Question

（2012?潍坊一模）CO₂是常见的温室气体，为降低空气中CO₂的含量，有专家提出“绿色自由”构想；把工厂排出的富含CO₂的废气经净化后吹入盛有饱和碳酸钠溶液的吸收池中吸收，经化学反应使废气中的CO₂转变为燃料甲醇．
（1）通入CO₂时，吸收池中所发生反应的离子方程式是

CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-

．
（2）室温时，浓度均为0.1mol?L^-1的各种盐溶液，其酸碱性如下：

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO
pH	9.8	9.7	11.6	10.3

请根据上表中的数据，回答下列问题：
①上述四种溶液中，水的电离程度最大是

Na₂CO₃

（填化学式）．
②将等浓度的CH₃COOH和HClO，稀释相同的倍数，pH变化大的是

醋酸

．
③0.1mol?L^-1Na₂CO₃溶液中离子浓度由大到小的顺序为

c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）

．
（3）工业上利用下列反应制备甲醇：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
把1mol CO₂和3mol H₂通入1L的密闭容器中，在某温度下反应，10min后反应达到平衡，CH₃OH的体积分数为30%；从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率为

0.075mol/（L．min）

．该温度下该反应的化学平衡常数K=

16

3

．

Answer 1

分析：（1）碳酸钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠，根据离子方程式的书写规则书写；
（2）②相同浓度的钠盐溶液，阴离子的水解程度越大其溶液的pH越大；
②浓度相同的不同弱酸溶液，稀释相同的倍数时，酸性越强的酸其电离程度越大；
③先根据化学式确定离子浓度，再根据水解程度确定酸及酸根离子浓度大小；
（3）根据方程式结合甲醇的体积分数计算参加反应的二氧化碳的物质的量，再根据v=

△c

△t

计算二氧化碳的平均反应速率，化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比．

解答：解：（1）碳酸钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠，离子反应方程式为：CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-，故答案为：CO₃ ^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-；
（2）②相同浓度的钠盐溶液，阴离子的水解程度越大其溶液的pH越大，根据表格知，碳酸钠的pH最大则碳酸钠的水解程度最大，故答案为：Na₂CO₃ ；
②相同温度、相同浓度的CH₃COOH和次氯酸，CH₃COOH的电离程度大于次氯酸，所以将等浓度的CH₃COOH和HClO，稀释相同的倍数，pH变化大的是CH₃COOH，故答案为：CH₃COOH；
③碳酸钠溶液中c（Na⁺） 最大，CO₃^2-小部分水解，水解是微弱的，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-），水电离生成氢氧根离子、碳酸根离子水解生成氢氧根离子，碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子，所以c（OH^-）＞c（HCO₃^-），溶液呈碱性，氢离子浓度很小，则c（HCO₃^-）＞c（H⁺），所以离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），故答案为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（3）设参加反应的二氧化碳的物质的量为x，
     CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
开始 1mol     3mol       0       0
反应 xmol     3xmol     xmol     xmol
平衡（1-x）mol  3（1-x）mol xmol     xmol
该容器中甲醇的体积分数等于甲醇的物质的量分数=

x

1-x+3(1-x)+x+x

×100%=30%，x=

3

4

，
二氧化碳的平均反应速率=

3 4 mol 1L

10min

=0.075mol/（L．min），
平衡时，c（CH₃OH）=c（H₂O）=0.75 mol/L，c（CO₂）=0.25mol/L，c（H₂）=0.75mol/L，
K=

0.75 ×0.75

0.25×(0.75 ) 3

=

16

3

，
故答案为：0.075mol/（L．min）；

16

3

．

点评：本题考查盐类的水解、离子浓度大小的比较、化学平衡的有关计算等知识点，难点是离子浓度大小的比较，有关K、v的计算是高考热点，应重点掌握．