Question

【題目】防治霧霾天氣的主要措施有機(jī)動(dòng)車(chē)臨時(shí)交通管制、工礦企業(yè)停業(yè)限產(chǎn)、揚(yáng)塵污染控制等。

（1）PM2.5是環(huán)保部門(mén)監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。將某PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣，測(cè)得試樣中無(wú)機(jī)離子(OH－忽略不計(jì))的種類(lèi)和平均濃度如下表：

離子種類(lèi)	Na＋	NH4+	SO42-	NO3-
濃度(mol/L)	2.0×10－6	2.8×10－5	3.5×10－5	6.0×10－5

則試樣的pH為________________________。

（2）一定條件下，以CO和H2合成清潔能源CH3OH，其熱化學(xué)方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示：

①該可逆反應(yīng)的ΔH__________0(填“>”“<”或“＝”)。A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系是______________。壓強(qiáng)：p1__________p2(填“>”“<”或“＝”)。在T1條件下，由D點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中，正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系：v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

②若在恒溫恒容條件下進(jìn)行上述反應(yīng)，能表示該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(填字母)。

A.CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變

B．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變

C．容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

D．單位時(shí)間內(nèi)消耗CO的濃度等于生成CH3OH的濃度

③向恒壓密閉容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2、T2條件下達(dá)到平衡狀態(tài)C點(diǎn)，此時(shí)容器容積為2 L，則在該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_________________________。

Answer 1

【答案】4 < KA＝KB>KC < > AC 1 （L/mol）2

【解析】

（1）根據(jù)電荷守恒計(jì)算c(H＋)；（2）①根據(jù)圖像可知，升高溫度，CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動(dòng)；K只與溫度有關(guān)，正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小；CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，正反應(yīng)氣體物質(zhì)的量減少，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大；在T1條件下，由D點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中，CO轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)正向進(jìn)行；②當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些變量也不發(fā)生變化時(shí)，一定達(dá)到平衡狀態(tài)。③在p2、T2條件下達(dá)到平衡狀態(tài)C點(diǎn)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0.5，利用“三段式”計(jì)算平衡常數(shù)；

（1）根據(jù)電荷守恒，c(H＋)= 2×3.5×10－5+6.0×10－5-2.0×10－6-2.8×10－5=1×10－4 mol/L，所以pH=4；（2）①根據(jù)圖像可知，升高溫度，CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動(dòng)，所以正反應(yīng)放熱，ΔH<0；K只與溫度有關(guān)，A、B溫度相同，所以KA=KB，正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，BC溫度升高，所以KB>KC，故KA＝KB>KC；CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，正反應(yīng)氣體物質(zhì)的量減少，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，溫度下，B點(diǎn)轉(zhuǎn)化率大于A，所以B壓強(qiáng)大于A，p1<p2；在T1條件下，由D點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中，CO轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)正向進(jìn)行，所以v(正)>v(逆)；②反應(yīng)過(guò)程中CO的體積分?jǐn)?shù)是變量，當(dāng)CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變時(shí)，一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故選A；根據(jù) ，反應(yīng)過(guò)程中密度是恒量，容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變，不一定平衡，故不選B；根據(jù) ，反應(yīng)過(guò)程中，氣體物質(zhì)的量是變量，所以平均摩爾質(zhì)量是變量，容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變，一定平衡，故選C；單位時(shí)間內(nèi)消耗CO的濃度等于生成CH3OH的濃度，都是正反應(yīng)速率，不一定平衡，故不選D。③在p2、T2條件下達(dá)到平衡狀態(tài)C點(diǎn)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0.5，

CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

開(kāi)始 2mol 4mol 0

轉(zhuǎn)化 1mol 2mol 1mol

平衡 1mol 2mol 1mol

1 （L/mol）2。