Question

【題目】二氧化碳的回收利用是環(huán)保領(lǐng)域研究熱點(diǎn)．

（1）在太陽(yáng)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(yīng)的化學(xué)方程式為 ．
（2）有一種用CO2生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)燃燒熱△H= ．
（3）CO2經(jīng)過(guò)催化氫化合成低碳烯烴，合成乙烯反應(yīng)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(fā)生反應(yīng)，CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比X=[ ]的關(guān)系如圖2所示．
①平衡常數(shù)KAKB
②T K時(shí)，某密閉容器發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如表：

時(shí)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(jù)上表中的數(shù)據(jù)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(yīng)時(shí)間的變化
（4）在催化劑M的作用下，CO2和H2同時(shí)發(fā)生下列兩個(gè)反應(yīng)
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(shí)間內(nèi)，不同溫度下的產(chǎn)率，則高于460℃時(shí)乙烯產(chǎn)率降低的原因不可能是
A.催化劑M的活性降低
B.A反應(yīng)的平衡常數(shù)變大
C.生成甲醚的量增加
D.B反應(yīng)的活化能增大
（5）Na2CO3溶液也通常用來(lái)捕獲CO2 ． 常溫下，H2CO3的第一步、第二步電離常數(shù)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(fā)生反應(yīng)生成C和Fe3O4 ， 過(guò)程1中Fe3O4分解生成FeO和O2 ， 所以整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中FeO作催化劑，根據(jù)反應(yīng)物和生成物及反應(yīng)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(wěn)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(jù)蓋斯定律，②× ﹣①﹣③得到CH3OH（l）+ O2（g）═CO2（g）+2H2O（l），所以反應(yīng)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(zhuǎn)化率降低，所以反應(yīng)逆向進(jìn)行，得到反應(yīng)是放熱的，溫度升高，K減小，即平衡常數(shù)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(jié)果，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，CH2=CH2的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化情況曲線如下：
（在20﹣30分鐘內(nèi)曲線突然變陡），所以答案是：D； （在20﹣30分鐘內(nèi)曲線突然變陡）；（4）影響產(chǎn)物產(chǎn)率的因素只能是引起平衡移動(dòng)的因素，反應(yīng)的活化能增大因素都是和催化劑有關(guān)的因素，催化劑只能改變反應(yīng)速率，不會(huì)引起平衡移動(dòng)，乙烯產(chǎn)率不會(huì)影響，反應(yīng)的平衡常數(shù)變大是溫度的變化引起的，反應(yīng)是放熱的，平衡常數(shù)變大是因?yàn)樯�高溫度，不符合題意，故選BD；（5）根據(jù)Kh= = = =2×10﹣4= ，所以c（OH﹣）=10﹣2mol/L，pH=12．所以答案是：12．
【考點(diǎn)精析】掌握化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡是解答本題的根本，需要知道化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)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(xué)平衡；與途徑無(wú)關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；當(dāng)弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率等于結(jié)合成分子的速率時(shí)，弱電解質(zhì)的電離就處于電離平衡狀態(tài)；電離平衡是化學(xué)平衡的一種，同樣具有化學(xué)平衡的特征．條件改變時(shí)平衡移動(dòng)的規(guī)律符合勒沙特列原理．