[题目]2016年9月3日.二十国集团领导人杭州峰会之前.中国政府率先签署了并向联合国交存批准文书.体现中国为应对全球气候变化做出了重要贡献.为减少CO2对环境造成影响.有科学家提出设想.先把空气吹入碳酸钾溶液.然后再把CO2从溶液中提取出来.并使之变为可再生燃料甲醇.流程如下:(1)写出分解池中反应的化学方程式 .(2)在合成� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】2016年9月3日，二十国集团领导人杭州峰会之前，中国政府率先签署了《巴黎协定》并向联合国交存批准文书，体现中国为应对全球气候变化做出了重要贡献。为减少CO2对环境造成影响，有科学家提出设想，先把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，并使之变为可再生燃料甲醇，流程如下：

(1)写出分解池中反应的化学方程式___________________。

(2)在合成塔中，当有8.8gCO2与足量H2完全反应，可放出9.84×l03kJ的能量，写出合成塔中反应的热化学方程式______________________。

(3)在体积为l L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2在300℃下发生反应，有关物质的浓度随时间变化如下图所示。

①从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)=_______ _____。

②其他条件不变，只将温度提高到500℃，再次平衡时n(CH3OH)/n(CO2)比值___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③从平衡移动原理分析，低温有利于提高原料气的转化率，而实际生产中采用300℃的温度，原因是_______________。

(4)目前，由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展，其化学反应是：

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H＞0。

判断该反应在一定条件下，体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是_________。

a．容器中密度不变

b．单位时间内消耗2molCO2，同时消耗1mol二甲醚

c．v(CO2)：v(H2)=1：3

d．容器内压强保持不变

【答案】

(1)2KHCO3K2CO3+H2O+CO2↑

(2)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.2kJ/mol

(3)①0.225mol/(L·min);②减小③考虑反应快慢(或者催化剂活性)

(4)bd

【解析】

试题分析：(1)二氧化碳和饱和的碳酸钾溶液反应生成碳酸氢钾，碳酸氢钾不稳定，加热时分解生成碳酸钾、二氧化碳和水，所以方程式为2KHCO3K2CO3+H2O+CO2↑，故答案为：2KHCO3K2CO3+H2O+CO2↑；

(2)8.8gCO2与足量H2完全反应，可放出9.84×l03kJ的能量，所以1mol二氧化碳和足量氢气反应放出49.47KJ热量，所以其热化学反应方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.2KJ/mol，故答案为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.2KJ/mol；

(3)①图象分析，甲醇表示的反应速率==0.075mol/Lmin；依据化学方程式CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)计算得到氢气表示的反应速率=0.075mol/Lmin×3=0.225 mol/(Lmin)，故答案为：0.225 mol/(Lmin)；

②反应是放热反应，若其它条件不变，只将温度提高到800℃，平衡逆向进行，再次达平衡时n(CH3OH)/n(CO2)比值减小；故答案为：减小；

③低温有利于提高原料气的转化率，而实际生产中采用300℃的温度，原因是适当提高温度可以加快反应速率，并且在300℃催化剂活性最高，故答案为：考虑反应快慢(或者催化剂活性)；

(4)a．恒容容器中，体积不变，据质量守恒定律，反应前后气体质量不变，密度始终不变，所以容器中密度不变不能说明反应达到平衡状态，故a错误；b．单位时间内消耗2molCO2，同时消耗1mol二甲醚，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故b正确；c．v(CO2)：v(H2)的比值，无论正向进行、逆向进行还是平衡时正逆向进行，始终与化学计量数相同为1：3，所以v(CO2)：v(H2)=1：3不能说明正逆反应速率相等，不能证明反应达到平衡状态，故c错误；d．该反应反应前后气体体积本题，所以容器内压强保持不变，说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故d正确；故答案为： bd。

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容器	甲	乙	丙
反应物投入量	3molA、2molB	6molA、4molB	2molC
到达平衡的时间(min)	5		8
A的浓度(mol/L)	c1	c2
C的体积分数	w1		w3
混合气体密度(g/L)	ρ1	ρ2