问题 填空题

(14分)(Ⅰ)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。

已知某些化学键的键能数据如下表:

化学键C—CC—HH—HC—OC≡OH—O
键能/kJ·mol-13484134363581072463
请回答下列问题:

(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为     

                                

(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2L的密闭容器内充入1 molCO和 2 molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250°C开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:

反应时间/min0510152025
压强/MPa12.610.89.58.78.48.4
则从反应开始到20min时,以CO表示的平均反应速率=      ,该温度下平衡常数K=     ,若升高温度则K值      (填“增大”、“减小”或“不变”);

(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是       

A.2 v (H2)=" v" (CH3OH)      

B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变

C.容器中气体的压强保持不变    

D.单位时间内生成 n molCO 的同时生成 2n molH2

(Ⅱ)回答下列问题:

(1)体积均为100mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,

则Ka(HX) ______ Ka(CH3COOH)(填>、<或=)

(2)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中C(CH3COO)-c(Na+)=_________mol·L-1(填精确值)。

答案

Ⅰ(1)CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)  △H=" -116" KJ/mol  

(2)0.0125mol/(L·min);  4 (mol/L)-2;  减小。

(3)B C

Ⅱ(1)> ;   (2)9.9×10-7

题目分析:Ⅰ(1)CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)  △H=" -116" KJ/mol  

(2)       CO(g)    +    2H2(g)        CH3OH(g)

起始:  1 mol          2 mol                  0 mol

变化:  x mol          2x mol                 x mol

平衡:(1-x)mol     2(1-x)mol            x mol

依题意有以下关系式:(依据物质的量之比等于压强之比)

       x=0.5

所以从反应开始到20min时,以CO表示的平均反应速率:v(CO)=0.0125mol/(L·min); 平衡常数:k= 

由第一小题可知该反应为放热反应,当升高温度时,平衡向着热的方向,也就是逆向移动,因此平衡常数的数值减小。

(3)A.错误,正确的应该为: v (H2)=" 2" v (CH3OH) ; B.因为正向是气体物质的量减小的方向,而反应前后气体总的质量是不变的,只要是正向移动,混合气体的摩尔质量就会增大,反应就会减小,因此,容器内气体的平均摩尔质量保持不变时,一定是化学反应达到平衡状态之时,正确;C.同理,容器中气体的压强保持不变时,也是达到平衡状态之时;D.单位时间内生成 n molCO 的同时生成 2n molH2,这个关系式是永远存在的。因此选:B C

Ⅱ(1)从图中可以看出,加入相同量的水,HX的PH值变化大一点,也即HX这种酸酸性强一点,Ka(HX)>Ka(CH3COOH);  

(2)依据电荷守恒,有以下关系式:c(CH3COO)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)

所以有:c(CH3COO)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6-10-8=9.9×10-7

名词解释
填空题