Question

【題目】二氧化碳的回收利用是環保領域研究熱點．

（1）在太陽能的作用下，以CO2為原料制取炭黑的流程如圖1所示．總反應的化學方程式為 ．
（2）有一種用CO2生產甲醇燃料的方法：CO2+3H2CH3OH+H2O．已知298K和101KPa條件下：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（l）△H=﹣a kJmol﹣1；
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣b kJmol﹣1；
CH3OH（g）=CH3OH（l）△H=﹣c kJmol﹣1 ，
則CH3OH（l）的標準燃燒熱△H= ．
（3）CO2經過催化氫化合成低碳烯烴，合成乙烯反應為2CO2（g）+6H2（g）CH2=CH2（g）+4H2O（g）△H＜0在恒容密閉容器中充入2mol CO2和n mol H2 ， 在一定條件下發生反應，CO2的轉化率與溫度、投料比X=[ ]的關系如圖2所示．
①平衡常數KAKB
②T K時，某密閉容器發生上述反應，反應進行到不同時間測得各物質的濃度如表：

時間（min） 濃度（molL﹣1）	0	10	20	30	40	50
H2（g）	6.00	5.40	5.10	9.00	8.40	8.40
CO2（g）	2.00	1.80	1.70	3.00	2.80	2.80
CH2=CH2（g）	0	0.10	0.15	3.20	3.30	3.30

20～30min間只改變了某一條件，根據上表中的數據判斷改變的條件可能是
A．通入一定量H2 B．通入一定量CH2=CH2C．加入合適催化劑D．縮小容器體積
在圖2中畫出CH2=CH2的濃度隨反應時間的變化
（4）在催化劑M的作用下，CO2和H2同時發生下列兩個反應
A．2CO2（g）+6H2（g）CH2=CH2（g）+4H2O（g）△H＜0
B．2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H＜0
圖3是乙烯在相同時間內，不同溫度下的產率，則高于460℃時乙烯產率降低的原因不可能是
A.催化劑M的活性降低
B.A反應的平衡常數變大
C.生成甲醚的量增加
D.B反應的活化能增大
（5）Na2CO3溶液也通常用來捕獲CO2 ． 常溫下，H2CO3的第一步、第二步電離常數分別約為Ka1=4×10﹣7 ， Ka2=5×10﹣11 ， 則0.5molL﹣1的Na2CO3溶液的pH等于（不考慮第二步水解和H2O的電離）

Answer 1

【答案】
（1）CO2 C+O2
（2）a+c﹣1.5b kJ?mol﹣1
（3）＞；D；
（4）B,D
（5）12
【解析】解：（1）在700K條件下，CO2和FeO發生反應生成C和Fe3O4 ， 過程1中Fe3O4分解生成FeO和O2 ， 所以整個反應過程中FeO作催化劑，根據反應物和生成物及反應條件書寫方程式為CO2 C+O2 ，
所以答案是：CO2 C+O2；（2）1mol甲醇完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量為甲醇的燃燒熱，①CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（l）△H=﹣a kJmol﹣1；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣b kJmol﹣1；
③CH3OH（g）=CH3OH（l）△H=﹣c kJmol﹣1 ，
根據蓋斯定律，②× ﹣①﹣③得到CH3OH（l）+ O2（g）═CO2（g）+2H2O（l），所以反應的△H=（﹣ +a+c）kJ/mol=a+c﹣1.5b kJmol﹣1 ， 所以答案是：a+c﹣1.5b kJmol﹣1 （3）①溫度越高，二氧化碳的轉化率降低，所以反應逆向進行，得到反應是放熱的，溫度升高，K減小，即平衡常數KA＞KB；所以答案是：＞；
②20～30min間各組分的濃度都增加，所以可能是縮小容器體積的結果，相當于增大壓強，CH2=CH2的濃度隨反應時間的變化情況曲線如下：
（在20﹣30分鐘內曲線突然變陡），所以答案是：D； （在20﹣30分鐘內曲線突然變陡）；（4）影響產物產率的因素只能是引起平衡移動的因素，反應的活化能增大因素都是和催化劑有關的因素，催化劑只能改變反應速率，不會引起平衡移動，乙烯產率不會影響，反應的平衡常數變大是溫度的變化引起的，反應是放熱的，平衡常數變大是因為升高溫度，不符合題意，故選BD；（5）根據Kh= = = =2×10﹣4= ，所以c（OH﹣）=10﹣2mol/L，pH=12．所以答案是：12．
【考點精析】掌握化學平衡狀態本質及特征和弱電解質在水溶液中的電離平衡是解答本題的根本，需要知道化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）；當弱電解質分子離解成離子的速率等于結合成分子的速率時，弱電解質的電離就處于電離平衡狀態；電離平衡是化學平衡的一種，同樣具有化學平衡的特征．條件改變時平衡移動的規律符合勒沙特列原理．