Question

【题目】为解决大气中CO2的含量增大的问题，某科学家提出“绿色自由”构想：把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇．“绿色自由”构想的部分技术流程如图1
（1）合成塔中反应的化学方程式为；△H＜0．从平衡移动原理分析，低温有利于提高原料气的平衡转化率．而实际生产中采用300℃的温度，除考虑温度对反应速率的影响外，还主要考虑了 ．
（2）从合成塔分离出甲醇的原理与下列操作的原理比较相符（填字母）
A.过滤
B.分液
C.蒸馏
D.结晶
（3）在体积为2L的合成塔中，充人2mol CO2和6mol H2 ， 测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示． 从反应开始到平衡，V（H2）=；能使平衡体系中 增大的措施有 ．
（4）如将CO2与H2以1：4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4 ． 巳知
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=﹣890.3kJ/mol
H2（g）+ O2（g）═H2O（l）△H2=﹣285.5kJ/mol
写出CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）CO2+3H2 CH3OH+H2O；催化剂的催化活性
（2）C
（3）0.24mol/（L?min）；增大H2的用量等
（4）CO2（g）+4H2 （g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=﹣252.9kJ/mol
【解析】解：（1）合成塔中的反应是二氧化碳和氢气在一定条件下可生成甲醇和水，其方程式为：CO2+3H2 CH3OH+H2O；温度影响催化剂的活性，除考虑温度对反应速率的影响外，还主要考虑了催化剂的催化活性，所以答案是：CO2+3H2 CH3OH+H2O；催化剂的催化活性；（2）分离沸点相差比较大，互溶的液体，可以用蒸馏的方法进行分离，所以答案是：C；（3）由图可知，10min达平衡，平衡时甲醇的浓度为0.8mol/L，所以v（CH3OH）= =0.08mol/（Lmin），反应速率之比等于化学计量数之比，所以v（H2）=3v（CH3OH）=3×0.08mol/（Lmin）=0.24mol/（Lmin）．增大H2的用量、减少生成H2O 的量等，平衡右移，可以增大n（CH3OH）/n（CO2）的值，所以答案是：0.24mol/（Lmin）；增大H2的用量等；（4）已知：①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1=﹣890.3kJ/mol，②H2 （g）+ O2（g）=H2O（l）△H2=﹣285.8kJ/mol，则CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式可根据盖斯定律②×4﹣①得CO2（g）+4H2 （g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=﹣252.9kJ/mol，所以答案是：CO2（g）+4H2 （g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=﹣252.9kJ/mol．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡的计算的相关知识点，需要掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能正确解答此题．