Question

Ⅰ.氢气是重要的化学试剂、化工原料和有广阔发展前景的新能源。以甲醇为原料制备氢气的一种原理如下:

i. CH₃OH(g) CO(g)+ 2H₂（g）      △H =+90kJ·mol^-1

ii. CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+ H₂(g)  △H =-41kJ·mol^-1

(1)向VL 恒容密闭容器中充入lmol CH₃OH(g),发生反应i。图I中能正确表示CHOH(g)的平衡转化率(a)随温度(T) 变化关系的曲线为_______________(填“A”或“B”)。T₁℃时，体系的平衡压强与起始压强之比为_________________________。

（2）起始向10L 恒容密闭容器中充入lmol CH₃OH(g)和1molH₂O(g)，发生反应i和反应ii，体系中CO的平衡体积分数与温度(T)和压强(P)的关系如图2所示。

①P₁、P₂、P₃由大到小的顺序为___________________。

②测得C点时、体系中CO₂的物质的量为0.2mol，则T₂℃时，反应ii 的平衡常数K=________。

Ⅱ.现有HA、HB 和H₂C三种酸。室温下用0.1mol·L^-1NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.1mol·L^-1的HA、HB两种酸的溶液，滴定过程中溶液的pH随滴入的NaOH 溶液体积的变化如图所示。

（1）a点时的溶液中由水电离出的c(H⁺)=________mol·L^-1。

（2）与曲线I 上的c点对应的溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_____________________________；

（3）已知常温下向0.1mol·L^-1的NaHC 溶液中滴入几滴石蕊试液后溶液变成红色。

① 若测得此溶液的pH=1，则NaHC的电离方程式为_______________。

②若在此溶液中能检测到H₂C 分子，则此溶液中c(C^2-)________c(H₂C)(填“>”“<”或“=”)。

③若H₂C 的一级电离为H₂C=H⁺+ HC^-，常温下0.1mol·L^-1H₂C溶液中的c(H⁺ )=0.11mol·L^-1，则0.1mol·L^-1NaHC溶液中的c(H⁺)________0.01mol·L^-1(填“>”“<”或“=”)。

Answer

B 9:5 P1>P2>P3 0.875 3×10-13 c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+) NaHC=Na++H++C2- > >

【解析】Ⅰ. (1) CH3OH(g) CO(g)+ 2H2(g) △H =+90kJ·mol-1，升高温度，平衡正向移动，CHOH(g)的平衡转化率(a)增大，满足条件的是曲线B；T1℃时，CHOH(g)的平衡转化率为40%，则平衡时，CH3OH、CO、H2的物质的量分别为0.6mol、0.4mol、0.8mol，平衡压强与起始压强之比等于物质的量之比==，故答案为：B；；

（2）①ii. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2(g) 改变压强，平衡不移动，i. CH3OH(g) CO(g)+ 2H2 ，增大压强，平衡逆向移动，CO的平衡体积分数减小，因此P1、P2、P3由大到小的顺序为P1>P2>P3，故答案为：P1>P2>P3；

②i. CH3OH(g) CO(g)+ 2H2 (g)

起始（mol） 1 0 0

反应（mol） x x 2x

平衡（mol）1-x x 2x

ii. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2(g)

起始（mol） x 1 0 2x

反应（mol）0.2 0.2 0.2 0.4

平衡（mol）x-0.2 0.8 0.2 2x+0.4

根据体系中CO的平衡体积分数为12.5%，有=，解得x=0.6，则反应ii 的平衡常数K==0.875，故答案为：0.875；

Ⅱ. （1）根据图像，0.1mol·L-1的HA的pH=1，说明HA为强酸，完全电离，a点时的溶液中含有等物质的量浓度的HA和NaA，溶液的体积为30mL，此时c(H+)==mol/L，则c(OH-)===3×10-13 mol/L，故答案为：3×10-13；

（2）根据图像，0.1mol·L-1的HB的pH=3，说明HB为弱酸，c点恰好生成NaB，水解，溶液显碱性，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+)，故答案为：c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+)；

（3）① 常温下向0.1mol·L-1的NaHC 溶液中滴入几滴石蕊试液后溶液变成红色，溶液呈酸性，若测得此溶液的pH=1，说明NaHC完全电离，电离方程式为NaHC=Na++H++C2-，故答案为：NaHC=Na++H++C2-；

②常温下向0.1mol·L-1的NaHC 溶液中滴入几滴石蕊试液后溶液变成红色，溶液呈酸性，若在此溶液中能检测到H2C 分子，说明NaHC 的电离程度大于水解程度，则此溶液中c(C2-)＞c(H2C) ，故答案为：＞；

③若H2C 的一级电离为H2C=H++ HC-，常温下0.1mol·L-1H2C溶液中的c(H+ )=0.11mol·L-1，H2C 的一级电离产生的氢离子会抑制HC-的电离，抑制后HC-电离的c(H+ )=0.01mol·L-1，则0.1mol·L-1NaHC溶液中的c(H+)＞0.01mol·L-1，故答案为：＞。