Question

（2012?濰坊一模）CO₂是常見的溫室氣體，為降低空氣中CO₂的含量，有專家提出“綠色自由”構想；把工廠排出的富含CO₂的廢氣經(jīng)凈化后吹入盛有飽和碳酸鈉溶液的吸收池中吸收，經(jīng)化學反應使廢氣中的CO₂轉變?yōu)槿剂霞状迹?br />（1）通入CO₂時，吸收池中所發(fā)生反應的離子方程式是

CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-

．
（2）室溫時，濃度均為0.1mol?L^-1的各種鹽溶液，其酸堿性如下：

溶質(zhì)	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO
pH	9.8	9.7	11.6	10.3

請根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，回答下列問題：
①上述四種溶液中，水的電離程度最大是

Na₂CO₃

（填化學式）．
②將等濃度的CH₃COOH和HClO，稀釋相同的倍數(shù)，pH變化大的是

醋酸

．
③0.1mol?L^-1Na₂CO₃溶液中離子濃度由大到小的順序為

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

．
（3）工業(yè)上利用下列反應制備甲醇：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
把1mol CO₂和3mol H₂通入1L的密閉容器中，在某溫度下反應，10min后反應達到平衡，CH₃OH的體積分數(shù)為30%；從反應開始到平衡，CO₂的平均反應速率為

0.075mol/（L．min）

．該溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K=

16

3

．

Answer 1

分析：（1）碳酸鈉和二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈉，根據(jù)離子方程式的書寫規(guī)則書寫；
（2）②相同濃度的鈉鹽溶液，陰離子的水解程度越大其溶液的pH越大；
②濃度相同的不同弱酸溶液，稀釋相同的倍數(shù)時，酸性越強的酸其電離程度越大；
③先根據(jù)化學式確定離子濃度，再根據(jù)水解程度確定酸及酸根離子濃度大��；
（3）根據(jù)方程式結合甲醇的體積分數(shù)計算參加反應的二氧化碳的物質(zhì)的量，再根據(jù)v=

△c

△t

計算二氧化碳的平均反應速率，化學平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比．

解答：解：（1）碳酸鈉和二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈉，離子反應方程式為：CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-，故答案為：CO₃ ^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-；
（2）②相同濃度的鈉鹽溶液，陰離子的水解程度越大其溶液的pH越大，根據(jù)表格知，碳酸鈉的pH最大則碳酸鈉的水解程度最大，故答案為：Na₂CO₃ ；
②相同溫度、相同濃度的CH₃COOH和次氯酸，CH₃COOH的電離程度大于次氯酸，所以將等濃度的CH₃COOH和HClO，稀釋相同的倍數(shù)，pH變化大的是CH₃COOH，故答案為：CH₃COOH；
③碳酸鈉溶液中c（Na⁺） 最大，CO₃^2-小部分水解，水解是微弱的，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-），水電離生成氫氧根離子、碳酸根離子水解生成氫氧根離子，碳酸根離子水解生成碳酸氫根離子，所以c（OH^-）＞c（HCO₃^-），溶液呈堿性，氫離子濃度很小，則c（HCO₃^-）＞c（H⁺），所以離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），故答案為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（3）設參加反應的二氧化碳的物質(zhì)的量為x，
     CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
開始 1mol     3mol       0       0
反應 xmol     3xmol     xmol     xmol
平衡（1-x）mol  3（1-x）mol xmol     xmol
該容器中甲醇的體積分數(shù)等于甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)=

x

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

×100%=30%，x=

3

4

，
二氧化碳的平均反應速率=

3 4 mol 1L

10min

=0.075mol/（L．min），
平衡時，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

，
故答案為：0.075mol/（L．min）；

16

3

．

點評：本題考查鹽類的水解、離子濃度大小的比較、化學平衡的有關計算等知識點，難點是離子濃度大小的比較，有關K、v的計算是高考熱點，應重點掌握．