Question

【題目】為解決大氣中CO2的含量增大的問題，某科學(xué)家提出把工廠排出的富含CO2的廢氣經(jīng)凈化吹入碳酸鉀溶液吸收，然后再把CO2從溶液中提取出來，再轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂霞状嫉摹熬G色自由”構(gòu)想，其部分技術(shù)流程如圖：

(1) 吸收池中主要反應(yīng)的離子方程式為____

(2) 合成塔中合成1molCH3OH(g)的反應(yīng)熱是ΔH1，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____；工業(yè)上CO也可用于合成甲醇，已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2；2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3；則CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH4=____(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。

(3) 一定溫度下，向2L恒容密閉容器中加入1molCH3OH(g)，發(fā)生反應(yīng)CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)，CO的體積分數(shù)隨時間的變化如圖所示。

① 反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志是____(填序號)。

A. 氣體的密度保持不變

B. 氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

C . 2v正(H2)=v逆(CO)

D. c(CH3OH)：c(CO)：c(H2)=1：1：2的時候

E. 氣體的體積分數(shù)保持不變

② 在該溫度下，此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=______，若在t1時刻再加入1mol CH3OH(g)，在t2時刻重新達到平衡，則在t2時刻CO的體積分數(shù)____0.25(填“＞”、“＜”或“=”)。

Answer 1

【答案】CO32-+CO2+H2O=2HCO3- CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 ΔH1+ΔH2-ΔH3 BE 0.25mol2·L-2 ＜

【解析】

（1）吸收池中K2CO3溶液吸收CO2，主要反應(yīng)的離子方程式為CO32－+CO2+H2O=2HCO3－；

（2）合成塔中合成1mol CH3OH（g）的反應(yīng)熱是△H1，其反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H1；根據(jù)蓋斯定律，CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H4=△H1＋△H2－△H3；

（3）①A、氣體的密度自始至終保持不變，故A錯誤；

B、氣體的平均摩爾質(zhì)量M=m/n，反應(yīng)后混合氣體的物質(zhì)的量增加，M逐漸減小，當M保持不變，達到平衡狀態(tài)，故B正確；

C、2v正（H2）=v逆（CO），比例關(guān)系錯誤，故C錯誤；

D、 c(CH3OH)：c(CO)：c(H2)=1：1：2時，各物質(zhì)的濃度不一定不變，則反應(yīng)不一定平衡，故D錯誤；

E、氣體的體積分數(shù)是一個變量，當保持不變，反應(yīng)達到平衡，故E正確；

故選BE；

② CH3OH（g）CO（g）+2H2（g），

反應(yīng)前（mol·L－1） 0.5 0 0

變化量（mol·L－1） x x 2x

平衡時（mol·L－1） 0.5-x x 2x

根據(jù)平衡時CO的體積分數(shù)

x/(0.5+2x)=1/4，x=0.25mol·L－1；

此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K= =0.25mol2·L-2；若在t1時刻再加入1mol CH3OH（g），體積不變，相當于增大壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，在t2時刻重新達到平衡，CO的體積分數(shù)小于0.25；