Question

【题目】为减小CO2对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO2创新利用的研究。

（1）①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。请写出②中反应的化学方程式______。

（2）如将CO2与H2以1：3的体积比混合，在适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中，充入2mol CO2和6mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol。测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡，v（H2）=______；氢气的转化率=______；能使平衡体系中n（CH3OH）增大的措施有______。（只写一种即可）

Answer 1

【答案】2KHCO3K2CO3+H2O+CO2↑ 0.24mol/（Lmin） 80% 降低温度（或加压或增大H2的量等）

【解析】

(1)①中碳酸钾吸收二氧化碳生成碳酸氢钾，通高温水蒸气，碳酸氢钾分解生成碳酸钾、二氧化碳与水；

(2)由图可知，10min达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.8mol/L，根据计算v(CH3OH)，再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(H2)；

根据CH3OH平衡浓度，利用n=cV计算△n(CH3OH)，再根据方程式计算△n(H2)，利用转化率等于计算氢气的转化率；

改变体积使平衡向正反应移动，可以增大CH3OH的物质的量，据此结合方程式特征解答。

(1)①中碳酸钾吸收二氧化碳生成碳酸氢钾，通高温水蒸气，碳酸氢钾分解生成碳酸钾、二氧化碳与水，反应方程式为：2KHCO3K2CO3+H2O+CO2↑；

故答案为：2KHCO3K2CO3+H2O+CO2↑；

(2)由图可知，10min达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.8mol/L，则10分钟内，v(CH3OH)=0.08mol/(Lmin)，根据速率之比等于化学计量数之比，故v(H2)=3 v(CH3OH)=3×0.08mol/(Lmin)=0.24mol/(Lmin)，平衡时△n(CH3OH)=0.8mol/L×2L=1.6mol，根据方程式可知△n (H2)=3△n(CH3OH)=3×1.6mol=4.8mol，所以氢气的转化率为 ×100%=80%；

该反应正反应是体积减小的放热反应，故降低温度或加压或增大H2的量等，可以是平衡向正反应移动，增大CH3OH的物质的量；

故答案为：0.24mol/（Lmin）；80%；降低温度（或加压或增大H2的量等）。