Question

科学家利用Na₂CO₃溶液的喷淋捕捉空气中的CO₂，设计技术流程如图1．请回答下列问题：

（1）Na₂CO₃溶液喷成雾状的目的是

 

．
（2）在500℃的反应炉中发生反应的化学方程式为

 

．
（3）在整个流程中，可以循环利用的物质是

 

．
（4）为研究合成塔反应的最佳条件，在10L密闭容器中发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），对于图2实验结果（注：T₁、T₂均大于300℃）说法正确的是

 

（填序号）．
a．向密闭容器中不断补充CO₂，H₂转化率增大   
b．该反应在T₁时的平衡常数比T₂时小
c．温度为T₁时，从反应开始到平衡，H₂的平均速率为v（H₂）=

nA

tA

mol?L^-1?min^-1
d．平衡处于A点时密闭容器温度从T₁变到T₂，

n(H2)

n(CH3OH)

增大
（5）将制备的甲醇用于图3装置．当铜片的质量变化为19.2g时，a极上消耗的O₂在标准状况下的体积为

 

L．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）喷成雾状可增大与二氧化碳的接触面积，增大反应速率；
（2）由转换关系图可知，在500℃的反应炉中碳酸氢钠分解变成碳酸钠和水及二氧化碳；
（3）从流程图中找出循环的物质；
（4）a．增大一种反应物浓度能提高另一种反应物转化率；
b．根据温度变化对平衡的影响，可判断平衡常数的大小；
c．根据v=

△c

△t

判断；
d．根据温度对平衡的影响，可判断出平衡移动的方向，据此再判断物质的量的变化；
（5）依据原理分析写出电极反应，结合电子守恒计算．

解答： 解：（1）Na₂CO₃溶液喷成雾状可增大与二氧化碳的接触面积，增大反应速率，
故答案为：使反应充分发生或提高反应速率；
（2）由转换关系图可知，在500℃的反应炉中碳酸氢钠分解变成碳酸钠和水及二氧化碳，反应方程式为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
故答案为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（3）从流程图中可知，碳酸氢钠分解后生成碳酸钠又循环使用，
故答案为：碳酸钠；
（4）a．增大二氧化碳浓度反应正向进行，氢气的转化率增大，故a正确；
b．因为反应从T₁变到T₂，n（CH₃OH）变小，即平衡逆向移动，所以T₁时的平衡常数比T₂时的大，故b错误；
c．根据v=

△c

△t

可知，速率为单位时间内浓度变化，而不是物质的量的变化，故c错误；
d．由图象可知，A点的反应体系从T₁变到T₂，n（CH₃OH）变小，即平衡逆向移动，所以

n(H2)

n(CH3OH)

增大，故d正确；
故答案为：ad．
（5）当铜片的质量变化为19.2g时物质的量为：

19.2g

64g/mol

=0.3mol，依据电极反应和电子守恒计算得到，铜电极电极反应：Cu-2e^-=Cu²⁺；
a电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，依据电子守恒及O₂～2Cu可知，a极上消耗的O₂物质的量为0.15mol，标准状况下氧气的体积为：0.15mol×22.4L/mol=3.36L，
故答案为：3.36．

点评：本题考查了物质的量随浓度变化的曲线、原电池原理和电解池原理的分析应用等知识，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生灵活应用基础知识的能力．