[题目] CO2的资源化利用一直是化学家们关注的重要课题.中科院大连化学物理研究所设计了一种新型多功能复合催化剂.成功地实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油:(反应①).该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展 .(1)已知氢气的燃烧热为.若要利用的燃烧热求a的值.则还需要知道一个反应的.该反应是 .反应①在一定条� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】 CO2的资源化利用一直是化学家们关注的重要课题，中科院大连化学物理研究所设计了一种新型多功能复合催化剂，成功地实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油：(反应①)，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

(1)已知氢气的燃烧热为，若要利用的燃烧热求a的值，则还需要知道一个反应的，该反应是________________________________。反应①在一定条件下具有自发性，则a_______________0(填“>”或“<”)。

(2)向某密闭容器中按一定投料比充入、，控制条件使其发生反应：。测得的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图1所示：

则X表示______________，___________(填“>”或“<”)。欲提高的平衡转化率并提高单位时间内的产量，可采取的措施是______________________(填两种)。

(3)控制一定温度、催化剂，按不同投料比将反应物通入到某密闭容器中，测得平衡时的百分含量与投料比之间的关系如图2所示，则____________。

(4)在钌-铑双金属催化剂的作用下，CH3OH、CO2、H2可高效地转化为乙酸，反应方程式为。一定温度下，向某刚性容器中通入等物质的量的三种原料气，测得体系中的总压强与时间的关系如下表所示：

t/min	0	5	10	15	20	25	30
p/kPa	3	2.7	2.5	2.35	2.26	2.2	2.2

则反应开始到达到平衡的过程中，____________________________。

(5)碳捕捉技术的发展也有利于CO2在资源应用方面得到充分利用。常温下，若某次用NaOH溶液捕捉空气中的CO2所得溶液的pH=10，并测得溶液中，则_____________。

【答案】 < 压强 < 增大压强、增大 3.2 0.032 80

【解析】

(1)根据盖斯定律分析；当△G=△H-T△S<0时反应可以自发进行；

(2)该反应为放热反应，若X为温度，随温度升高平衡逆向移动，氢气的转化率应减小，与图形不符，所以X为压强，Y为温度；

(4)刚性容器中，气体的分压之比等于物质的量之比，所以可以把压强等效为物质的量来进行计算，所以不妨设初始投料为CH3OH、CO2、H2均为1mol，则平衡时气体的总物质的量为2.2mol，设平衡时三种物质的转化量为x，则列三段式有

则有3(1-x)+2x=2.2mol，解得x=0.8mol。

(1)表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H ②；

又已知反应 ①；

①-②×16可得反应，根据盖斯可知若再知道该反应的焓变，即可求反应①的焓变；当△G=△H-T△S<0时反应可以自发进行，该反应为气体减少的反应，所以△S<0，若要满足△H-T△S<0则△H必须小于0；

(2)根据分析可知X表示压强，Y表示温度，相同压强下，温度越高氢气的转化率越小，所以Y1<Y2；增大二氧化碳的浓度可以使平衡正向移动，且反应速率增大，单位时间内C5H12(l)的产率增大；该反应为气体体积减小的反应，缩小体积增大压强也可以使平衡正向移动，同时增大反应速率；降低温度、及时移走生成物虽然能使平衡正向移动，但会使反应速率减小，综上所述可以采取的措施有增大压强、增大；

(3)对于可逆反应，当反应物的投料比与计量数之比相等时，产物的平衡百分含量最大，所以n0==3.2；

(4)根据表格数据可知25min时反应达到平衡，结合分析可知该时段内△p(CO2)=0.8kPa，所以v(CO2)==0.032kPa/min；结合分析可知平衡时p(CO2)= p(CH3OH)= p(H2)=0.2kPa；p(H2O)= p(CH3COOH)=0.8kPa，所以Kp==80kPa-1；

(5)Ka2(H2CO3)=，时，pH=10，即c(H+)=10-10mol/L，所以Ka2(H2CO3)=0.5×10-10=5×10-11。

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Ⅰ．制备FeCO3：装置如图所示。

（1）B的名称是____。

（2）①清洗仪器，检查装置气密性的方法是：在D处导管末端套上夹止水夹的橡胶管，在A中加入水，分别打开活塞K1和K3。关闭活塞K2，若观察到___，则气密性良好。

②倒掉A中的水，加入盐酸，在B中加入铁粉、C中加入NH4HCO3溶液。关闭活塞K2，打开活塞K1和K3；滴入足量盐酸后，关闭活塞K1，开动搅拌器，反应一段时间后关闭活塞K3，打开活塞K2，C中发生的反应的离子方程式为____。

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③C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)

④C3H8(g)+H2(g)=C2H6(g)+CH4(g)

回答下列问题：

（1）已知：C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=－117kJ/mol

H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=－242kJ/mol。反应①的ΔH1=___。

（2）某温度下，在体积不变的密闭容器内发生反应①，起始总压强为105Pa，平衡时总压增加了20%。则C3H8的转化率为___；该反应的平衡常数Kp=___Pa。若提高C3H8的平衡转化率，可采取的措施有___（填标号）。

A.增大C3H8的浓度

B.提高温度

C.恒容下通入惰性气体

D.使用高效催化剂

（3）工业生产中常采用恒压下充入高温水蒸气的条件。如图表示常压下反应①C3H8的平衡转化率与温度及水烃比（M）的关系，M2___5（填“>”或“<”）。

（4）已知高温下C－C键断裂反应比C－H键断裂的脱氢反应容易发生，这将导致丙烯选择性降低；同时高温加剧催化剂表面积炭，导致催化剂迅速失活。在生产中充入CO2的作用之一是利于催化剂活性保持，其原因是___。反应气中的配比对催化剂活性的影响如表所示。其中C3H6收率最高时的配比是___。

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（3）任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其电子式：_________________________。

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（5）上述元素可组成盐。向盛有溶液的烧杯中滴加溶液，沉淀物质的量随溶液体积的变化示意图如下：

①R溶液的电离方程式____________________________。

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A．2个σ键、1个键B．1个σ键、2个键C．非极性键

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⑷碳、铁之间可形成多种化合物，其中一种化合物的晶体结构（面心立方结构）如图所示：

则编号为①的原子的坐标为_____________；该化合物的化学式为_____________；设该晶体的晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为____________________（列出计算式即可）。

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(1)上述两种解释中________(填“甲”或“乙”)正确。

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