Question

【题目】合理利用资源，降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流。

（1）科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，如将H2和CO2以4∶1比例混合通入反应器，适当条件下反应可获得一种能源。完成以下化学方程式：4H2＋CO2 ________ ＋2H2O。

（2）汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：_______________。

（3）工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量KOH溶液完全吸收后只得到一种钾盐，该钾盐的化学式是______________。

（4）CO2合成生产燃料甲醇（CH3OH）是碳减排的新方向。进行如下实验：某温度下在1 L的密闭容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，发生：CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)。

①能判断该反应已达化学反应限度标志的是______________ （填字母）。

a．CO2百分含量保持不变

b．容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1

c．混合气体的平均相对分子质量保持不变

d．容器中混合气体的质量保持不变

②现测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v (H2)=______ mol/（L min），容器中起始的压强与平衡时的压强之比为___________。

Answer 1

【答案】CH42NO+2CO=N2+2CO2KNO2a、c0.3758:5

【解析】

(1)根据质量守恒定律的微观解释可以知道：反应前后的原子数目和种类应该相等，分析题给的化学反应方程式可以知道，反应前出现了2个O，1个C，8个H，反应后出现了2个O，4个H，所以在X中含有4个H和1个C，故答案为：CH4；

(2)汽车尾气含有有毒的一氧化碳、氮的氧化物等气体，容易形成光化学烟雾，污染环境和大气，用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。其中NO被CO还原的反应为2CO+2NO2CO2+N2，生成的二氧化碳和氮气是空气中的成分，是参与大气循环的无毒气体；故答案为：2CO+2NO2CO2+N2；

(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量溶液完全吸收后只得到一种钾盐，反应的方程式为NO +NO2+2KOH=2KNO2+H2O，故答案为：KNO2；

(4)①a．平衡时各物质的浓度保持不变，CO2百分含量保持不变，说明到达平衡，故a正确；b．开始投料比，2mol CO2和6mol H2，容器中H2浓度与CO2浓度之比始终为3：1，所以不能证明达平衡状态，故b错误；c．容器的体积不变，反应前后都为气体，容器中混合气体的质量始终保持不变，但物质的量减少，当混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明气体的物质的量不变，说明到达平衡，故c正确；d．根据方程式，反应前后都为气体，容器中混合气体的质量始终保持不变，不能说明到达平衡，故d错误；故答案为：ac；

②由图可知，12min到达平衡时二氧化碳的浓度变化量为2mol/L-0.5mol/L=1.5mol/L，所以v(CO2)==0.125mol/(Lmin)，速率之比等于化学计量数之比，所以v(H2)=3v(CO2)=3×0.125mol/(Lmin)=0.375mol/(Lmin)，

CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)

起始(mol) 2 6 0 0

反应(mol) 1.5 4.5 1.5 1.5

平衡(mol) 0.5 1.5 1.5 1.5

气体的压强之比等于物质的量之比==，故答案为：0.375；。