Question

【题目】新技术的开发应用，不仅有利于改善环境质量，而且能充分开发“废物”的潜在价值。回答下列问题：

(1)用烟道气与氢气来合成甲醇涉及到如下几个反应：

①

②

③

④ _____________。

(2)在容积均为的两个恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下：

容器	温度	起始量		达到平衡
					CO转化率	所需时间
1	800	2	1			3
2	800	1	2	n	x

①时该反应的平衡常数___________。

②容器2中，___________，___________。

③若起始时，在恒容密闭容器中加入CO、、、各，则此时___________填“”“”或“”。

(3)反应 可用于捕捉空气中的，为研究温度对捕获效率的影响，在某温度下，将一定量的溶液置于密闭容器中，并充入一定量的气体，在t时刻，测得容器中气体的浓度。然后分别在温度为、、、下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测定气体的浓度，得到的曲线图如下：

①____________填“”“”或“”。区间，变化的原因是_____________。

②已知常温下的电离常数，碳酸的电离常数、，则恰好完全反应时所得的溶液中__________填“”“”或“”。

③在图中所示五种温度下，该反应的平衡常数最大的温度是____________。

Answer 1

【答案】 或 区间，化学反应未达到平衡，且温度越高，反应速率越快，相同时间内溶液捕获的就越多，则剩余的气体浓度就越小

【解析】

（1）①CO(g)+2H2(g)＝CH3OH(g) ΔH＝-91 kJ·mol-1

②2CO2(g)＝2CO(g)+O2(g) ΔH＝+566 kJ·mol-1

③2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH＝-483.6 kJ·mol-1

根据盖斯定律④CO2(g)+3H2(g)＝CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=①++=-91 kJ·mol-1+566 kJ·mol-1+(-483.6 kJ·mol-1)=-49.8kJ·mol-1；

（2）由容器 1数据可知

，x=，

①800℃时该反应的平衡常数；

②因为温度不变，则 K不变，

K=1=，解得n=，x=（或66.7%）；

③若800℃起始时，在2 L恒容密闭容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1 mol，根据Qc=1=K，则此时v正=v逆；

（3）在图中CO2的浓度存在一最低点，则在T1~T2区间，反应未达到化学平衡，温度升高，反应速率加快，CO2被捕捉的量增加，剩余CO2的浓度减小；T4~T5区间，反应已达到化学平衡，升高温度剩余CO2的浓度增大，即升高温度，平衡向左移动，因此正反应为放热反应，即ΔH<0；T1～T2区间，c(CO2)变化的原因是化学反应未达到平衡，且温度越高，反应速率越快，相同时间内(NH4)2CO3溶液捕获的CO2就越多，则剩余的CO2气体浓度就越小；

②由电离常数可知，的水解能力弱于的水解能力，而的水解能力强于其电离能力，故溶液呈碱性即c(H+)<c(OH-)；

③根据①可知该反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，则在图中所示五种温度下，该反应的平衡常数最大的温度是T1。