【題目】化學鏈燃燒技術的基本原理是借助載氧劑(Fe2O3FeO)將燃料與空氣直接接觸的傳統(tǒng)燃燒反應分解為幾個氣固反應,燃料與空氣無須接觸,由載氧劑將空氣中的氧氣傳遞給燃料;卮鹣铝袉栴}:

(1)FeO作載氧劑,部分反應的lgKp與溫度的關系如圖所示。[已知:平衡常數(shù)Kp是用平衡分壓(平衡分壓=總壓×物質的量分數(shù))代替平衡濃度]

圖中涉及的反應中,屬于吸熱反應的是反應_________________(填字母)。

R點對應溫度下,向某恒容密閉容器中通入1.5 mol CO,并加入足量的FeO,只發(fā)生反應CO(g) FeO(s) CO2(g) Fe(s),則CO的平衡轉化率為______________

(2)T℃下,向某恒容密閉容器中加入2 mol CH4(g)8 mol FeO(s)進行反應:CH4(g)4FeO(s) 4Fe(s)2H2O(g)CO2(g)。反應起始時壓強為P0,達到平衡狀態(tài)時,容器的氣體壓強是起始壓強的2倍。

T℃下,該反應的Kp = ______________

②若起始時向該容器中加入1molCH4(g),4molFeO(s)1mol H2O(g),0.5molCO2(g),此時反應向__________________(正反應逆反應”)方向進行。

③其他條件不變,若將該容器改為恒壓密閉容器,則此時CH4的平衡轉化率___________(增大” “減小不變”)。

(3)一種微膠囊吸收劑,將煤燃燒排放的CO2以安全、高效的方式處理掉,膠囊內部充有Na2CO3溶液,其原理如圖所示。

①這種微膠囊吸收CO2的原理是___________________(用離子方程式表示)。

②在吸收過程中當n(CO2)n(Na2CO3)=13時,溶液中c(CO32)_____c(HCO3)(填“>”、“ <”“=”

③將解吸后的CO2催化加氫可制取乙烯。

已知:C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(g) △H1= -1323kJ·mol-1

2H2(g)O2(g)=2H2O(g) △H2= -483.6kJ·mol-1

2CO2(g)6H2(g)=C2H4(g)4H2O(g) △H3=_______________

【答案】bc 50% 正反應 增大 CO2 + CO32 + H2O= 2HCO3 < 127.8kJ·mol1

【解析】

(1)①圖中涉及的反應中,反應是吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,則平衡常數(shù)變大;②R點的平衡常數(shù),得出c(CO)c(CO2)關系,根據(jù)關系計算轉化的CO的物質的量,再計算CO的平衡轉化率。

(2)建立三段式,再根據(jù)壓強之比等于氣體物質的量之比,根據(jù)反應后物質的量總和計算消耗量,再根據(jù)平衡常數(shù)進行計算;根據(jù)濃度商進行計算結果與平衡常數(shù)比較;若將該容器改為恒壓密閉容器,壓強減小,平衡向體積增加方向移動。

(3)①微膠囊吸收CO2的原理是CO2Na2CO3溶液反應生成NaHCO3;得出反應后溶液中溶質,再根據(jù)濃度關系分析離子濃度大小關系;蓋斯定律分析將第2個方程式加乘以3再減去第1個方程式。

(1)①圖中涉及的反應中,反應是吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,則平衡常數(shù)變大,即反應bc是吸熱反應,故答案為:bc

②R點對應溫度下,向某恒容密閉容器中通入1.5 mol CO,并加入足量的FeO,只發(fā)生反應CO(g) FeO(s) CO2(g) Fe(s),lgKp=0,Kp=1,即c(CO)= c(CO2),由于是等體積反應,因此轉化的CO的物質的量等于生成的CO2的物質的量還等于剩余的CO的物質的量即轉化的CO的物質的量為0.75mol,則CO的平衡轉化率為,故答案為:50%。

(2)T℃下,向某恒容密閉容器中加入2 mol CH4(g)8 mol FeO(s)進行反應:CH4(g)4FeO(s) 4Fe(s)2H2O(g)CO2(g)。反應起始時壓強為P0,達到平衡狀態(tài)時,容器的氣體壓強是起始壓強的2倍,根據(jù)壓強之比等于物質的量之比,壓強是原來的2倍,則物質的量為原來的2倍。

,x = 1

①T℃下,該反應的,故答案為:。

若起始時向該容器中加入1molCH4(g),4molFeO(s)1mol H2O(g),0.5molCO2(g),此時的壓強是開始溶液壓強的,此時,則反應向正反應方向進行;故答案為:正反應。

其他條件不變,若將該容器改為恒壓密閉容器,壓強減小,平衡向體積增加方向即正向移動,則CH4的平衡轉化率增大;故答案為:增大。

(3)①這種微膠囊吸收CO2的原理是CO2Na2CO3溶液反應生成NaHCO3,其離子方程式為CO2 + CO32 + H2O= 2HCO3;故答案為:CO2 + CO32 + H2O= 2HCO3。

在吸收過程中當n(CO2)n(Na2CO3)=13時,則反應后溶液中溶質為Na2CO3NaHCO3,兩者濃度相等,由于CO32水解程度大且生成HCO3,因此溶液中c(CO32) < c(HCO3);故答案為: <。

將第2個方程式加乘以3再減去第1個方程式得到2CO2(g)6H2(g)=C2H4(g)4H2O(g) △H3=127.8kJ·mol1,故答案為:127.8kJ·mol1。

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