题目内容
【题目】实验室可用如下方法由NaOH溶液制取Na2CO3·10H2O：
（1）“反应Ⅰ”的化学方程式为___。
（2）“反应Ⅱ”的离子方程式为___。
（3）“操作”的名称为___。
【答案】NaOH+CO2=NaHCO3 HCO
+OH-=CO
+H2O 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【解析】
NaOH溶液可以与过量的CO2反应生成NaHCO3，碳酸氢钠又可以与NaOH溶液反应生成碳酸钠，最后通过结晶的方法即可从碳酸钠溶液中获得Na2CO3·10H2O，再将其过滤出即可。
(1)NaOH溶液中通入过量的CO2反应生成NaHCO3，相关的化学方程式为：NaOH+CO2=NaHCO3；
(2)反应Ⅱ是NaHCO3与NaOH溶液的反应，相关的离子方程式为：HCO+OH-=CO+H2O；
(3)由碳酸钠溶液获取碳酸钠晶体，可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤即可获得Na2CO3·10H2O。
【题目】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 = －aKJ/mol
C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2= －bKJ/mol
试写出25℃、101kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式_________________________________。
(2)利用CO2及H2为原料，在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下，也可合成CH3OH，涉及的反应有：
甲：CO2(g)+3H2(g) 
CH3OH(g)+H2O(g) △H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常数K1
乙：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常数K2
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示)，该反应△H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。
③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样，具有高度的选择性。下列四组实验，控制CO2和H2初始投料比均为1：2.2，经过相同反应时间(t1min)。
温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) | 综合选项 |
543 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 12.3 | 42.3 | A |
543 | Cu/ZnO纳米片材料 | 11.9 | 72.7 | B |
553 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 15.3 | 39.1 | C |
553 | Cu/ZnO纳米片材料 | 12.0 | 70.6 | D |
由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响，根据上表所给数据结合反应原理，所得最优选项为___________(填字母符号)。
(3)以CO、H2为原料合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，分别都充入1molCO和2molH2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5min时H2的体积分数示意图，其中有一个容器反应一定达到平衡状态。
①0～5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________。
②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。
