Question

【题目】低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，低碳经济的概念在中国正迅速从高端概念演变成全社会的行为，在新能源汽车、工业节能等多个领域都大有作为．请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质

（1）工业上可利用CO或CO2来制备燃料甲醇．

已知：800℃时，化学反应①、反应②对应的平衡常数分别为2.5、1.0

反应①：2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）△H=-90.8kJmol-1

反应②：H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）△H=+41.2kJmol-1

写出用CO2与H2反应制备甲醇的热化学方程式___________．

800℃时该反应的化学平衡常数K的数值为___________．

（2）现将不同量的CO2(g)和H2(g)分别通入到容积为2L的恒容密闭容器中发生反应: CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）ΔH=+41.2KJ/mol，得到如下二组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		CO2(g)	H2(g)	H2O(g)	CO2(g)
1	900	4	2	1.6	2.4	2
2	900	a	b	c	d	t

实验2中，若平衡时，CO2(g)的转化率小于H2(g).则a、b必须满足的关系是__________。

若在900℃时，另做一组实验，在此容器中加入10molCO2(g)，5molH2，2molCO，5molH2O(g)，则此时v正____v 逆(填“<”>“或“=”)。

（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g) ΔH=-29.1 kJ·mol-1，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果：

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①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是________。 （填“3.5×106 Pa”、 “4.0×106 Pa”或““5.0×106 Pa”）。

②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是_________________。

（4）常温下，向20.0mLcmol/L的氨水中滴加20mL.0.2mol/LHNO3溶液后，恰好使溶液显中性(设混合溶液总体积为两溶液体积之和)。计算常温下NH3·H2ONH4++OH-的电离平衡常数K(NH3·H2O)=_________(用含c的式子表示)。

Answer 1

【答案】 3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.6kJ/mol 2.5 a>b < 4.0×10 6 Pa 高于80℃时，温度对反应速率影响较小;且反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低

【解析】(1)反应①+反应②即得3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.6kJ/mol；反应①的平衡常数K1=2.5，反应②的平衡常数K2=1.0，则K=K1×K2=2.5。

(2)根据反应CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）ΔH= +41.2KJ/mol可得，CO2(g)和H2(g)的化学计量数相等，即达到平衡时的改变量相等，则起始量大的物质转化率小，所以实验2平衡时，要使CO2(g)的转化率小于H2(g)，则a>b；实验1的平衡常数K1= ，在相同条件下，向此容器中加入10molCO2(g)， 5molH2，2molCO，5molH2O(g)时，KQ= >，则反应向逆向进行，即v正 < v逆。

(3)①从压强对甲醇转化率的影响图象上可得，应选择在4.0×106 Pa下进行，此时转化率较高，若再加压，尽管转化率有所提高，但提高的很小，所以采用更高的压强不太合适，故选择4.0×106 Pa；②由压强一定时温度对反应速率的影响图象可知，当温度高于80℃时，温度的升高对反应速率影响较小，且该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率降低。

(4) 常温下，20.0mLcmol/L的氨水与20mL.0.2mol/LHNO3溶液反应后恰好使溶液呈中性，即c(H+)=c(OH—)=1.0×10 -7mol/L，由电荷守恒可得，混合溶液中c(NO3—)= c(NH4+)= 0.1mol/L，溶液中c(NH3·H2O)= ，所以常温下NH3·H2ONH4++OH-的电离平衡常数K(NH3·H2O)= = mol/L