Question

2．甲醇是一種可再生能源，由CO₂制備甲醇的過程可能涉及的反應(yīng)如下：
反應(yīng)Ⅰ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-49.58kJ•mol^-1
反應(yīng)Ⅱ：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₂
反應(yīng)Ⅲ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₃=-90.77kJ•mol^-1
回答下列問題：
（1）反應(yīng)Ⅱ的△H₂=+41.19 kJ•mol^-1．
（2）反應(yīng)Ⅲ自發(fā)進(jìn)行的原因是△H＜0．
（3）一定溫度下，在一個(gè)容積為2L的密閉容器中充入4mol SO₂和2mol O₂，發(fā)生反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；2min后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中SO₃的濃度為0.6mol/L．
①下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BD．
A．v（O₂）_正=2v（SO₃）_逆               B．氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
C．氣體的密度不變    D．氣體的分子總數(shù)不變
②從反應(yīng)開始到平衡，用SO₂的濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.3mol/（L?min）．
③該溫度下，此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.26L/mol．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）
④達(dá)到平衡后，為同時(shí)提高反應(yīng)速率和SO₃的生成量，以下措施一定可行的是B
A．升高溫度      B．縮小容器體積     C．分離出SO₃     D．改變催化劑
⑤若向平衡體系中再加入4mol SO₂和2mol O₂，化學(xué)平衡向右移動(dòng)（填“向右”、“向左”或“不”），再次達(dá)到平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率增大．（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）25℃時(shí)，向濃度均為0.1mol/L的NaBr和KI的混合溶液中逐滴加入AgNO₃溶液，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，c（Br^-）與c（I^-）的比值為6.35×10³．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）[K_sp（AgBr）=5.4×10^-13，K_sp（AgI）=8.5×10^-17]．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律：Ⅱ=Ⅰ-Ⅲ得反應(yīng)②的△H₂；
（2）化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，取決于焓變和熵變的綜合判據(jù)，當(dāng)△G=△H-T•△S＜0時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，據(jù)此解答；
（3）①依據(jù)平衡標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，個(gè)組分含量保持不變；
②依據(jù)反應(yīng)速率V=$\frac{△c}{△t}$；
③依據(jù)平衡三段式列式計(jì)算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念計(jì)算得到；
④據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的規(guī)律分析；
⑤恒容容器中再加入4molSO₂和2molO₂，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行；
（4）25℃時(shí)，向濃度均為0.1mol/L的NaBr和Nal的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，先生成沉淀（填化學(xué)式），當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，依據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算．

解答 解：（1）反應(yīng)Ⅰ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-49.58kJ•mol^-1，反應(yīng)Ⅱ：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₂，反應(yīng)Ⅲ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₃=-90.77kJ•mol^-1，根據(jù)蓋斯定律：Ⅱ=Ⅰ-Ⅲ得反應(yīng)②的△H₂=+41.19 kJ•mol^-1；
故答案為：+41.19 kJ•mol^-1；
（2）△G=△H-T•△S＜0時(shí)，反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的△S＜0，反應(yīng)Ⅲ能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是△H＜0，
故答案為：△H＜0；
（3）①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反應(yīng)是氣體體積減少的放熱反應(yīng)；
A．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，為正反應(yīng)速率之比，2v（O₂）正=v（SO₃）逆，能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，v（O₂）正=2v（SO₃）逆不能說明故A錯(cuò)誤
B．反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減少的反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量和體積不變，氣體的密度始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減少的反應(yīng)，氣體的分子總數(shù)不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：BD；
②一定溫度下，在一個(gè)容積為2L的密閉容器中充人4mol SO₃和2mol O₂，發(fā)生反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；2min后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中SO₃的濃度為0.6mol/L，用SO₂的濃度變化表示的反應(yīng)速率=$\frac{0.6mol/L}{2min}$=0.3mol/L•min；
故答案為：0.3mol/（L?min）；
③一定溫度下，在一個(gè)容積為2L的密閉容器中充人4mol SO₃和2mol O₂，發(fā)生反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；2min后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中SO₃的濃度為0.6mol/L，依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算：
                       2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol/L）    2         1        0
變化量（mol/L）   0.6        0.3      0.6
平衡量（mol/L）   1.4        0.7       0.6
平衡常數(shù)K=$\frac{[S{O}_{3}]^{2}}{[S{O}_{2}]^{2}•[{O}_{2}]}$=$\frac{0．{6}^{2}}{1．{4}^{2}×0.7}$=0.26L/mol；
故答案為：0.26L/mol；
④A．升高溫度平衡逆向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
  B．縮小容器體積反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，故B正確；
  C．分離出SO₃ 反應(yīng)速率減慢，故C錯(cuò)誤；
  D．改變催化劑不影響平衡移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；
故答案為B；
⑤恒容容器中再加入4molSO₂和2molO₂，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，再次達(dá)到平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率增大；
故答案為：向右；增大；
（4）25℃時(shí)，向濃度均為0.1mol/L的NaBr和Nal的混合溶液中逐滴加入AgNO₃溶液，碘化銀溶度積常數(shù)小于溴化銀，先生成沉淀AgI，AgBr+I^-=AgI+Br^-，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，銀離子濃度相同，c（Br^-）與c（I^-）的比值=$\frac{{K}_{sp}（AgBr）}{{K}_{sp}（AgI）}$=$\frac{5.4×1{0}^{-13}}{8.5×1{0}^{-17}}$=6.35×10³；
故答案為：6.35×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素分析判斷，化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，沉淀溶解平衡的分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．