Question

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，请回答下列问题：

（1）一定温度下，在一恒容的密闭容器中，由CO和H₂合成甲醇：CO （g） + 2H₂ （g） ═ CH₃OH （g）．下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是         （填序号）

A．每消耗1mol CO的同时生成2molH₂

B．混合气体的平均摩尔质量不再变化

C．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等

D．容器的总压强不再发生变化

（2）CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图1所示，B、C两点的平衡常数K（B）        K（C）（填“＞”、“=”或“＜”），你判断的理由是          ，要在提高CO平衡转化率的同时加快反应速率，可采取的措施是              （任写一条）．

（3）向等物质的量浓度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量．其中H₂S、HS^﹣、S^2﹣的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与滴加盐酸体积的关系如图2所示（忽略滴加过程H₂S气体的逸出）．试分析：

①B曲线代表            的分布分数变化；滴加过程中，溶液中一定成立：c（Na⁺）=           ．（用溶液中的相关微粒浓度表示）

②若M点溶液pH约为7，则H₂S第一步的电离平衡常数K_a=               ．

Answer

（1）C；

（2）＞； 由图可知，随着温度的升高CO的转化率降低，该反应为放热反应，放热反应的平衡常数随温度升高而减小；增大压强或增大H2的浓度；

（3）①HS﹣；c（Na+）=3[c（H2S）+c（HS﹣）+c（S2﹣）]

或c（Na+）=c（Cl﹣）+c（OH﹣）+c（HS﹣）+2c（S2﹣）﹣c（H+）；

②1×10﹣7

【解析】

（1）A．每消耗1molCO的同时生成2molH2，能证明正逆反应速率是相等的，故A错误；

B、该反应是一个前后气体系数和变化的反应，当混合气体总物质的量不变，达到额化学平衡状态，故B错误；

C．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等，不能证明正逆反应速率是相等的，此时不一定达到化学平衡，故c正确

D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，是化学平衡状态的特征，故D错误．故选C；

（2）根据图中CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系，当温度升该时，一氧化碳的转化率逐渐减小，所以化学平衡向左移动，所以平衡常数减小，又C点温度比B高，所以K（B）＞K（C），增大压强或增大H2的浓度，可提高CO平衡转化率的同时加快反应速率

故答案为：＞； 由图可知，随着温度的升高CO的转化率降低，该反应为放热反应，放热反应的平衡常数随温度升高而减小；增大压强或增大H2的浓度；

（3）①向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸，盐酸和氢氧化钠先反应，然后和硫化钠反应，A表示含硫微粒浓度减小为S2﹣，B先增加后减少为HS﹣，C浓度一直在增加为H2S，向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸，因体积相同，设Na2S、NaOH各为1mol，则n（Na）=3n（S），溶液中含硫的微粒为HS﹣、S2﹣、H2S，则c（Na+）=3[c（H2S）+c（HS﹣）+c（S2﹣）]，或溶液中存在电荷守恒得到c（Na+）=c（Cl﹣）+c（OH﹣）+c（HS﹣）+2c（S2﹣）﹣c（H+）；

②B为HS﹣，C表示H2S，当滴加盐酸至M点时，表示两者含量相等，所以Ka==c（H+）=1×10﹣7，故答案为：1×10﹣7．