Question

【題目】甲醇是一種可再生的綠色能源，CO2是一種溫室氣體，它們都是重要的化工原料．
（1）已知CO的燃燒熱△H為﹣283kJmol﹣1 ， CO （g）+2H2 （g）CH3OH （1）；△H=﹣129kJmol﹣1 ， 欲求出CH3OH的燃燒熱，則需要知道一個反應，該反應的熱化學方程式為 ． （反應熱直接用△H表示）．
（2）向溫度不同容積均為1L的a、b、c、d、e五個恒容密閉容器中各充入3molCO2、7molH2O的混合氣體，控制適當條件使其同時發生反應：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=QkJmol﹣1 ， 反應過程中維持各容器溫度不變，測得t1時刻各容器中H2O的體積分數（H2O） 如圖所示．

①Q（填“＞”或“＜”），五個容器中肯定處于非平衡狀態的是
②t1時刻時，容器a中正反應速率（填“大于”“小于”或“等于”）容器e中正反應速率．
③Td℃時，該反應的平衡嘗試K= ．
④欲提高H2的轉化率，可采取的措施有（寫出兩種）．
（3）碳捕捉技術的應用既可降低碳排放也可得到重要的化工產品．
①NaOH溶液是常用的碳捕捉劑，若某次捕捉后得到的溶液中c（HCO3﹣）：c（CO32﹣）=2：1，則所得溶液的pH=[常溫下 K1（H2CO3）=4.4×10﹣7、K2 （HCO3﹣）=5x 1O﹣11]．
②在清除鍋爐水垢的過程中，需要用Na2CO3將水垢中的CaSO4轉化為CaCO3 ， 將微溶的CaSO4難溶性的CaCO3的理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2H2 （g）+O2 （g）?2H2O（l）△H
（2）＜；a、b；小于；4；降低溫度或者增大二氧化碳的量或者增大壓強
（3）10；CaSO4難溶于酸，而CaCO3易溶于酸中
【解析】解：（1）欲求出CH3OH的燃燒熱，根據CH3OH燃燒生成二氧化碳和液態水，所以根據蓋斯定律還應該有生成二氧化碳和液態水的熱化學方程式，又已知CO的燃燒熱△H為﹣283kJmol﹣1 ， 即CO （g）+ O2 （g）CO2（g）△H=﹣283kJmol﹣1；那還必須有生成液態水的熱化學方程式，則需要知道一個H2 （g）燃燒的熱化學方程式，所以該反應的熱化學方程式為2H2 （g）+O2 （g）2H2O（l）△H，所以答案是：2H2 （g）+O2 （g）2H2O（l）△H；（2）①a、b、c、d、e五個恒容密閉容器，由圖象可知對應溫度依次升高，則反應速率也依次增大，由于c中水的體積分數最大，表明t1時刻d、e已處于平衡狀態，a、b肯定沒有達到平衡狀態，c可能處于平衡狀態；又因為達到平衡后，升高溫度水的體積分數反而減小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，則正反應為放熱反應，即△H＜0，所以答案是：＜；a、b；②t1時刻時，a、e容器水的體積分數相等，說明a、e容器中反應物濃度相同，又e容器溫度大于a，所以容器a中正反應速率小于容器e中正反應速率，所以答案是：小于；③

	CO2（g）+	3H2（g）		CH3OH（g）+	H2O（g）
開始	3mol	7mol		0	0
轉化	x	3x		0	0
平衡	3﹣x	7﹣3x		x	x

根據Td℃時，平衡水的體積分數為 ，所以 = ，解得x=2，
則根據K= = =4，所以答案是：4；④根據CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）為體積減小的放熱反應，所以欲提高H2的轉化率，可以降低溫度或者增大二氧化碳的量或者增大壓強，所以答案是：降低溫度或者增大二氧化碳的量或者增大壓強；（3）①某次捕捉后得到的溶液中c（HCO3﹣）：c（CO32﹣）=2：1，則溶液酸堿性主要由CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣ ， K=
= ，所以c（OH﹣）= =10﹣4 ， 則pH=﹣lgc（H+）=10，所以答案是：10；②因為CaSO4難溶于酸難除去，而CaCO3易溶于酸中易除去，所以在清除鍋爐水垢的過程中，需要用Na2CO3將水垢中的CaSO4轉化為CaCO3 ， 所以答案是：CaSO4難溶于酸，而CaCO3易溶于酸中．
【考點精析】通過靈活運用化學平衡狀態本質及特征，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）即可以解答此題．