Question

（1）在體積為3L的密閉容器中加入一定量的CO與H₂，它們在一定條件下反應生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）→CH₃OH（g）．不同溫度條件下，反應從開始到平衡，甲醇的物質的量變化如圖所示，則該反應是

 

（填吸熱或放熱），在500℃，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v （H₂）=

 

．
（2）25℃下，Mg（OH）₂（s）═Mg²⁺（aq）+2OH^-（aq），Ksp=2×10^-11．在該溫度下0.002mol?L^-1MgSO₄溶液里，調整溶液pH大于

 

，有Mg（OH）₂沉淀生成；
（3）常溫下，某純堿（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色．則該溶液呈

 

性．在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時，甲同學認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH 所致；乙同學認為是溶液中Na₂CO₃電離出的CO₃^2-水解所致．請你設計一個簡單的實驗方案給甲和乙兩位同學的說法以評判（包括操作、現象和結論）

 

．

Answer 1

分析：（1）根據圖象可知，溫度越高，甲醇的含量越低，升高溫度平衡向逆反應移動，結合平衡移動原理分析解答；
先根據v=

△c

△t

求出v（CH₃OH），然后根據速率之比等于化學計量數之比求出v（H₂）；
（2）根據c（OH^-）=

Ksp c(Mg2+)

計算氫氧根離子濃度，從而確定溶液的pH，根據混合溶液中氫氧根離子濃度與生成沉淀時所需pH進行比較判斷；
（3）酚酞遇堿變紅色，可知純堿溶液呈堿性；向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液（或加熱碳酸鈉溶液），根據顏色的變化分析．

解答：解：（1）由圖可知，升高溫度，甲醇的含量降低，平衡逆向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，故該反應正反應為放熱反應；
在500℃時，t_Bmin到達平衡，甲醇的平均反應速率v（CH₃OH）=

nB mol 3L

tB min

=

nB

3tB

mol/（L?min），由速率之比等于化學計量數之比，則v（H₂）=2v（CH₃OH）=2×

nB

3tB

mol/（L?min）=

2nB

3tB

mol/（L?min）；
故答案為：放熱；

2nB

3tB

mol/（L?min）；
（2）0.002mol?L^-1MgSO₄溶液中c（Mg²⁺）=0.0002mol/L，沉淀平衡時c（OH^-）=

Ksp c(Mg2+)

=

2×10-11 0.002

mol/L=10^-4 mol/L，則c（H⁺）=10^-10 mol/L，所以溶液的pH=-lgc（H⁺）=10，故應調整溶液pH大于10，
故答案為：10；
（3）酚酞遇堿變紅色，該溶液呈紅色說明是堿性溶液，要驗證該溶液遇酚酞呈紅色原因，可用以下方法，
方法一：向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液顯紅色，說明甲正確，如果紅色褪去，說明乙正確；
方法二：加熱，如果紅色不變說明甲正確，如果紅色加深，說明乙正確，
故答案為：堿；向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確．

點評：本題考查較為綜合，涉及化學平衡影響因素、化學反應速率、溶度積有關計算、鹽類水解等知識點，是高考的熱點，應熟練掌握，難度中等．