Question

“節(jié)能減排”，減少全球溫室氣體排放，意義十分重大。二氧化碳的捕捉與封存是實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑之一，科學(xué)家利用溶液噴淋“捕捉”空氣中的。
（1）使用過量溶液吸收，反應(yīng)的離子方程式為________；若含有3molNaOH的溶液“捕捉”了22．4L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則所得溶液中鈉與碳元素的物料守恒關(guān)系式為__________（用離子濃度的關(guān)系式表示）。
（2）①以和為原料可合成化肥尿素[]。已知：
   ①
 ②
  ③
試寫出和合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式__________。
②通過反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為，在催化劑作用下CO和反應(yīng)生成甲醇：某容積可變的密閉容器中充有10molCO與20mol，CO的平衡轉(zhuǎn)化率（a）與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。

A．若A點(diǎn)表示在某時(shí)刻達(dá)到的平衡狀態(tài)，此時(shí)容器的容積為VL，則該溫度下的平衡常數(shù)K=__________；平衡狀態(tài)B點(diǎn)時(shí)容器的容積_______VL。（填“大于”、“小于”或“等于”）
B．若A、C兩點(diǎn)都表示達(dá)到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間_______（填“>”、“<”或“=”）
C．在不改變反應(yīng)物用量的情況下，為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是________（寫出一種即可）。

Answer 1

（1）CO₂ + OH^-=HCO₃^-   c(Na⁺)=3[c(CO₃^2—)+ c(HCO₃^—)+c(H₂CO₃)]
（2）①2NH₃(g)+CO₂(g)=CO(NH₂)₂(s)+H₂O(l) △H=—130.98KJ/mol；②a、0.01v²(mol.L^-1)² 小于
b、>  c、加壓、降溫或分離出甲醇

試題分析：（1）使用過量NaOH溶液吸收CO₂生成碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為CO₂ + OH^-=HCO₃^-
3molNaOH的溶液“捕捉”了1mol CO₂氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律鈉是碳的3倍，所得溶液為碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物，碳酸鈉水解，溶液中含碳微粒有碳酸根、碳酸氫根和碳酸分子。鈉與碳元素的物料守恒關(guān)系式為c(Na⁺)=3[c(CO₃^2—)+ c(HCO₃^—)+c(H₂CO₃)]；（2）①根據(jù)蓋斯定律：①+②—③得NH₃和CO₂合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為2NH₃(g)+CO₂(g)=CO(NH₂)₂(s)+H₂O(l) △H=—130.98KJ/mol；②a：A點(diǎn)對應(yīng)的α=0.5，CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
起始（mol）  10          20             0
轉(zhuǎn)化（mol）  5          10              5 
平衡（mol）  5            10              5
則K= C(CH₃OH)/ C²(H₂)C(CO)，容器的體積為VL,代入數(shù)據(jù)計(jì)算得K=0.01v²(mol.L^-1)²；B點(diǎn)與A點(diǎn)溫度相同，B點(diǎn)壓強(qiáng)大于A點(diǎn)，所以平衡狀態(tài)B點(diǎn)時(shí)容器的容積V_B小于VL；b、C點(diǎn)溫度高于A點(diǎn)，溫度越高反應(yīng)速率越快，達(dá)平衡的時(shí)間越短，所以若A、C兩點(diǎn)都表示達(dá)到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間t_A>t_B；C．在不改變反應(yīng)物用量的情況下，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，可采取的措施是加壓、降溫或分離出甲醇。