题目内容

13．减少CO2的排放以及CO2的资源化利用具有重要意义．
（1）用氨水捕集烟气中的CO2生成铵盐，是减少CO2排放的可行措施之一．
①写出氨水捕集烟气中的CO2生成铵盐的主要化学方程式CO2+NH3•H2O═NH4HCO3．
②分别用不同pH的吸收剂吸收烟气中的CO2，CO2脱除效率与吸收剂的pH关系如图Ⅰ所示，CO2脱除效率与吸收剂的pH关系是CO2脱除效率随吸收剂的pH增大而增大．烟气中CO2的含量为12%，烟气通人氨水的流量为0.052m3/h（标准状况），用pH为12.81的氨水吸收烟气30min，脱除的CO2的物质的量为0.13mol（精确到0.01）．
③CO2脱除效率与温度的关系如图Ⅱ所示．从40℃到45℃脱除CO2效率降低的主要原因是碳酸氢铵受热易分解生成二氧化碳．
（2）将CO2和甲烷重整制合成气（CO和H2）是CO2资源化利用的有效途径．合成气用于制备甲醇的反应为
2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）△H=-90.1kJ/mol．
①在T℃时，容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，按不同方式投人反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下．
容器甲乙丙
起始反应物投入量2mol H2、l mol CO1mol CH3OH2mol CH3OH
平c（CH，0H）/mol/LC1C2c3
衡反应的能量变化ZkJxyz
数体系压强/PaP1P2P3
据反应物转化率a1a2a3
下列说法正确的是D（填字母編号）．
A.2c1＞c3           B．|x|+|y|＜90.1        C.2p2＜p3        D．a1+a3＜1
②在T℃、恒容条件下，该反应的平衡常数Kp=6.0×10-3（kPa）-2．若甲容器中反应达到平衡时p（CH3OH）=24.0kPa，则平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为44.4%（Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算所得平衡常数，分压=总压×物质的量分数）．

分析 （1）①氨水与CO2反应生成碳酸氢铵，据此书写；
②根据图1分析，CO2脱除效率随吸收剂的pH增大而增大；根据烟气通人氨水的流量为0.052m3/h（标准状况），用pH为12.81的氨水吸收烟气30min，结合烟气中CO2的含量为12%计算出CO2的量；
③根据温度高生成的碳酸氢铵易分解生成二氧化碳分析；
（2）①A、甲、丙相比较，把甲等效为开始加入1molCH3OH，丙中甲醇的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动；
B、由题目可知生成1molCH3OH的能量变化为90.8kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，计算反应热数值，据此判断；
C、比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动；
D、甲、乙处于相同的平衡状态，则α1+α2=1，由C的分析可知α2＞α3，据此判断；
②由2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）起始反应物投入量2mol H2、l mol CO，设开始时氢气压强为2P，CO压强为P，列三段式，根据平衡常数Kp=6.0×10-3（kPa）-2，计算出平衡时的总压，最后根据CH3OH的物质的量分数为$\frac{分压}{总压}$进行计算．

解答 解：（1）①氨水与CO2反应生成碳酸氢铵，反应的方程式为CO2+NH3•H2O═NH4HCO3；故答案为：CO2+NH3•H2O═NH4HCO3；
②根据图1分析，CO2脱除效率随吸收剂的pH增大而增大；因为烟气通人氨水的流量为0.052m3/h（标准状况），所以30min通入的烟气中含二氧化碳体积为0.052m3/h×0.5h×12%=0.00312m3，则物质的量为$\frac{0.00312×10{\;}^{3}L}{22.4L/mol}$×91.6%=0.13mol，故答案为：CO2脱除效率随吸收剂的pH增大而增大；0.13mol；
③因为温度高生成的碳酸氢铵易分解生成二氧化碳，所以从40℃到45℃脱除CO2效率降低，故答案为：碳酸氢铵受热易分解生成二氧化碳；
（2）①A、甲、丙相比较，把甲等效为开始加入1molCH3OH，丙中甲醇的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2c1＜c3，故A错误；
B、由题目可知生成1molCH3OH的能量变化为90.8kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，对于甲容器，a=90.8n，等于乙容器b=90.8（1-n），故a+b=90.8，故B错误；
C、比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2p2＞p3，故C错误；
D、甲、乙处于相同的平衡状态，则α1+α2=1，由C的分析可知α2＞α3，所以a1+a3＜1，故D正确，
故选D；
②由      2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）起始反应物投入量2mol H2、l mol CO，设开始时氢气压强为2P，CO压强为P，
开始（kPa） 2P       P        0
转化（kPa）48.0     24.0    24.0
平衡（kPa）2P-48    P-24    24
Kp=$\frac{24}{（2P-48）{\;}^{2}×（P-24）}$=6.0×10-3（kPa）-2，解得P=34.0kPa，则平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为$\frac{分压}{总压}$=$\frac{24}{30+24}$×100%=44.4%，故答案为：44.4%；

点评 本题考查二氧化碳的吸收效率的实验探究、等效平衡问题以及平衡常数的相关计算等，难度较大，注意平衡状态在理解等效平衡问题的应用．

练习册系列答案
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1．化学与社会、生产、生活密切相关．下列说法正确的是（　　）
A．纤维素、油脂、蛋白质均是天然高分子化合物
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4．某兴趣小组设计如图实验装置进行实验．

Ⅰ、探究大气污染物SO2的性质
（1）为了实现绿色环保的目标，能否用上图A2代替A1装置能（填“能”或“否”）．
（2）B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性，则B中所盛试剂为品红溶液，C中反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O═SO42-+2I-+4H+，D中反应的化学方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O．
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实验结束，发现在铜片表面附着黑色固体．查阅资料得知：此黑色固体可能含有CuO、CuS、Cu2S．常温下CuS和Cu2S都不溶于稀盐酸，在空气中煅烧都转化为Cu2O和SO2．该小组同学收集一定量黑色固体，按如下实验方案探究其成分：

（3）步骤Ⅱ中检验滤渣洗涤干净的实验方法是取最后一次洗涤液少许，滴加少量AgNO3溶液，若无明显现象，则洗涤干净．
（4）黑色固体的成分是CuO、CuS、Cu2S．
Ⅲ、尾气处理
用氨水吸收尾气中的SO2，“吸收液”中可能含有OH-、SO32-、SO42-、HSO3-等阴离子．
（5）氨水吸收过量SO2的反应的离子方程为NH3•H2O+SO2=NH4++HSO3-．
1．工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶炼铝的原料氧化铝．工艺流程如图：

（1）原料A的名称是盐酸，步骤①反应的离子方程式Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O．
（2）滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是NaOH，步骤②的离子方程式是：H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
（3）如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，后续操作不变，则会使最后加热获得的氧化铝含有SiO2（填化学式）杂质．
8．某研究小组从一含锌废渣（质量百分组成：40.5%ZnO、19.5%CuO、5.7%FeO、7.3% Fe2O3，其余为SiO2）中回收锌和铜，设计以工业废酸（含15%的H2SO4）为酸浸液的方案，其流程如下图（部分条件略）：已知碱式碳酸锌的化学式为Zn（OH）2•ZnCO3．

部分离子以氢氧化物形式开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
离子Fe2+Fe3+Cu2+
开始沉淀时的pH（初始浓度为1.0mol/L）6.51.54.2
沉淀完全时的pH9.73.26.7
请回答下列问题：
（1）常温下二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系如图，横坐标为溶液的pH，纵坐标为Zn2+或Zn（OH）42-（配离子）物质的量浓度的对数（假设Zn2+离子浓度为10-5mol•L-1时，Zn2+离子已沉淀完全）．
利用图中数据计算，Ksp[Zn（OH）2]=1×10-17．
（2）写出试剂a、b的化学式：a：ZnO或Zn（OH）2；b：Zn．
（3）写出加入H2O2后发生反应的离子反应方程式：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O．
（4）写出沉锌过程中的离子反应方程式：2Zn2++4HCO3-=Zn（OH）2•ZnCO3↓+3CO2↑+H2O，沉锌后溶液中主要溶质的化学式是（NH4）2SO4．
                                      
（5）将碱式碳酸锌加热分解可得到具有催化性能的活性氧化锌，可用于催化尿素与甲醇合成碳酸二甲酯（DMC）的反应．写出碱式碳酸锌受热分解的化学方程式Zn（OH）2•ZnCO3=2ZnO+CO2↑+H2O．
（6）利用氯化锌溶液与碳酸钠溶液反应制得的碳酸锌中混有碱式碳酸锌，某同学取一定质量的该固体，灼烧至恒重，能否通过固体质量的减少量来确定固体的成分？能 （填“能”或“否”）
18．设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是（　　）
A．标准状况下，11.2LSO3所含的原子数为1.5NA
B．常温常压下，1.8g H2O中含有的电子数为0.8NA
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D．标准状况下，0.1mol Cl2与足量NaOH溶液反应时，转移的电子数为0.2NA
5．在下列各组物质中，属于同系物的一组是（　　）
A．苯和苯酚B．甲烷和2，2-二甲基丁烷
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2．已知X、Y为同周期元素，且第一电离能X＜Y，下列说法中正确的是（　　）
A．电负性：X＜Y
B．周期表中，X可能在Y的右边
C．若X与Y形成化合物，则X显正价，Y显负价
D．气态氢化物的稳定性：HmY强于HnX
3．下列化合物中既有离子键又有共价键的是（　　）
A．KBrB．N2C．HBrD．NaOH

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