Question

(共14分)甲醇是重要的化學工業基礎原料和液體燃料。工業上可利用CO或CO₂來生產燃料甲醇。已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數如下表所示：

化學反應	平衡常數	溫度（℃）
		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

（1）反應②是      （填“吸熱”或“放熱”）反應。
（2）某溫度下反應①中H₂的平衡轉化率（a）與體系總壓強(P)的關系如圖所示。則平衡狀態由A變到B時，平衡常數K_(A)            K_(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）判斷反應③△H      0； △S      0（填“>”“=”或“<”）
在500℃、2L的密閉容器中，進行反應③，測得某時刻H₂、CO₂、 CH₃OH、H₂O的物質的量分別為6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此時v_(正)      v_(逆)（填“>”“=”或“<”）
（4）一定溫度下，在3 L容積可變的密閉容器中發生反應②，已知c(CO)與反應時間t變化曲線Ⅰ如圖所示，若在t₀時刻分別改變一個條件，曲線Ⅰ變為曲線Ⅱ和曲線Ⅲ。當曲線Ⅰ變為曲線Ⅱ時，改變的條件是                   。當曲線Ⅰ變為曲線Ⅲ時，改變的條件是                  。

（5）一定條件下甲醇與一氧化碳反應可以合成乙酸。通常狀況下， 
將0.2 mol/L的乙酸與0.1 mol/LBa(OH)₂溶液等體積混合，則混合溶液中離子濃度由大到小的順序為                                         

Answer 1

(共14分)
（1）吸熱（1分）
（2）=（1分）
（3）< 、<（各2分）；>（2分）
（4）加入催化劑（2分）；
將容器的體積快速壓縮至2L（2分，只寫出加壓或縮小容器體積得1分）
（5） c(CH₃COO^-)>c(Ba²⁺)>c(OH^-)>c(H⁺)（2分）

試題分析：（1）對于反應②，溫度升高，平衡常數增大，說明升高溫度對正反應有利，所以該反應是吸熱反應；
（2）平衡常數是溫度常數，只隨溫度變化，所以A、B點的溫度相同，平衡常數也相同，K_(A)=K_(B)
（3）反應③=反應①+反應②，所以K₃=K₁·K₂，500℃K₃=2.5,800℃ K₃=0.375，溫度升高，平衡常數減小，說明溫度升高對逆反應有利，正向是放熱反應，所以△H<0，由化學方程式的系數可知，反應物中氣體的總系數是4，生成物的總系數是2，所以△S<0；
（4）t₀時刻曲線Ⅰ變為曲線Ⅱ時，CO的濃度未變，到達平衡的時間縮短，說明反應速率加快，平衡不移動，所以改變的條件是加入催化劑；曲線Ⅰ變為曲線Ⅲ時，CO的濃度由2.0mol/L增大到3.0mol/L，濃度增大1.5倍，說明容器的體積由原來的3L迅速縮小1.5倍，變為2L，達平衡時CO的濃度是4.5mol/L,所以改變的條件只能是將容器的體積快速壓縮至2L;
（5）0.2 mol/L的乙酸與0.1 mol/LBa(OH)₂溶液等體積混合，醋酸與氫氧化鋇恰好完全反應，生成醋酸鋇溶液，盡管醋酸根離子水解，但醋酸根離子濃度仍大于鋇離子濃度，水解使溶液顯堿性，所以離子濃度的大小關系是c(CH₃COO^-)>c(Ba²⁺)>c(OH^-)>c(H⁺)。