[题目]CO2是一种常见的温室气体.它的吸收和利用也成为现代科技的热门课题.(1)恒容密闭容器中.在Cu/ZnO催化剂作用下.可用CO2制备甲醇:CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(l) △H1.已知: CH3OH(g) +O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l) △H2.写出氢气燃烧热的热化学方程式 (△H用△H1. △H2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】CO2是一种常见的温室气体，它的吸收和利用也成为现代科技的热门课题。

(1)恒容密闭容器中，在Cu/ZnO催化剂作用下，可用CO2制备甲醇：CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(l) △H1，已知： CH3OH(g) +O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l) △H2，写出氢气燃烧热的热化学方程式________(△H用△H1、 △H2表示)。某温度下，在体积为2L的密闭容器中加入2mol CO2、5mol H2以及催化剂进行反应生成CH3OH 蒸气和水蒸气，达到平衡时H2的转化率是60%，其平衡常数为_______。

(2)工业上用CO2催化加氢制取二甲醚：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。在两个相同的恒容密闭容器中，充入等量的反应物，分别以Ir和Ce作催化剂，反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率α(CO2)随反应温度的变化情况如图所示：

①用Ir和Ce作催化剂时，反应的活化能更低的是_________；

②a、b、c、d和e五种状态，反应一定达到平衡状态的是________，反应的ΔH ____0(填“＞”、“=”或“＜”)；

③从状态a到c，CO2转化率不断增大的原因是__________；

④已知T℃下，将2 molCO2和6 molH2通入到体积为V L的密闭容器中进行上述反应，反应时间与容器内的总压强数据如表：

时间t/min	0	10	20	30	40
总压强p/1000kPa	1.0	0.83	0.68	0.60	0.60

该反应平衡时CO2的转化率为___________。

(3)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧中产生的温室气体CO2，得到NH4HCO3溶液，则反应NH4++HCO3－+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_________。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10－5，H2CO3的电离平衡常数Ka1=4×10－7，Ka2=4×10－11 )。

【答案】H2 (g) +O2 (g)=H2O(l) △H=(△H1+ △H2)/3 0.5 Ir d和e ＜状态a和c均未达到平衡，状态c温度高反应速率快，CO2的转化量大，转化率高 80% 1.25×10－3

【解析】

(1)已知①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) ΔH1，②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH2，由盖斯定律计算(①+②)×得到氢气燃烧热的热化学方程式：H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=(ΔH1+ΔH2)，某温度下，在体积为2L的密闭容器中加入2mol CO2、5molH2以及催化剂进行反应生成CH3OH蒸气和水蒸气。达到平衡时H2的转化率是60%，消耗氢气物质的量浓度=2.5mol/L×60%=1.5mol/L，列三段式有：

则平衡常数，故答案为：H2(g)+O2(g)H2O(l) (ΔH1+ΔH2)；0.5；

(2)①根据图示信息：分别以Ir和Ce作催化剂，反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率a(CO2)随反应温度的变化情况，得到：CO2的转化率a(CO2)高，催化剂的效率高，活化能较小，所以用Ir和Ce作催化剂时，反应的活化能更低的是Ir，故答案为：Ir；催化剂不影响转化率，a、b、c、d和e五种状态，反应达到平衡状态时，CO2的转化率a(CO2)不再变化，即平衡状态是d、e，达到平衡以后，温度升高，CO2的转化率a(CO2)逐渐减小，所以平衡逆向移动，反应是放热反应，所以反应的焓变小于零，故答案为：d和e；＜；

③状态a和c均未达到平衡，状态c温度高反应速率快，CO2的转化量大，转化率高，故答案为：状态a和c均未达到平衡，状态c温度高反应速率快，CO2的转化量大，转化率高；

④T℃下，将2molCO2和6molH2通入到体积为VL的密闭容器中进行上述反应，图表数据可知，平衡状态气体压强减少0.4KPa，设生成二甲醚物质的量为x mol，列三段式有：

根据阿伏加德罗定律PV=nRT，气体压强之比等于气体物质的量之比，即，则x=0.8，平衡时CO2的转化率，故答案为：80%；

(3)反应NH4++HCO3－+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数，故答案为：1.25×10－3。

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