Question

降低太氣中CO₂含量及有效開發(fā)利用CO₂，是科學家研究的重要課題．
（1）將燃煤廢氣中的CO₂轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應原理為：
2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=-122.4kJ?mol^-1
①某溫度下，將2.0mol CO₂（g）和6.0mol H₂（g）充入體積可變的密閉容器中，反應到達平衡時，改變壓強和溫度，平衡體系中CH₃OCH₃（g）的物質(zhì)的量分數(shù)變化如下表所示．

	P1	P2	P3
T1	0.10	0.04	0.02
T2	0.20	0.16	0.05
T3	0.40	0.35	0.20

則P_l

 

P₃（填“＞”“＜”或“=”，下同）．若T₁、P_l，T₃、P₃時平衡常數(shù)分別為K₁、K₃，則K₁

 

K₃．T₁、P_l時H₂的平衡轉(zhuǎn)化率為

 

．
②一定條件下，t上述反應在密閉容器中達平衡．當僅改變影響反應的一個條件，引起的下列變化能說明平衡一定向正反應方向移動的是

 

．
a．反應物的濃度降低           b．容器內(nèi)壓強增大
c．正反應速率大于逆反應速率    d．化學平衡常數(shù)K增大
（2）碳酸氫鉀溶液加水稀釋，

c(HCO3)

c(C O 2- 3 )

 

（填“增大”“不變”或“減小”）．用碳酸鉀溶液吸收空氣中CO₂，當溶渡呈中性時，下列關(guān)系或說法正確的是

 

．
a．c（K⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）
b．c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）
c．降低溫度，c（H⁺）?c（OH^-）不變
（3）向盛有FeCl₃溶液的試管中滴加少量碳酸鉀溶液，立即產(chǎn)生氣體，溶液顏色加深，用激光筆照射能產(chǎn)生丁達爾效應，反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,膠體的重要性質(zhì),化學平衡的影響因素,等效平衡

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①分析圖表數(shù)據(jù)，結(jié)合影響平衡因素和平衡移動原理分析，利用“定一議二”的方法分析溫度一定，平衡體系中CH₃OCH₃（g）的物質(zhì)的量分數(shù)隨壓強變化，反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向進行，平衡體系中CH₃OCH₃（g）的物質(zhì)的量分數(shù)增大；反應是放熱反應，溫度越高，平衡逆向進行，平衡體系中CH₃OCH₃（g）的物質(zhì)的量分數(shù)減��；平衡常數(shù)隨溫度變化；依據(jù)化學平衡三段式列式計算轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

；
②平衡一定向正反應方向移動，利用反應是氣體體積減小的放熱反應，增大壓強、降低溫度、減少生成物促進平衡正向進行；
（2）碳酸氫鉀溶液中碳酸氫根離子水解顯堿性，變式比值同乘以氫離子濃度，結(jié)合電離平衡常數(shù)和溶液中離子積常數(shù)分析判斷，用碳酸鉀溶液吸收空氣中CO₂，
a、當溶渡呈中性時溶液中存在電荷守恒分析；
b、中性溶液中存在碳酸氫根離子和碳酸溶液分析判斷；
c、溶液中離子積隨溫度變化；
（3）向盛有FeCl₃溶液的試管中滴加少量碳酸鉀溶液，碳酸根離子和鐵離子發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鐵膠體和二氧化碳．

解答： 解：（1）①2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=-122.4kJ?mol^-1，反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向進行，平衡體系中CH₃OCH₃（g）的物質(zhì)的量分數(shù)增大，P₁、P₂、P₃分析數(shù)值變化可知，平衡體系中CH₃OCH₃（g）的物質(zhì)的量分數(shù)減小，說明平衡逆向進行，壓強減小P₁＞P₃，反應是放熱反應，溫度越高，平衡逆向進行，平衡體系中CH₃OCH₃（g）的物質(zhì)的量分數(shù)減小，平衡常數(shù)隨溫度變化，若T₁、P_l，T₃、P₃時平衡常數(shù)分別為K₁、K₃，依據(jù)數(shù)據(jù)分析，T₁＞T₃，K₁＜K₃；
依據(jù)化學平衡三段式列式計算T₁、P_l時H₂的平衡轉(zhuǎn)化率，設(shè)氫氣轉(zhuǎn)化率為x；
             2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）
起始量（mol）  2        6          0           0
變化量（mol） 

1

3

x       x        

1

6

x         

1

2

x
平衡量（mol）2-

1

3

x     6-x        

1

6

x         

1

2

x
甲醚物質(zhì)的量分數(shù)=

1 6 x

2- 1 3 x+6-x+ 1 6 x+ 1 2 x

×100%=0.10
x=

24

7

mol
轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

=

24 7

6

×100%=57.14%；
故答案為：＜；＞；57.14%；
②平衡一定向正反應方向移動，利用反應是氣體體積減小的放熱反應，增大壓強、降低溫度、減少生成物促進平衡正向進行；
a．反應物的濃度降低，平衡逆向進行，故a不符合；          
b．容器內(nèi)壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向進行，即正反應方向進行，若恒溫恒容容器中加入惰氣，壓強增大，平衡不動，故b不符合；
c．正反應速率大于逆反應速率，反應一定正向進行，故c符合；    
d．化學平衡常數(shù)K增大，說明反應正向進行，故d符合；
故選cd；
（2）碳酸氫鉀溶液中碳酸氫根離子水解顯堿性，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，變式比值同乘以氫離子濃度得到

c(HCO3-)c(H+)

c(CO32-)c(H+)

=

c(H+)

Ka

，溶液呈堿性，加入水稀釋，氫氧根離子濃度減小，依據(jù)離子積常數(shù)可知，溶液中氫離子濃度增大，比值增大；
a、當溶渡呈中性時溶液中存在電荷守恒分析，溶液中存在物料守恒為：c（K⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），得到c（K⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-），故a錯誤；
b、中性溶液中存在碳酸氫根離子和碳酸溶液，溶液中碳酸電離生成碳酸氫根離子和氫離子，碳酸氫根離子發(fā)生微弱的水解，溶液中存在c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），故b正確；
c、溶液中離子積隨溫度變化，降低溫度，離子積發(fā)生變化，故c錯誤；
故選b；
故答案為：增大；b；
（3）向盛有FeCl₃溶液的試管中滴加少量碳酸鉀溶液，碳酸根離子和鐵離子發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鐵膠體和二氧化碳，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+3CO₂↑，
故答案為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+3CO₂↑．

點評：本題考查了化學平衡計算，平衡常數(shù)影響因素分析判斷，電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較，電離平衡常數(shù)的分析應用，離子方程式書寫方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．