓度商Q=

0.3×0.15

0．83×0.1

=0.88＜K=2.5，反应正向进行v_正＞v_逆；
故答案为：K₁?K₂；＞；
（3）甲醇浓度变化为0.75mol/L，反应速率为

0.75mol/L

10min

=0.075mol/（L?min），反应速率之比等于计量数之比，则氢气反应速率为甲醇反应速率的3倍，故氢气的反应速率为：2×0.075mol/（L?min）=0.15mol/（L?min），若某温度下反应①中H₂的平衡转化率（a）与体系总压强（P）的关系如图二所示，则平衡状态由A变到B时，平衡常数随温度变化，不随压强变化．则平衡常数K_（A）=K_（B）；
故答案为：0.15mol/（L?min）；=；
（4）H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g），反应是气体体积不变的吸热反应，
A．反应前后气体体积不变，容器中总压强不变，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体质量不变，物质的量不变，混台气体的平均摩尔质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．反应前后气体质量体积不变，混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．CO₂（g）或CO（g）的浓度不变是平衡标志，能说明反应达到平衡状态，故D正确；
故选D；
（5）-定条件下甲醇与一氧化碳反应可合成醋酸．室温下，将a mol/L醋酸溶液与bmol/LNaOH溶液等体积混合，恰好反应生成醋酸钠是强碱弱酸盐，溶液中水解显碱性，若溶液显中性，则醋酸浓度大于氢氧化钠，a＞b；溶液中电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），若c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），则溶液c（H⁺）＞c（OH^-），溶液显酸性，
故答案为：＞；酸．

点评：本题考查了化学平衡影响因素，平衡常数计算分析判断，电解质溶液中电荷守恒分析，掌握基础是关键，题目难度中等．