能源的相互转化和利用是科学家研究的重要课题．（1）将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气．反应为：C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1．①该反应自发进行的外界条件是

Question

能源的相互转化和利用是科学家研究的重要课题．
（1）将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气．反应为：
C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1．
①该反应自发进行的外界条件是______．
②在一个恒容的密闭容器中，一定温度下发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是______ （填相应的编号）．
A．CO和H₂的体积分数相同       B．1mol H-H键断裂的同时断裂2mol H-O键
C．容器中的压强不变           D．消耗H₂O的速率等于生成H₂的速率
（2）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，在催化剂存在下进行反应：CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g），得到如下二组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4
2	900	2	1	0.4	1.6

①该反应的△H______0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②计算实验2条件下平衡常数的值K=______．
③已知某组实验c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ（如图一）．若在t₀时刻将容器的体积扩大至4L，请在答题卡图中绘出c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅱ

（3）pKa表示的是弱电解质电离平衡常数的负对数，即pKa=-lgKa，有关数据如图二：
①0.01mol•L^-1 NaHSO₃溶液的pH=b₁，0.01mol•L^-1 NaHCO₃溶液的pH=b₂，则b₁______b₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
②向10mL 0.01mol•L^-1的H₂SO₃溶液中，滴加0.01mol•L^-1 KOH溶液10mL，溶液中存在c（H⁺）＞c（OH^-），则以下四种微粒K⁺、H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-，其浓度由大到小的顺序为______．

Answer 1

（1）①根据△G=△H-T△S判断，△G＜0，反应自发进行，因为△H＞0，△S＞0，要△G＜0，必须高温条件下反应才能自发，故答案为：较高温度；
②A．CO和H₂的体积分数相同，相同而不是不变，所以可能平衡也可能未平衡，故不选；
B．1mol H-H键断裂相当2mol H-O键形成的同时断裂2mol H-O键，正逆速率相等，故选；
C．容器中的压强不变，说明气体的消耗和生成速度相等，故选；
D．消耗H₂O的速率等于生成H₂的速率，始终相等，故不选；
故选B C；
（2）①实验1中CO的转化率为(4mol−2.4mol)/(4mol)×100%=40% 实验2中CO的转化率为(2mol−1.6mol)/(2mol)×100%=20%则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热；
故答案为：＜；
②平衡时CO的物质的量为1.6mol，则：
           CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），
开始（mol）：2      1         0        0
变化（mol）：0.4    0.4      0.4       0.4
平衡（mol）：1.6    0.6       0.4      0.4
该反应前后气体体积不变，故利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故900℃时该反应平衡常数k=(0.4×0.4)/(1.6×0.6)=0.17，
故答案为：0.17；
③已知某组实验c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ（如图一）．若在t₀时刻将容器的体积扩大至4L，各组分的浓度都减小，反应速率减小，达平衡所需时间变长，图象为，
故答案为：；     
（4）①由pKa数据可知，亚硫酸的pKa小于碳酸，则酸性比碳酸的强，相同浓度的NaHSO₃溶液比NaHCO₃溶液中酸根离子的水解程度弱，则NaHSO₃溶液的pH小，即b_l＜b₂，故答案为：＜；
②反应后溶液的溶质为KHSO₃，又KHSO₃溶液呈酸性，则HSO₃^-的电离大于其水解，电离生成SO₃^2-离子，水解生成H₂SO₃，则c（K⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），故答案为：c（K⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃）．