化学反应原理是中学化学学习的重要内容．请回答下列问题：（1）下列判断正确的是．①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H2则△H1<△H2②H2（g

Question

化学反应原理是中学化学学习的重要内容．请回答下列问题：

（1）下列判断正确的是___．
①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
则△H₁<△H₂
②H₂（g）+ (1)/(2)O₂（g）═H₂O（l）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂
则△H₁<△H₂
③t℃时，在一定条件下，将1mol SO₂和1mol O₂分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时反应放出的热量分别为Q₁和Q₂
则Q₁<Q₂
④CaCO₃（s）═CaO（s）+CO₂（g）△H₁
CaO（s）+H₂O（l）═Ca（OH）₂（s）△H₂
则△H₁<△H₂
（2）依据氧化还原反应Zn（s）+Cu²⁺（aq）═Zn²⁺（aq）+Cu（s）设计的原电池如图1所示．
请回答下列问题：
①铜电极发生的电极反应为___．
②溶液中Cu²⁺向___极移动．
（3）在一恒温、恒容密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH （g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图2所示．
回答下列问题：
①Y的化学式是___．
②反应进行到3min时，v_正___v_逆（填“>”或“<”、“=”）．反应前3min，H₂的平均反应速率v（H₂）=___mol•L^-1•min^-1．
③能证明该反应达到化学平衡状态的依据是___．
A．容器内各气体的体积分数保持不变
B．混合气体密度不变
C．3v_逆（CH₃OH）=v_正（H₂）
D．混合气体的平均相对分子质量不变
E．CO₂的转化率为70%
F．混合气体中CO₂与H₂的体积比为1﹕3
④上述温度下，反应CH₃OH （g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+3H₂（g）的平衡常数K=___（计算结果保留2位小数）．
⑤上述反应达到平衡后，往容器中同时加入0.1mol CO₂和0.3mol H₂O （g），此时平衡将___（填“向左”、“向右”或“不”）移动．
（4）室温时，向20mL 0.1mol/L的醋酸溶液中不断滴入0.1mol/L的NaOH溶液，溶液的pH变化与所加NaOH溶液体积的关系如图所示．下列有关溶液中离子、分子浓度大小关系的描述中正确的是___．

①．a点时：c（CH₃COOH）>c（CH₃COO^-）>c（Na⁺）>c（H⁺）>c（OH^-）
②．b点时：c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）>c（H⁺）=c（OH^-）
③．c点时：c（OH^-）=c（CH₃COOH）+c（H⁺）
④．d点时：c（Na⁺）>c（CH₃COO^-）>c（OH^-）>c（H⁺）

Answer 1

（1）①气态水变化为液态水过程放热，甲烷燃烧生成液体水放热大于甲烷反应生成气体水，焓变包含负号比较，△H₁<△H₂
②氢气和氧气反应相同条件下量不同反应热不同，1mol氢气燃烧生成液态水放出热量小于2mol氢气燃烧生成液态水放出热量，焓变包含负号比较，△H₁>△H₂
③二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫的反应是气体体积减小的放热反应，恒容容器中反应进行过程中压强减小，恒压容器中反应过程中压强比恒容容器中的反应物转化率大，Q₁2，
④碳酸钙分解吸热，氧化钙和水反应放热，焓变包含负号比较，△H₁>△H₂
综上所述：①③符合；
故答案为：①③；
（2）氧化还原反应Zn（s）+Cu²⁺（aq）═Zn²⁺（aq）+Cu（s）设计的原电池，铜做正极，锌做负极，溶液中铜离子移向正极，
①铜电极做原电池正极，发生的电极反应为Cu²⁺+2e^-═Cu，故答案为：Cu²⁺+2e^-═Cu；  
②原电池反应过程中电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故答案为：正；
（3）①由图可知反应进行到3min时，消耗的Y和生成的X均为0.5mol，说明二者的计量数相同，已知CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g），
则反应物Y为CO₂，故答案为：CO₂；
②反应进行到3min时，反应未到达平衡状态，反应仍正向进行，所以v_正>v_逆；反应前3min，消耗的二氧化碳为1.00-0.50=0.50mol/L，则消耗的氢气为
0.50mol/L×3=1.50mol/L，则v（H₂）=(1.50mol)/(3min)=0.5mol•L^-1•min^-1，
故答案为：>；0.5；
③在一定条件下，当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，
A．容器内各气体的体积比保持不变，说明各物质的量保持不变，所以证明已经达到平衡状态，故A正确；
B．混合气体的体积不变，质量守恒，所以混合气体的密度始终不变，所以不能证明已经达到平衡状态，故B错误；
C．达到平衡状态时，不同物质的反应速率之比等于计量数之比，即是平衡状态，所以3v_逆（CH₃OH）=v_正（H₂） 时，说明已经达到平衡状态，故C正确；
D．由图可知，达到平衡状态时二氧化碳转化了0.75mol/L，则H₂转化了0.75mol/L×3=2.25mol/L，所以氢气的转化率为 (2.25)/(3)×100%=75%，故D正确；
故答案为：ACD；
④反应CH₃OH（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+3H₂（g）是反应CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）的逆反应，二者的平衡常数互为倒数的关系，则K′=(1)/(K)=(1)/(5.33)=0.9，故答案为：0.19；
⑤由图可知，达到平衡状态时二氧化碳转化了0.75mol/L，则H₂转化了0.75mol/L×3=2.25mol/L，生成的c（CH₃OH）=c（H₂O）=0.75mol/L；
则平衡时c（CO₂）=0.25mol/L，c（H₂）=0.75mol/L，c（CH₃OH）=0.75mol/L，c（H₂O）=0.75mol/L，
则K=(c(CH3COOH)c(H2O))/(c(CO2)c3(H2))=(0.75×0.75)/(0.25×0.753)=5.33，往容器中同时加入1molCO₂和1mol H₂O（g），则Qc=(0.75×(1+0.75))/((0.25+1)×0.753)=2.49<K=5.33，则反应未到达平衡状态，所以反应向右进行，
故答案为：向右；
（4）①．a点时醋酸过量，溶液为CH₃COOH和CH₃COONa的混合物，溶液呈酸性，应存在c（CH₃COO^-）>c（CH₃COOH），故①错误；
②．根据溶液电荷守恒可知溶液中应存在c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），溶液呈中性，应有c（H⁺）=c（OH^-），则c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），故②正确；
③．c点时，溶液呈碱性，应有c（H⁺）<c（OH^-），溶液中存在质子守恒，c（OH^-）=c（CH₃COOH）+c（H⁺），故③正确；
④．d点为NaOH和CH₃COONa的混合物，溶液呈碱性，由于CH₃COO^-存在微弱的水解，则有c（Na⁺）>c（OH^-）>c（CH₃COO^-）>c（H⁺），故④错误．
故选②③．