【題目】二氧化碳的捕集、利用是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)略方向。

(1)科學家提出由CO2制取C的太陽能工藝如上圖所示。

①若“重整系統(tǒng)”發(fā)生的反應中=6,則FexOy的化學式為________。

②“熱分解系統(tǒng)”中每分解1molFexOy,轉移電子的物質(zhì)的量為________。

工業(yè)上用CO2和H2反應合成甲醚。已知:

CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1

CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1

則2CO2(g)+6H2(g)===CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3________kJ·mol-1。

①一定條件下,上述合成甲醚的反應達到平衡狀態(tài)后,若改變反應的某一個條件,下列變化能說明平衡一定向正反應方向移動的是________(填字母)。

a.逆反應速率先增大后減小 b.H2的轉化率增大

c.反應物的體積百分含量減小 d.容器中的值變小

②在某壓強下,合成甲醚的反應在不同溫度、不同投料比時,CO2的轉化率如下圖所示。T1溫度下,將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中,5min后反應達到平衡狀態(tài),則0~5min內(nèi)的平均反應速率v(CH3OCH3)=__________;KA、KB、KC三者之間的大小關系為____________。

(3)常溫下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH)________(填“>”、“<”或“=”)c(HCO);反應NH+HCO+H2O=NH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K__________。(已知常溫下NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=4×10-7,K2=4×10-11)

【答案】 Fe3O4 2mol 130.8 b 0.18mol·L1·min1 KAKC>KB > 1.25×103

【解析】(1)①由示意圖可知,重整系統(tǒng)中CO2和FeO反應生成FexOy和C,發(fā)生的反應中n(FeO)/

n(CO2) =6,根據(jù)Fe原子、O原子守恒可知x:y=6:(6+2)=3:4,故FexOy的化學式為Fe3O4;②“熱分解系統(tǒng)”中分解的方程式為2Fe3O4=6FeO+O2↑,每分解1molFe3O4生成0.5mol氧氣,轉移電子的物質(zhì)的量為0.5mol×4=2mol;已知:①CO2(g)3H2(g)===CH3OH(g)H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1,②CH3OCH3(g)H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,①×2-②可得:2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g) ΔH3=-130.8kJ·mol-1。(2)①a.逆反應速率先增大后減小,可能是增大生成物濃度,平衡逆向移動,錯誤;b.氫氣的轉化率增大,平衡一定正向移動,正確;c.反應物的體積百分含量減小,可能是增大生成物濃度,平衡逆向移動,錯誤;d.容器中的n(CO2)/n(H2)變小,可能是減小二氧化碳物質(zhì)的量,平衡逆向移動,錯誤;答案選b。②T1溫度下,將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中,由圖象可知,5min后反應達到平衡狀態(tài)時二氧化碳轉化率為60%,則生成CH3OCH3為6mol×60%×1/2=1.8mol,所以平均反應速率v(CH3OCH3)=1.8mol÷(2L×

5min) =0.18molL-1min-1;③反應為放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向進行,轉化率降低,因此T1<T2,而平衡常數(shù)只與溫度有關系,則KA、KB、KC三者之間的大小關系為KAKC>KB ;(3)根據(jù)鹽類水解規(guī)律,已知NH3·H2O的電離平衡常數(shù)K=2×10-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=4×10-7,K2=4×10-11,所以碳酸氫根的水解程度更大,因此c(NH4+) >c(HCO3-);反應NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=c(NH3H2O)c(H2CO3) /

c(NH4+)c(HCO3)=c(H+)c(OH)/K(NH3H2O)K1=1.25×10-3。

練習冊系列答案
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化學式

鍵長/nm

鍵角

H2O

0.99

104.5°

H2S

1.34

92.3°

H2Se

1.47

91.0°

H2S的鍵角大于H2Se的原因可能為________________________________________。

H2O、H2S、H2Se沸點由高到低的順序為________________,酸性由強到弱的順序為________________。

(4)寫出鉻的基態(tài)原子電子排布式:________________________________________。

(5)鉻為體心立方晶體,晶胞結構如圖,則該晶胞中含有______個鉻原子。若鉻的密度為ρg·cm3,相對原子質(zhì)量為M,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則鉻原子的半徑為______cm。

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(3)B的結構簡式是 。A不能發(fā)生的反應是(填序號)

A.取代反應 B.消去反應 C.酯化反應 D.還原反應

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