Question

Ⅰ．（1）利用水煤气合成二甲醚（CH₃OCH₃）的热化学方程式为：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），△H=-274KJ/mol．该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后，为同时提高反应速率和二甲醚的产率，可以采取的措施是

 

（用代表字母填写）
A．加入催化剂        B．缩小容器的体积
C．升高温度计        D．分离出二甲醚
E．增加CO的浓度
（2）二甲醚也可以通过CH₃OH分子间脱水制得2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）．在
T℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示．在相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：c（CH₃OCH₃）=0.6mol/L、c（CH₃OH）=0.3mol/L、c（H₂O）=0.45mol/L，此时正、逆反应速率的大小：v_（正）

 

v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）．
Ⅱ．（1）将一定量镁粉投入饱和氯化铵溶液中会产生气泡，请用简洁的文字和反应方程式解释

 

．
（2）相同温度下，将足量硫酸钡固体分别放入相同体积的①0.1mol/L硫酸铝溶液，②0.1mol/L氯化钡溶液，③蒸馏水，④0.1mol/L硫酸溶液中，Ba²⁺浓度由大到小的顺序是：

 

（用序号填写）．
（3）常温下，已知某酸HA的电离平衡常数Ka为4×10^-5mol/L，则浓度为0.4mol/L的HA酸溶液中HA电离达到平衡时溶液的PH为

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）改变条件反应速率加快，且平衡向正反应方向移动，结合平衡移动原理分析解答；
（2）先计算平衡常数，在计算此时的浓度商Qc，与平衡常数比较判断反应进行方向，据此解答；
Ⅱ（1）铵根离子水解，溶液呈酸性，Mg与氢离子反应生成氢气，反应放热，氢离子浓度降低，促进水解平衡，有氨气逸出；
（2）含有相同离子的溶液能抑制硫酸钡的溶解，结合离子浓度与硫酸钡溶度积为常数判断；
（3）令HA电离产生的氢离子浓度为xmol/L，依据电离平衡计算c（H⁺），再根据pH=-lgc（H⁺）计算．

解答：解：Ⅰ（1）A．加入催化剂，加快反应速率，平衡不移动，二甲醚的产率不变，故A错误；
B．缩小容器的体积，压强增大，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，二甲醚的产率增大，故B正确；
C．升高温度，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，二甲醚的产率降低，故C错误；
D．分离出二甲醚，平衡向正反应方向移动，二甲醚的产率增大，但反应速率降低，故D错误；
E．增加CO的浓度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，二甲醚的产率增大，故E正确；
故答案为；BE，
（2）由图可知，平衡时CH₃OH（g）的浓度为0.4mol/L，CH₃OCH₃（g）的浓度为1mol/L，H₂O（g）的浓度为

1

2

（2mol/L-0.4mol/L）=0.8mol/L，故该温度下平衡常数k=

1×0.8

0．42

=5，此时浓度积Qc=

0.6×0.45

0．33

=3，Qc＜K，故反应向正反应进行，故v_（正）＞v_（逆），
故答案为：大于；
Ⅱ（1）在氯化铵溶液中存在平衡：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，加入镁粉后，发生反应Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，反应放热，且c（H⁺）降低，使水解平衡右移，c（NH₃?H₂O）增大，NH₃?H₂O分解生成氨气，
故答案为：在氯化铵溶液中存在平衡：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，加入镁粉后，发生反应Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，反应放热，且c（H⁺）降低，使水解平衡右移，c（NH₃?H₂O）增大，NH₃?H₂O分解生成氨气；
（2）根据难溶电解质的溶度积常数知，溶液中硫酸根离子浓度越大，硫酸钡的溶解度越小，钡离子浓度越低，氯化钡能抑制硫酸钡的电离，但氯化钡溶液中含有钡离子，所以钡离子浓度最大，水中的钡离子浓度次之，硫酸铝溶液和硫酸溶液中都含有硫酸根离子，抑制硫酸钡的电离，硫酸铝中的硫酸根浓度大于硫酸中的浓度，所以硫酸铝溶液中钡离子的浓度小于硫酸溶液中钡离子浓度，所以钡离子浓度大小顺序是②＞③＞④＞①，
故答案为：②＞③＞④＞①；
（3）令HA电离产生的氢离子浓度为xmol/L，则：
HA?H⁺+A^-，
x  x  x
故溶液中c（HA）=（0.4-x）mol/L，c（A^-）=xmol/L，c（H⁺）=xmol/L+c_水（H⁺）≈xmol/L，故

x×x

0.4-x

≈

x×x

0.4

=4×10^-5mol/L，解得x=4×10^-3，故pH=-lg4×10^-3=2.4，
故答案为：2.4．

点评：本题属于拼合型题目，涉及化学平衡的影响因素、平衡常数、盐类水解、难溶电解质溶解平衡、溶液pH的有关计算等，题目综合性较大，难度中等，（3）注意理解pH的计算．