题目内容
【题目】 CO2的资源化利用一直是化学家们关注的重要课题，中科院大连化学物理研究所设计了一种新型多功能复合催化剂，成功地实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油：
(反应①)，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
(1)已知氢气的燃烧热为
，若要利用
的燃烧热求a的值，则还需要知道一个反应的
，该反应是________________________________。反应①在一定条件下具有自发性，则a_______________0(填“>”或“<”)。
(2)向某密闭容器中按一定投料比充入
、，控制条件使其发生反应：
。测得的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图1所示：
则X表示______________，
___________
(填“>”或“<”)。欲提高的平衡转化率并提高单位时间内
的产量，可采取的措施是______________________(填两种)。
(3)控制一定温度、催化剂，按不同投料比
将反应物通入到某密闭容器中，测得平衡时
的百分含量与投料比之间的关系如图2所示，则
____________。
(4)在钌-铑双金属催化剂的作用下，CH3OH、CO2、H2可高效地转化为乙酸，反应方程式为
。一定温度下，向某刚性容器中通入等物质的量的三种原料气，测得体系中的总压强与时间的关系如下表所示：
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
p/kPa | 3 | 2.7 | 2.5 | 2.35 | 2.26 | 2.2 | 2.2 |
则反应开始到达到平衡的过程中，
______________
______________
。
(5)碳捕捉技术的发展也有利于CO2在资源应用方面得到充分利用。常温下，若某次用NaOH溶液捕捉空气中的CO2所得溶液的pH=10，并测得溶液中
，则
_____________
。
【答案】
< 压强 < 增大压强、增大
3.2 0.032 80 
【解析】
(1)根据盖斯定律分析；当△G=△H-T△S<0时反应可以自发进行；
(2)该反应为放热反应，若X为温度，随温度升高平衡逆向移动，氢气的转化率应减小，与图形不符，所以X为压强，Y为温度；
(4)刚性容器中，气体的分压之比等于物质的量之比，所以可以把压强等效为物质的量来进行计算，所以不妨设初始投料为CH3OH、CO2、H2均为1mol，则平衡时气体的总物质的量为2.2mol，设平衡时三种物质的转化量为x，则列三段式有
则有3(1-x)+2x=2.2mol，解得x=0.8mol。
(1)表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+
O2(g)=H2O(l)△H ②；
又已知反应
①；
①-②×16可得反应，根据盖斯可知若再知道该反应的焓变，即可求反应①的焓变；当△G=△H-T△S<0时反应可以自发进行，该反应为气体减少的反应，所以△S<0，若要满足△H-T△S<0则△H必须小于0；
(2)根据分析可知X表示压强，Y表示温度，相同压强下，温度越高氢气的转化率越小，所以Y1<Y2；增大二氧化碳的浓度可以使平衡正向移动，且反应速率增大，单位时间内C5H12(l)的产率增大；该反应为气体体积减小的反应，缩小体积增大压强也可以使平衡正向移动，同时增大反应速率；降低温度、及时移走生成物虽然能使平衡正向移动，但会使反应速率减小，综上所述可以采取的措施有增大压强、增大；
(3)对于可逆反应，当反应物的投料比与计量数之比相等时，产物的平衡百分含量最大，所以n0=
=3.2；
(4)根据表格数据可知25min时反应达到平衡，结合分析可知该时段内△p(CO2)=0.8kPa，所以v(CO2)=
=0.032kPa/min；结合分析可知平衡时p(CO2)= p(CH3OH)= p(H2)=0.2kPa；p(H2O)= p(CH3COOH)=0.8kPa，所以Kp=
=80kPa-1；
(5)Ka2(H2CO3)=
，
时，pH=10，即c(H+)=10-10mol/L，所以Ka2(H2CO3)=0.5×10-10=5×10-11。
【题目】已知25 ℃时0.1 mol·L－1醋酸溶液的pH约为3，向其中加入醋酸钠晶体，等晶体溶解后发现溶液的pH增大。对上述现象有两种不同的解释：甲同学认为醋酸钠水解呈碱性，增大了c(OH－)，因而溶液的pH增大；乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子，抑制了醋酸的电离，使c(H＋)减小，因此溶液的pH增大。
(1)上述两种解释中________(填“甲”或“乙”)正确。
(2)为了验证上述哪种解释正确，继续做如下实验：向0.1 mol·L－1的醋酸溶液中加入少量下列物质中的________(填写编号字母)，然后测定溶液的pH。
A．固体CH3COOK | B．固体CH3COONH4 |
C．气体NH3 | D．固体NaHCO3 |
(3)若________(填“甲”或“乙”)的解释正确，溶液的pH应________(填“增大”、“减小”或“不变”)(已知25 ℃ 时，CH3COONH4溶液呈中性)。
(4)常温下将0.010 mol CH3COONa和0.004 mol HCl溶于水，配制成0.5 L混合溶液。判断：
①溶液中共有________种粒子。
②溶液中有两种粒子的物质的量的和一定等于0.010 mol，它们是________和________。
③溶液中n(CH3COO－)＋n(OH－)－n(H＋)＝________mol。
