Question

【題目】二氧化碳的捕捉和利用是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向。

（1）CO2的電子式是 ，所含化學(xué)鍵的類型是 。

（2）工業(yè)上用CO2和H2反應(yīng)合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－24.5 kJ·mol－1

①寫出CO2(g)和H2(g)轉(zhuǎn)化為CH3OCH3(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式 。

②一定條件下，上述合成二甲醚的的反應(yīng)達到平衡狀態(tài)后，若改變反應(yīng)的某個條件，下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動的是（只有一個選項符合題意） （填字母代號）。

a．逆反應(yīng)速率先增大后減小

b．H2的轉(zhuǎn)化率增大

c．CO2的體積百分含量減小

d．容器中c(H2)/c(CO2)的值減小

③在某壓強下，合成二甲醚的反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如右圖所示。T1溫度下，將6 molCO2和12 molH2充入2 L的密閉容器中，5 min后反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，則0~5 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)= ；KA、KB 、KC三者之間的大小關(guān)系為 。

（3）CO2溶于水形成H2CO3。已知常溫下H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11，NH3·H2O的電離平衡常數(shù)K=1.75×10-5。常溫下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液顯 ；（填“酸性”、“中性”或“堿性”）；請計算反應(yīng)NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K= 。

Answer 1

【答案】（1）； 共價鍵（或極性鍵）；

（2）①2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H＝－122.7 kJ·mol－1；②b；③0.18 mol·L-1·min-1； KA = KC＞KB；

（3）堿性；1.3×10-3；

【解析】

試題分析：（1）因為CO2為共價化合物，則電子式為，所含化學(xué)鍵為共價鍵，故答案為：；共價鍵；

（2）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-49.1kJmol-1

②2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-24.5kJmol-1

①根據(jù)蓋斯定律①×2+②，則CO2（g）加H2（g）轉(zhuǎn)化為CH3OCH3（g）和H2O（g）的熱化學(xué)方程式為2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.7 kJmol-1；故答案為：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.7 kJmol-1；

②a．逆反應(yīng)速率先增大后減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，故不選；b．H2的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，故選；c．CO2的體積百分含量減小，可能為減小二氧化碳的量使平衡向逆反應(yīng)方向移動，故不選；d．容器中c（H2）/c（CO2）的值減小，可能為減小氫氣的量使平衡向逆反應(yīng)方向移動，故不選；故選：b；

③T1溫度下，將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，由圖象可知，5min后反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時二氧化碳轉(zhuǎn)化率為60%，則生成CH3OCH3為6mol×60%×=1.8mol，所以平均反應(yīng)速率v（CH3OCH3）==0.18 mol．L-1min-1；又平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，所以KA=KC，又根據(jù)圖象在相同投料比時T1溫度下二氧化碳轉(zhuǎn)化率大，所以T1溫度下較T2溫度下反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，則KA=KC＞KB，故答案為：0.18 mol．L-1min-1；KA=KC＞KB；

（3）根據(jù)鹽類水解規(guī)律，已知NH3．H2O的電離平衡常數(shù)K=1.75×10-5，H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11，所以碳酸氫根的水解程度更大，所以NH4HCO3顯堿性；反應(yīng)NH4++HCO3-+H2O═NH3．H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K====1.3×10-3；故答案為：堿性；1.3×10-3。