Question

Ⅰ．（1）利用水煤氣合成二甲醚（CH₃OCH₃）的熱化學方程式為：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），△H=-274KJ/mol．該反應在一定條件下的密閉容器中達到平衡后，為同時提高反應速率和二甲醚的產率，可以采取的措施是

 

（用代表字母填寫）
A．加入催化劑        B．縮小容器的體積
C．升高溫度計        D．分離出二甲醚
E．增加CO的濃度
（2）二甲醚也可以通過CH₃OH分子間脫水制得2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）．在
T℃，恒容密閉容器中建立上述平衡，體系中各組分濃度隨時間變化如圖所示．在相同條件下，若改變起始濃度，某時刻各組分濃度依次為：c（CH₃OCH₃）=0.6mol/L、c（CH₃OH）=0.3mol/L、c（H₂O）=0.45mol/L，此時正、逆反應速率的大小：v_（正）

 

v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）．
Ⅱ．（1）將一定量鎂粉投入飽和氯化銨溶液中會產生氣泡，請用簡潔的文字和反應方程式解釋

 

．
（2）相同溫度下，將足量硫酸鋇固體分別放入相同體積的①0.1mol/L硫酸鋁溶液，②0.1mol/L氯化鋇溶液，③蒸餾水，④0.1mol/L硫酸溶液中，Ba²⁺濃度由大到小的順序是：

 

（用序號填寫）．
（3）常溫下，已知某酸HA的電離平衡常數Ka為4×10^-5mol/L，則濃度為0.4mol/L的HA酸溶液中HA電離達到平衡時溶液的PH為

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）改變條件反應速率加快，且平衡向正反應方向移動，結合平衡移動原理分析解答；
（2）先計算平衡常數，在計算此時的濃度商Qc，與平衡常數比較判斷反應進行方向，據此解答；
Ⅱ（1）銨根離子水解，溶液呈酸性，Mg與氫離子反應生成氫氣，反應放熱，氫離子濃度降低，促進水解平衡，有氨氣逸出；
（2）含有相同離子的溶液能抑制硫酸鋇的溶解，結合離子濃度與硫酸鋇溶度積為常數判斷；
（3）令HA電離產生的氫離子濃度為xmol/L，依據電離平衡計算c（H⁺），再根據pH=-lgc（H⁺）計算．

解答：解：Ⅰ（1）A．加入催化劑，加快反應速率，平衡不移動，二甲醚的產率不變，故A錯誤；
B．縮小容器的體積，壓強增大，反應速率加快，平衡向正反應方向移動，二甲醚的產率增大，故B正確；
C．升高溫度，反應速率加快，平衡向逆反應方向移動，二甲醚的產率降低，故C錯誤；
D．分離出二甲醚，平衡向正反應方向移動，二甲醚的產率增大，但反應速率降低，故D錯誤；
E．增加CO的濃度，反應速率加快，平衡向正反應方向移動，二甲醚的產率增大，故E正確；
故答案為；BE，
（2）由圖可知，平衡時CH₃OH（g）的濃度為0.4mol/L，CH₃OCH₃（g）的濃度為1mol/L，H₂O（g）的濃度為

1

2

（2mol/L-0.4mol/L）=0.8mol/L，故該溫度下平衡常數k=

1×0.8

0．42

=5，此時濃度積Qc=

0.6×0.45

0．33

=3，Qc＜K，故反應向正反應進行，故v_（正）＞v_（逆），
故答案為：大于；
Ⅱ（1）在氯化銨溶液中存在平衡：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，加入鎂粉后，發生反應Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，反應放熱，且c（H⁺）降低，使水解平衡右移，c（NH₃?H₂O）增大，NH₃?H₂O分解生成氨氣，
故答案為：在氯化銨溶液中存在平衡：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，加入鎂粉后，發生反應Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，反應放熱，且c（H⁺）降低，使水解平衡右移，c（NH₃?H₂O）增大，NH₃?H₂O分解生成氨氣；
（2）根據難溶電解質的溶度積常數知，溶液中硫酸根離子濃度越大，硫酸鋇的溶解度越小，鋇離子濃度越低，氯化鋇能抑制硫酸鋇的電離，但氯化鋇溶液中含有鋇離子，所以鋇離子濃度最大，水中的鋇離子濃度次之，硫酸鋁溶液和硫酸溶液中都含有硫酸根離子，抑制硫酸鋇的電離，硫酸鋁中的硫酸根濃度大于硫酸中的濃度，所以硫酸鋁溶液中鋇離子的濃度小于硫酸溶液中鋇離子濃度，所以鋇離子濃度大小順序是②＞③＞④＞①，
故答案為：②＞③＞④＞①；
（3）令HA電離產生的氫離子濃度為xmol/L，則：
HA?H⁺+A^-，
x  x  x
故溶液中c（HA）=（0.4-x）mol/L，c（A^-）=xmol/L，c（H⁺）=xmol/L+c_水（H⁺）≈xmol/L，故

x×x

0.4-x

≈

x×x

0.4

=4×10^-5mol/L，解得x=4×10^-3，故pH=-lg4×10^-3=2.4，
故答案為：2.4．

點評：本題屬于拼合型題目，涉及化學平衡的影響因素、平衡常數、鹽類水解、難溶電解質溶解平衡、溶液pH的有關計算等，題目綜合性較大，難度中等，（3）注意理解pH的計算．